3.14. В наибольшей степени подземные воды влияют на условия равновесия лессовидных и делювиальных покровных отложений. Оплывины, оползни-потоки и контактные оползни в покровных отложениях возникают обычно при повышении горизонта подземных вод, увеличении гидростатического и фильтрационного давлений и снижении прочностных характеристик грунтов.
3.15. При возникновении оползневых смещений гидрогеологические условия склона изменяются. Движение подземных вод в теле оползня приурочено к водопроницаемым породам, раздробленным зонам и оползневым трещинам. Обводненность тела оползня увеличивается, а прочностные свойства пород на поверхности скольжения снижаются, что приводит к возникновению повторных подвижей или образованию оползня другого типа.
3.16. Влияние тектонических и сейсмических явлений на развитие оползневых процессов определяется:
а) приуроченностью оползней к зонам тектонических нарушений;
б) силовым воздействием сейсмических сил на неустойчивые породы.
3.17. Развитие крупных оползней вблизи зон тектонических нарушений вызвано:
а) широким развитием зон смятия и дробления в коренных породах;
б) интенсивной циркуляцией подземных вод;
в) активной сейсмической деятельностью.
3.18. Зоны дробления пород прослеживаются на расстоянии 300 - 500 м от осевой линии крупных региональных разломов. Эти зоны характеризуются повышенной трещиностойкостью и обводненностью.
3.19. Наибольшее число эпицентров сильных землетрясений совпадает с зонами регионально-тектонических нарушений. Степень сейсмической опасности зависит не только от рельефа, геологического строения и физико-механических свойств слагающих склон пород, но и от их водного режима.
3.20. Оползневые процессы, вызванные сейсмическими воздействиями, интенсивно развиваются в эпицентральных зонах землетрясений на участках распространения лессовидных, песчано-глинистых, выветрелых малоустойчивых пород; наибольшая активность отмечается в период максимальной увлажненности пород.
4. Расчет устойчивости природных склонов и откосов земляного полотна
4.1. На стадии технического проекта для оползневых и оползнеопасных участков детально рассчитывают устойчивость склонов с учетом наиболее вероятной формы нарушений устойчивости и конструкции земляного полотна и намечаемых противооползневых сооружений.
В случаях, когда затруднительно достоверно определить наиболее вероятную форму нарушения устойчивости склона, необходимо провести комплексные расчеты, исходя из нескольких наиболее вероятных форм нарушения устойчивости.
4.2. Для выполнения расчетов устойчивости склонов и откосов составляют расчетную схему (с выделением участков отрыва, смещений, выпирания, вероятного расчленения блоков массива и пр.), используя данные:
об особенностях геологического строение склона, обусловливающих возможность образования оползневых смещений, с выделением зон и поверхностей ослабленных пород;
о морфологических особенностях склона до и после образования оползня;
гидрологических особенностях склона (границы обводных зон, величины напоров, гидравлические градиенты и пр.);
типе и размерах оползня, положении и очертании поверхности скольжения;
прочностных к деформативных расчетных характеристиках пород, слагающих склон.
4.3. Геодезической основой расчетной схемы являются расчетные поперечники, характеризующиеся наиболее неблагоприятным сочетанием различных факторов, таких, как высота и крутизна склона, мощность смещающихся масс, расположение слабых прослоек, наклон слоев, уровень грунтовых вод и пр.
4.4. Устойчивость склонов и откосов рассчитывают из условий плоской задачи:
по прочности (1-е предельное состояние);
деформируемости (2-е предельное состояние).
4.5. Расчет устойчивости склонов и откосов по прочности сводится к определению коэффициента запаса устойчивости с помощью различных расчетных методов (метод круглоцилиндрической поверхности скольжения, метод горизонтальных сил Маслова-Берера, метод Шахунянца, метод наклонных сил Чугаева и др.), а также к сравнению его с требуемой величиной (приложения 2, 3).
4.6. Расчетные характеристики грунтов (объемная масса, угол внутреннего трения и сцепление) следует принимать соответствующими наименее благоприятным условиям устойчивости оползневого склона в годовом в многолетнем циклах.
4.7. Коэффициент запаса устойчивости откосов и оползневых участков после проведения противооползневых мероприятий принимается при расчете по прочности не менее 1,3. При учете сейсмического воздействия величина активных сдвигающих сил должна быть увеличена на сейсмический коэффициент Кс = 1,03÷1,1.
4.8. Расчет устойчивости склонов, с учетом противооползневых сооружений (буронабивных свай, анкерных корсетов), выполняют в соответствии с требованиями, приведенными в приложениях 4, 5.
