Оползни

Рис. 4. Элементы оползня (Ананьев, Коробкии, 1973): 1 — оползневое тело; 2—-поверхность скольжения; 3—бровка срыва; 4 — оползневые террасы; 5 — вал выпучивания с трещинами; 6 — подошва оползня; 7 — положение склона до ополз­ня; 8 — коренной массив пород

Граница оползневого тела в плане может быть выражена четко  в виде резкой бровки. Однако нередки  случаи, особенно для плас­тичных глинистых пород, когда эта граница трудно различима.

В рельефе оползневые тела могут иметь вполне определенны и четко выраженные формы. В однородных породах типа лессовидных суглинков наиболее распространены оползневые цирки (Рис. 5). Если в склоне развито несколько оползневых цирков то между ними располагаются межоползневые гребни. На склон речных долин оползни нередко образуют террасовидные уступ (оползневые террасы), наклоненные в сторону, обратную падению склона.

Рис. 5. Основные элементы оползневого цирка (по М.Васичу): 1 — наиболее глубокая линия скольжения; 2 — верховая линия скольжения; 3 — оползнеш уступ (обрыв); 4— «язык» оползня; 5—смещенные мелкие тела (части оползня); 6—опаЛ невые террасы с уклоном к оползню; 7—тело оползня; 8— подстилающие породы; 9— поре ды (коренные) оползневого склона; 10 — форма склона до оползня; 11 — делювий

Оползневые тела могут  иметь сложное строение. На одном  и том же участке может быть одна или несколько поверхностей скольжения. В этом случае различают  оползни одно-, двух- и многоярусные. В однородных грунтах плоскость  скольжения при­обретает примерно форму цилиндрической поверхности, в сложно построенных склонах она может совмещаться с плоскостями пластования или, наоборот, пересекать их (Рис.11).

Рис.6. Развитие оползней и положение плоскостей скольжения в зависимости от геологического строения склона. а- в однородных породах; б-при наклонном залегании слоев; в-при выдавливании глин из под скальных пород; А-плоскость скольжения

Скорость движения оползневого  тела различна. Принципиально все  оползни можно разделить на соскальзывающие и постепенно сползающие. При соскальзывании тело оползня перемещается мгновенно, в один прием. Большинство оползней смещается постепенно, хотя и с различной скоростью — от долей миллиметра в сутки до нескольких десятков метров в час. Движение медленных оползней определяют по наблюдениям реперами, установленными в теле оползня и за его пределами, а так же по маякам, которые укрепляют по обеим сторонам шин.

 

Классификация оползней

 

Классификации оползней разрабатывались  А. П. Павловым, Ф. П. Саваренским, И. В. Поповым, Н. Н. Масловым, Г. С. Золотаре­вым, Е. П. Емельяновой и др. В частности, выделяются оползни-обвалы — крупные блоки пород, отделившиеся от основного масси­ва по трещинам. В долине Верхнего Амура трещины бортового отпора, располагаясь параллельно реке или под острым углом к ней, прореза­ют склон почти на всю его высоту (до 50—70 м) и достигают в ширину от 0,5—1 до 5—6 м в верхней части склона. Ограниченные такими тре­щинами крупные блоки пород находятся на склоне в состоянии неустой­чивого равновесия и при подмыве рекой, в зависимости от конкретных условий, либо сползают по поверхности трещины, либо обваливаются,. дробясь на мелкие глыбы.

Оползни-обвалы иногда возникают  также в песчано-глинистых по­родах. Оползни-обвалы, происходящие в осадочных породах, очень чув­ствительны к особенностям их геологического строения. Например, в долине Оби А. С. Герасимовой и В. Т. Трофимовым выделены три ти­па оползней-обвалов. Первый тип характерен для склонов, сложенных песчано-глинистыми породами с одним водоносным горизонтом, при­уроченным к песчаной пачке пород. На склонах такого типа оползни образуются в результате интенсивного подмыва основания склона и потери устойчивости пород вследствие гидродинамического давления фильтрующейся воды и механической суффозии. Второй тип возникает на склонах, сложенных супесчано-суглинистыми отложениями с не­большими песчаными прослоями, к которым приурочен водоносный го­ризонт. В этом случае оползание вызвано нарушением устойчивости-пород вследствие увлажнения их подземными водами. Третий тип оползней-обвалов образуется, когда в основании супесчано-суглинистых отложений залегают суглинки. Выше этого слоя на склоне выклинива­ются два водоносных горизонта, приуроченных к разновозрастным пес­чаным отложениям. На склоне образуются две оползневые ступени. Нижняя оползневая ступень образуется в результате интенсивного под­мыва основания склона рекой. Образование второй оползневой ступени связано с изменением состояния пород в результате увлажнения их подземными водами.

