2.1.8. Состав бетонной смеси для изготовления буронабивных свай проектируют в соответствии с ГОСТ 4795-68 и ГОСТ 10268-80 на бетон гидротехнический.
2.1.9. Для продольной арматуры буронабивных свай следует использовать стержни диаметром от 16 до 28 мм из стали периодического профиля классов А-II и А-III.
Для изготовления спиралей, кольцевых хомутов, петель-ограничителей применяют арматурную сталь гладкого профиля из стали класса А-I. Рабочие стержни в сечениях свай следует располагать равномерно по всей окружности, а в случаях фиксированного направления оползневого давления - асимметрично, размещая стержни в соответствии с расчетом.
2.1.10. Расчетные характеристики материалов свай и ростверков следует принимать по СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.05.03-84.
2.1.11. Для напрягаемой арматуры анкерных тяг в заанкеренных поддерживающих сооружениях следует применять сталь марок в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84, «Техническими указаниями по применению стальных канатов для армирования предварительно напряженных конструкций железобетонных мостов» ВСН 71-70 и «Техническими указаниями по проектированию, изготовлению и монтажу составных по длине мостовых железобетонных конструкций» ВСН 98-74.
2.1.12. Прочность при сжатии инъецируемого раствора для изготовления нижнего анкера в заанкеренных поддерживающих сооружениях должна быть в 7-суточном возрасте не менее 2 · 104 кПа, в 28-суточном - не менее 3 · 104 кПа. Марка раствора по морозостойкости должна назначаться не ниже Мрз50, а по водопроницаемости - не ниже В-8 по ГОСТ 12730.5-84.
2.1.13. Толщину защитного слоя в сваях aз следует назначать, как правило, 10 см. Минимально допустимая величина aз = 5 см.
2.1.14. Расчет свайных поддерживающих сооружений следует производить по предельным состояниям двух групп.
К первой группе относятся:
прочность грунта оползневого массива и коренных пород;
прочность и устойчивость грунта, окружающего заделанную часть сваи;
прочность конструкций свай и свайных ростверков.
Вторая группа включает:
перемещения свай (горизонтальные Δг и углы поворота головы свай ψ) от действия вертикальных и горизонтальных нагрузок и моментов;
образование или раскрытие трещин в элементах железобетонных конструкций свайных поддерживающих сооружений;
смещение оползневых грунтов относительно поддерживающего сооружения в горизонтальной плоскости, развивающееся во времени.
2.1.15. Расчет конструкции свай и плиты ростверка по прочности следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.05.03-84, а также Руководства [1].
2.1.16. При расчете плиты ростверка на продавливание напряжение в бетоне плиты от давления, передаваемого торцом сваи, не должно превышать более чем на 30 % расчетное сопротивление бетона плиты осевому сжатию. В противном случае над торцом каждой сваи следует укладывать одну или две сетки из стержней класса А-II диаметром 12 мм.
2.1.17. Проектирование подпорных и «одевающих» стен из монолитного бетона или железобетона, входящих в состав конструкции поддерживающего сооружения, производят в соответствии с существующими нормами проектирования.
2.1.18. Внешние усилия для расчета «одевающих» стен, входящих в состав верховых поддерживающих сооружений, следует определять как активное давление грунта, найденное для условий плоской задачи, с понижающим коэффициентом K', зависящим от величины отношения
(2)
где an.y - расстояние между осями свай, определяемое по формуле (31), м;
Hоп - мощность оползневого слоя в месте установки поддерживающего сооружения, м.
При Δ = 0,1 понижающий коэффициент K' = 0,35, при Δ = 0,5 K' = 0,75. Для промежуточных значений Δ понижающий коэффициент следует принимать по интерполяции.
2.1.19. После расчета поддерживающего сооружения в соответствии с п. 2.3.1 проводят проверку устойчивости склона по предполагаемой поверхности скольжения, проходящей через нижние концы свай, в соответствии с рекомендациями по оценке устойчивости склона (см. подразд. 2.2).
При этом в качестве предполагаемой поверхности скольжения могут быть рассмотрены границы напластований горных пород, слагающих склон.
2.1.20. При разработке конструктивной схемы поддерживающего сооружения размеры плиты ростверка в плане назначают в зависимости от общего количества свай и геометрической схемы их размещения в плане, принимая расстояние от края плиты по наружной грани сваи не менее 25 см. Высота плиты ростверка должна обеспечивать возможность жесткой заделки верхних концов свай. Она определяется расчетом, но должна быть не менее 40 см.