4.9. Если общая устойчивость склонов и откосов земляного полотна обеспечена (Кзап = 1,3), но есть опасность развития длительных деформаций ползучести во времени, необходимо дополнительно выполнять расчеты по деформируемости (см. приложение 3).
4.10. Устойчивость оползневых склонов по деформируемости особенно следует проверять в тех случаях, когда угол внутреннего трения грунтов, слагающих склон, незначителен, а структурное сцепление равно нулю (пластичные глинистые грунты и др.).
5. Основные принципы назначения противооползневых мероприятий
5.1. Комплекс противооползневых мероприятий должен обеспечивать заданный коэффициент запаса устойчивости склона. Влияние различных факторов на устойчивость склона оценивают расчетными методами.
5.2. Этот комплекс должен включать устройство сооружений и выполнение мероприятий, наиболее эффективных и экономичных при борьбе с явлениями и причинами, которые вызывают оползень или снижают коэффициент запаса устойчивости оползнеопасных участков.
5.3. В зависимости от причин, вызывающих оползни, предусматривают следующие мероприятия:
а) регулирование поверхностного стока атмосферных осадков;
б) дренирование подземных вод;
в) защиту берегов от боковой эрозии;
г) защиту грунтов поверхности склона от выветривания;
д) уменьшение крутизны склонов и откосов для изменения напряженного состояния;
е) устройство удерживающих сооружений;
ж) изменение физико-механических свойств грунтов;
з) установление специального режима в оползневой зоне.
5.4. Мероприятия по регулированию поверхностного стока следует назначать на всех откосах и оползневых участках и осуществлять в общем комплексе мероприятий по обеспечению устойчивости земляного полотна.
5.5. Поверхностный сток с площади бассейна, прилегающего к оползню, следует перехватывать выше оползня устройством нагорных и водоотводных канав, открытых и закрытых лотков и т.д. В сильноводопроницаемых грунтах дно и стенки канав устраивают из водонепроницаемого материала.
Пропуск поверхностных вод через оползневую зону и сброс воды непосредственно не склоны не допускаются.
5.6. Для перехвата поверхностного стока с оползневого участка и осушения тела оползня следует применять лотки из отдельных звеньев телескопической формы из сборного железобетона, а на неустойчивых, водонасыщенных участках - осушительные канавы с грунтовыми и укрепленными откосами.
Для улучшения условий стока воды с поверхности оползневого склона осуществляют микропланировку его поверхности (ликвидируют впадины, бугры, забутовывают трещины отрыва и т.д.).
5.7. Мероприятия по дренированию подземных вод назначают для снижения уровня грунтовых вод и уменьшения фильтрационного давления, уменьшения дебита подземных вод, удаления гравитационной воды из оползневого массива, сбора и удаления выклинивающихся на поверхность подземных вод.
С помощью дренажных мероприятий невозможно полностью осушить грунты на поверхности скольжения, особенно при глубоком ее расположении, малой мощности подземных потоков, трещиноватости толщи и жильном характере грунтовых вод. Для оползней срезания и контактных оползней общую устойчивость оползневого тела следует повышать снижением уровни грунтовых вод и фильтрационного давления. Для поверхностных сплывов, оплывин и оползней-потоков, смещение которых происходит в виде вязкой массы, следует стремиться к полному перехвату грунтовых вод и осушению тела оползня.
5.8. На оползневых участках и склонах подземные воды перехватывают, устраивая:
горизонтальные - трубы, дренажные прорези, галереи, скважины-дрены;
вертикальные - колодцы, сквозные и забивные фильтры;
комбинированные дренажи;
пластовые дренажи и каптаж источников.
5.9. Конструкции противооползневых дренажей следует назначать на основе гидрологических расчетов, определяющих положение кривой депрессии, глубину заложения дренажа, приток воды к дренажной системе, водопоглощающую способность дрен, расход дренажных вод и пр.
5.10. Подземные воды целесообразно перехватывать выше оползневого участка в несмещенной части склона или в голове оползня на границе между несмещенными и сползшими породами. При неглубоком залегании (до 5 м) водоупорного слоя применяют горизонтальные трубчатые дренажи с диаметром труб не менее 15 см.
5.11. Для снятия гидростатического и фильтрационного давлений грунтовых вод, а также для отвода их из мест скопления в теле оползневых склонов или в откосах глубоких выемок следует использовать горизонтальные скважины-дрены из перфорированных обсадных труб диаметром 5 - 10 см, вдавливаемых в пробуренные горизонтальные или наклонные скважины (Ø = 10÷15 см) в местах понижения поверхности водоупорного слоя. Скважины-дрены можно сочетать с вертикальными дренажными колодцами, что позволит обеспечить отвод воды из песчано-глинистых отложений значительной мощности, содержащих большое количество отдельных линзовых бессточных скоплений подземных вод.
5.12. Вертикальный дренаж (дренажные колодцы) применяют для снятия гидростатического и фильтрационного давления нескольких водоносных горизонтов, залегающих на глубине более 6 - 8 м и перекрытых толщей слабоводопроницаемых пород. Колодцы с фильтрующей засыпкой целесообразно применять в грунтах с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 - 1 м/сутки и закладывать на пониженных отметках подошвы водоносных горизонтов, где происходит скопление грунтовых вод.
5.13. Для осушения оползневых накоплений и тела оползня дренажные прорези выполняют в виде траншей, заполненных на всю мощность водовмещающих пород фильтром из песчано-гравийных материалов. Глубина заложения определяется мощностью оползневых накоплений и водовмещающих пород, но должна быть не более 8 - 10 м. Дренажные воды из прорезей собирают в водоотводящую канаву. Дренажные прорези применяют как временное мероприятие и после укрепления оползня заменяют горизонтальным трубчатым дренажом.
5.14. На закрепленных оползневых склонах и оползневых террасах в местах выклинивания подземных вод, не выдержанных по простиранию, рекомендуется устраивать пластовые дренажи, состоящие из однослойного или многослойного грунтонепроницаемого дренажного фильтра толщиной не менее 15 - 20 см.
5.15. Дренажные воды следует отводить на устойчивую часть склона ниже земляного полотна до тальвегов или меженных урезов воды в водоемах.
Неорганизованный сброс дренажных вод непосредственно на склоны или террасы не допускается.
5.16. Для осушения водонасыщенных поверхностных отложений небольшой мощности, залегающих в основании проектируемой насыпи, необходимо предусмотреть, срезку неустойчивого слоя, нарезку уступов на поверхности коренных пород и отсыпку насыпи из дренирующего материала.
5.17. Для осушения водонасыщенных покровных отложений значительной мощности, залегающих в основании проектируемой насыпи, следует использовать каменные дренажные контрфорсы, заглубленные в коренные породы. При этом дренажные контрфорсы не только снижают гидростатическое и фильтрационное давление, но и повышают сопротивление сдвигу насыпи по коренным породам. Дренажные траншеи устраивают перпендикулярно оси насыпи шириной от 1,2 до 1,5 м. Расстояние между ними назначают по расчету из условия обеспечения устойчивости насыпи.
5.18. Мероприятия по защите берегов от боковой эрозии назначают на оползневых участках и склонах при расположении земляного полотна в нижней части склона при возможности нарушения устойчивости из-за подмыва языка оползня или завышенной крутизны склона. Для этого выполняют берегоукрепительные работы и возводят струенаправляющие сооружения, а на небольших реках устраивают донные запруды. Прибрежную часть обычно укрепляют одиночной или двойной отмосткой, сборными бетонными плитами, подпорными стенками, подвижный склон - гибкими откосными покрытиями тюфячного типа, каменной наброской. Течение рек отклоняют устройством струенаправляющих дамб и поперечных полузапруд.
Берегоукрепительные работы следует выполнять до сооружения земляного полотна.
5.19. Мероприятия по защите от выветривания должны предусматривать защиту поверхности склона при его террасировании, а также поверхности откосов глубоких выемок в грунтах, подверженных интенсивному выветриванию (сланцы, переувлажненные глины и лессовидные суглинки и т.д.). Меры защиты от выветривания должны быть зональными, поскольку зависят от характера ландшафтных зон.
Наиболее распространенными мерами защиты являются: одерновка, посев трав, насаждения, замена грунта, защитные покрытия, решетчатые конструкции, а для полускальных грунтов - торкретирование или устройство одевающих стенок.
5.20. Уменьшение крутизны склонов и откосов способствует устранению одной из главных причин, вызывающих оползни, - изменению напряженного состояния пород в результате уменьшения сдвигающих сил или увеличения пассивных сил.
Уменьшение крутизны откоса срезкой активной части тела оползня и укладкой в зоне выпора наиболее эффективно при значительных углах внутреннего трения грунта, в процессе борьбы с оползнями, имеющими криволинейную поверхность скольжения.