Развитие оползней-обвалов  начинается со скольжения блока по ослабленной поверхности и переходит  в обвал на нижней, более кру­той части склона. Поверхности скольжения наиболее часто приуроче­ны к напластованию слоев, к относительно маломощным глинистым прослоям, к тектоническим разломам и другим ослабленным зонам. Оползень скольжения, сместившийся в 1903 г. в Канаде по тектониче­скому разлому, имел объем около 30 млн. м3.

Оползающие породы в процессе движения могут превратиться в густопластичную массу, оползни-потоки и сплывы, которые по механизму движения напоминают селевые потоки. Породы в полу­жидком состоянии (№=50—56%) в виде оползней-потоков достигают базиса оползания — уреза реки или уровня поймы.

Интенсивное увлажнение приводит к изменению консистенции,. уменьшению сцепления и увеличению веса склоновых образований, что,. в свою очередь, влечет за собой потерю ими равновесия и смещения вниз пе склону. По характеру движения этот тип смещения является промежуточным между оползанием и течением грунта.

При оценке оползневых склонов  большое значение имеют анализ истории  развития и определение возраста оползней. Оползни делятся на древние  и современные.

Возраст оползней в речных долинах хорошо определяется из соот­ношения, в каком залегают породы оползневых и террасовых и делю­виальных накоплений. По данным Г. С. Золотарева, для Южного бере­га Крыма в ряде районов древние оползни своим основанием уходят намного ниже современного уровня моря и лежат на древних прибрежно-морских, галечниках.

 

Методы борьбы с оползнями

 

      Борьба с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Для успешного применения противооползневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий для оценки фактической степени устойчивости склона. Эти изыскания выполняют согласно СНиП 11.02-96 и СП 11.105-97.

Ряд специалистов отмечает, что для успешной реализации противооползневых  мероприятий необходима разработка вопросов специальной стратегии  и тактики. К первым относят:

• установление природы возможных форм нарушения устойчивости склона и разработку рациональных расчетных схем;

• количественную оценку (иногда с некоторым приближения степени устойчивости склона (определение коэффициента устойчивости — запаса);

• выявление наиболее эффективных  путей повышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;

• проектирование откосов  с наперед заданной степенью устойчивости.

Вторые заключаются в  выборе в пределах наличных возможностей наиболее эффективных для конкретного  случая противооползневых мероприятий  и сооружений, не забывая при этом о преимуществах «превентивных» профилактических методов.

Противоопоолзневые мероприятия подразделяют на два вида:

• активные, способные воздействовать на основную причину оползня путем  полного пресечения или некоторого ослабления ее действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи  разгрузки любого вида;

• пассивные, направленные на повышение значимости факторов сопротивления, влияющих положительным образом  на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми способами.

В настоящее время единой классификации оползней не существует. Составленные в разное время и  по различному принципу многочисленные классификации, среди которых следует  отметить классификации Ф.П. Саваренского, И.В. Попова, А.М. Дранникова, Н.Н. Маслова, Е.П. Емельяновой, В.Д. Ломтадзе и др.Весьма полная и практически приемлемая классификация противооползневых мероприятий разработана Н.Н. Масловым.

Все наиболее важные противооползневые  мероприятия по их характеру воздействия  разделены на 10 групп (I—X). В каждой группе по эффекту воздействия и  капитальности выделены классы (А, Б, В и т.д.). Каждому классу соответствуют несколько видов защитных мероприятий. Согласно табл. 9.3 для каждого конкретного случая можно выбрать одно или несколько защитных мероприятий.