2.1.21. По разработанной конструктивной схеме производят расчет свайных поддерживающих сооружений по предельным состояниям первой группы на особое сочетание нагрузок, включающее:
постоянные нагрузки (собственный вес конструкции и грунта на ее элементах);
временные подвижные вертикальные нагрузки (автомобильная и колесная);
расчетное оползневое давление;
сейсмические нагрузки.
2.1.22. Сейсмические нагрузки следует учитывать путем поправки к массе выделенных грунтовых блоков с помощью коэффициента динамической сейсмичности μ, величина которого зависит от расчетной сейсмичности района проектирования.
Кроме того, при проведении проверки устойчивости грунта, окружающего заделанную часть сваи, значения расчетного угла внутреннего трения коренных пород должны быть уменьшены для расчетной сейсмичности, равной 7 баллам, на 2°, 8 баллам - на 4°; 9 баллам - на 7°.
2.1.23. Расчет свайных поддерживающих сооружений по второй группе предельных состояний производят на основные сочетания нагрузок с коэффициентами перегрузки, равными единице.
2.1.24. Свайные поддерживающие сооружения с жесткой плитой можно рассчитывать по плоской схеме, которую получают проецированием сооружения на плоскость действия оползневого давления (плоская рама). При этом ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между осями свай в ряду.
2.2. Оценка устойчивости склонов и определение величины оползневого давления
2.2.1. Оценка устойчивости склона (откоса), а также земляного полотна на склоне или в его среде должна включать: выбор расчетных створов; составление расчетной схемы; определение расчетных параметров грунтов (оползневых или покровных, в зоне контакта их с несмещаемыми грунтами, несмещаемых грунтов); выбор метода расчета в соответствии с зафиксированным или предполагаемым механизмом оползня; выполнение расчетов по первой группе предельных состояний; реологический анализ в рамках расчетного (предполагаемого) или зафиксированного оползневого механизма; определение оползневого давления, построение эпюр давления для каждого расчетного сечения (рис. 6,а, б), а также фронтальных эпюр (рис. 6,в).
2.2.2. Расчетные створы необходимо выбирать в пределах сферы взаимодействия оползневой или потенциально оползневой территории с трассой автомобильной дороги на основе анализа результатов инженерно-геологических изысканий, в том числе и стационарных наблюдений.
Направление основного расчетного створа на участках оползневых склонов должно совпадать с главным направлением установленного или прогнозируемого движения оползня по линии самых низких гипсометрических отметок ложа оползня. На крупных оползневых участках расчетные створы намечают по нескольким направлениям, учитывая возможность изменения условий их устойчивости и стадий развития к началу строительства автомобильной дороги.
На участках склонов, где оползни не зафиксированы, но их вероятность обусловлена строительством автомобильной дороги, расчетные створы назначают на основе геоморфологического анализа участка склона, пересекаемого трассой дороги.
Расчетные створы необходимо предусматривать во всех вариантах обхода оползня трассой автомобильной дороги.
2.2.3. На основе выбранных расчетных створов и анализа инженерно-геологических разрезов по их направлениям составляют расчетные схемы для каждого расчетного сечения склона.
Разрабатывать расчетные схемы необходимо таким образом, чтобы они наиболее реально отражали фактическое состояние устойчивости склона (откоса), а также изменения, которые возможны в период строительства дороги и сооружения свайных конструкций.
На основе сопоставления реальных причин и факторов, приводящих к образованию оползней, устанавливают степень точности и надежности принимаемых расчетных схем.
Рис. 6. Построение фронтальной эпюры оползневого давления:
а - схема расчетных створов; б - эпюры давления Е1, Е2, Е3 соответственно в расчетных створах 1-1; 2-2; 3-3; в - фронтальная эпюра (— - фактическая; - - - - приведенная); 4-4 - проектное положение оси верхового ряда свай поддерживающего сооружения; В - ширина оползня по поперечнику 4-4; В1, В2, В3 - ширины зон действия соответственно расчетных створов 1-1; 2-2; 3-3; Еоп1, Еоп2, Еоп3 - оползневое давление в расчетных створах 1-1; 2-2; 3-3
2.2.4. Для разработки расчетной схемы в каждом разрезе выделяют геологические элементы, которые являются определяющими в устойчивости участка склона (откоса выемки). При дальнейшем анализе необходимо использовать те инженерно-геологические разрезы, которые являются определяющими в устойчивости всего склона или откоса выемки, а также в наибольшей степени отвечают зафиксированному или прогнозируемому механизму оползня при самом неблагоприятном сочетании силовых факторов и показателей физико-механических свойств грунтов.
В инженерно-геологических разрезах необходимо установить зоны, в которых превалирующую роль могут играть реологические процессы.
Для оползней, механизм которых обусловлен вязко-пластическим типом деформаций, в расчетной схеме следует отобразить все необходимые данные относительно скорости и деформаций смещения, в частности данные стационарных наблюдений. Зону вязких деформаций и положение поверхности смещения (в случае зафиксированных оползней) рекомендуется устанавливать, как правило, по результатам инклинометрических наблюдений. Деформации смещения изображают на расчетной схеме, а результаты анализа приводят в пояснительном тексте.
2.2.5. Графическую часть расчетной схемы вычерчивают на схематизированном инженерно-геологическом разрезе склона с указанием расположения на нем или в его среде земляного полотна автомобильной дороги. На расчетной схеме должны быть показаны:
прогнозируемые максимальные уровни подземных вод и их напоры;
фактические и наиболее вероятные поверхности смещения, по которым предполагается проведение расчетов;
положение поверхностей смещения в зонах отрыва и выпора оползневого грунта;
нагрузки, возникающие в результате строительства инженерных сооружений на склоне, и, прежде всего, от автомобильной дороги;
проектное решение по изменению рельефа склона;
проектное очертание откосов земляного полотна.
2.2.6. Пояснительный текст к расчетной схеме должен содержать обоснование по ее назначению; рекомендуемый метод (или методы) расчета устойчивости; расчетные значения показателей физико-механических свойств грунтов (покровных или оползневых, несмещаемых, в зоне их контакта между собой, земляного полотна насыпей и выемок) с учетом их изменения под воздействием различных факторов, и, прежде всего, влажности. В пояснительном тексте следует также изложить расчет устойчивости, результаты определения величины оползневого давления в каждом расчетном сечении, дать инженерно-геологический и реологический анализы.
2.2.7. Оценка устойчивости склонов (откосов) или геотехнических систем склон - земляное полотно осуществляется по предельным суммарным усилиям в рамках механизма оползня типа «скольжение» или «выдавливание». При этом предполагается, что поверхность смещения может быть плоской, круговой или комбинированной.
Возможны два варианта расчетных схем, которые соответствуют наличию:
I - зафиксированной поверхности или зоны смещения, когда уже есть оползни в склонах (откосах);
II - предполагаемой поверхности (поверхностей) или зоны смещения, ориентировочно установленной на основе анализа инженерно-геологического разреза и показателей физико-механических свойств грунтов на контакте покровных отложений и коренных пород, а также в пределах последних.
2.2.8. При оценке устойчивости склонов (откосов) или соответствующих геотехнических систем склон - земляное полотно при наличии зафиксированной поверхности смещения следует выделять два случая:
первый - оползневой склон в его природном состоянии является стабилизированным, т.е. он исчерпал запасы своей энергии в конкретных условиях проявления оползневого механизма; скорость смещения равна нулю;
второй - оползневой склон является нестабилизированным, т.е. на склоне имеются оползневые подвижки, развивающиеся во времени; скорость смещения выше нуля.
2.2.9. Методика оценки устойчивости склонов и геотехнических систем склон - земляное полотно с зафиксированным оползневым механизмом (первый случай I варианта расчетной схемы) заключается в следующем. На основе анализа инженерно-геологических и геоморфологических условий в развитии механизма оползня устанавливают основные факторы, которые могли бы способствовать образованию оползня на конкретном участке склона. К числу основных факторов относятся, прежде всего, те, воздействие которых приводит к снижению прочности грунта в зоне или на поверхности смещения, увеличению сдвигающих и уменьшению удерживающих сил.
Для определения условий (в качественном выражении), которые способствуют переходу склона в оползневой, устанавливают (последовательно) зависимость изменения коэффициента запаса устойчивости склона) (от одного из выявленных факторов ai, т.е. K = f(ai), и находят критические значения ai, при которых K = 1. С учетом реально возможных значений фактора ai, при K = 1 определяют значение оползневого давления в каждом расчетном сечении склона и строят эпюру. Аналогичным образом выполняют построение эпюры оползневого давления с учетом новых условий и факторов, которые могут активизировать существующий, но в расчетный период стабилизировавшийся оползень. Сравнивая две эпюры, получают критические значения оползневого давления в опасном сечении при условии активизации оползня на склоне.