Мероприятия по обеспечению  охранной обстановки касаются в основном ограничений деятельности человека в районе склона:

• по зеленому поясу (запрещение рубки леса, корчевания и разработки участков под огороды, уничтожение  кустарников, травяного покрова);

• по строительству (установление границы предельной застройка и  веса сооружений, снос существующих сооружений, за­ике темпов строительства);

• по земляным работам (запрещение любых разработок в пассивной  зоне — у подножия, в загрузке склона в активной зоне — у бровки, увеличение крутизны откоса, вскрытие неустойчивых грунтов);

• в области водного  хозяйства (запрещение спуска поверхностных  вод и поливов, содержание в порядке  водоотводящих и осушительных устройств, водопроводно-канализационных систем, заделка ям, трещин, установление уровней  и темпов сработки вод, омывающих откос);

• по динамическим воздействиям (запрещение применения взрывных работ, забивки свай, работы транспортных средств), то же относится и к вибрационным воздействиям.

Берегозащитные мероприятия  и сооружения на водотоках и водоема  у подножья склона включают отвод и выравнивание русел, устройство защитных покрытий, возведение лотков, быстротоков, перепадов, стен — набережных.

Водоотводные осушительные и дренажные мероприятия и  устройства делят на:

• работы на поверхности (планировка местности, заделка трещин, устройство покрытий, дамб, обвалования, нагорных и осушительных каналов, лотков, каптаж источников);

• обустройство дренажей (продольные и поперечные прорези и галереи, дренажные шахты, поглощающие скважины и колодцы); выполнение изоляционных мероприятий (устройство различных  инъекционных завес, глинизация, замораживание  грунтов).

 Землеустроительные мероприятия  направлены на:

• разгрузочные работы в  активной зоне (полный съем оползневых масс, срезка активной части оползня, очистка скальных откосов, террасирование и уполаживание склона, общая планировка склона) и пригрузки в пассивной зоне (отсыпка и отвал грунта);

• покрытие скальных склонов  металлическими и геосинтетическими сетками;

• армирование поверхности  геосинтетическими материале (сетками, ячеистыми каркасами и т. п.);

• устройство каменных ловушек.

Механическое крепление  склона (откоса) связано с устройством  одиночных прошпиливающих элементов в виде свай различного типа, проходящих сквозь оползень в коренные породы или рядов в виде шпунтовых стенок, инъекционных и мерзлотных завес и др.

Подпорные сооружения предусматривается  возводить в виде шпунтовых стенок (металлических, железобетонных, деревянных подпорных стен (каменных, бетонных, железобетонных), стен из свай-оболочек большого диаметра, а также в виде упорных валов (поясов) из грунта, каменной наброски, массивов-гигантов.

Покрытия предназначены  для закрепления поверхности  склона от воздействия ливневых и  речных вод. Их выполняют из песчаных, гравелистых, галечных грунтов, каменной наброски каменного мощения, шлакоглинобетона, асфальта и асфальтом тона, бетона и железобетона, геосинтетических пленок из армированного высокопрочного полиэтилена. Для закрепления береговой зоны часто используют фашинные тюфяки.

Использование растительности направлено на закрепление и осушение склона. Здесь предусматривается сплошное травосеяние, посадка влаголюбивого кустарника, облесение склона (вяз, дуб, клен, липа, лиственница). Искусственное уплотнение и закрепление грунтов на склоне предусматривает проведение различных инъекций (цементация силикатизация, битумизация, глинизация), замораживание грунтов, уплотнение электроосмосом.

Обеспечение устойчивости возводимых сооружений в зоне действий оползня  преследует цель повышения безопасности и включает мероприятия:

• удаление неустойчивого  массива на всю его мощность (до коренных неоползнеопасных пород);

• закладку глубоких фундаментов, опирающихся на устойчивые породы;

• устройство фундаментов  из буронабивных свай;

•использование каркасных  конструкций;

• армирование крутых откосов  геосинтетическими сетками и каркасами;

• применение железобетонных поясов;

• устройство деформационных швов.

Остановимся более подробно на рассмотрении некоторых мероприятий.

С помощью вертикальной планировки и производства земляных работ выполняется  уположивание откосов и создание контрбанкетов. Уполаживание откосов преследует цель уменьшения крутизны оползневого склона, обеспечивающей его устойчивость. Уполаживание склона целесообразно как профилактическое мероприятие при наличии неактивизировавшегося оползня. Кроме того, целесообразность уполаживания склона определяется объемом земляных работ и характером грунтов (Рис.12).

Таким образом, благодаря  контрбанкету увеличивается вес  тела оползня в его нижней части  и создается некоторый упор, противодействующий сползающей массе оползня.

Рис..7. Схемы вариантов, сдерживающих перемещение нижней части оползня: