Конкретными факторами ai, влияющими на устойчивость склона, являются: увеличение влажности в зоне поверхности смещения, изменение уровней подземных вод, абразия или эрозия в пассивной части склона и изменение их базиса во времени, подрезка склона устройством выемки, расположение насыпи на склоне.

2.2.10. При оценке устойчивости склонов в рамках первого случая I варианта расчетной схемы в качестве расчетных показателей используют значения параметров прочности: угол внутреннего трения φw и сцепление Cw - для оползневых (покровных) грунтов и коренных (устойчивых) пород; φw и сцепление связности Σw - для контакта с устойчивыми грунтами или в зоне зафиксированного смещения.

2.2.11. Методика выполнения оценочных расчетов для второго случая I варианта расчетной схемы включает определение:

условий проявления максимальных оползневых подвижек с максимальной скоростью;

условий временной стабилизации оползня на склоне;

роли реологических процессов в проявлении оползневых подвижек и условий их реализации.

Если на основе инженерно-геологического анализа (с учетом действующих факторов) установлена превалирующая роль реологических процессов в оползневых подвижках, то следует определить характер изменения величины коэффициента вязкости η (Па · с) на поверхности или в зоне смещения от скорости смещения по следующим формулам:

для условий плоскостной ползучести

                                 (3)

для условий ползучести в зоне dп между покровными грунтами и несмещающимися породами

                              (4)

где γw  - удельный вес оползневого грунта, Н/м3;

Hоп.ср  - средняя мощность слоя покровных (оползневых) грунтов, м;

α  - средний уклон поверхности смещения, град;

tgφw - коэффициент трения на поверхности или в зоне смещения;

υ0  - скорость смещения пород на поверхности оползневого склона, м/с;

dп  - зона ползучести между покровными грунтами и несмещающимися породами, м;

По полученной в лабораторных условиях зависимости η = f(W) (где W - влажность на поверхности или в зоне смещения) устанавливают, какому значению влажности при фактической скорости смещения соответствует значение коэффициента вязкости, рассчитанное по формулам (3) и (4).

Оценку устойчивости оползневого склона, определение величины оползневого давления и построение его эпюры в предельном состоянии выполняют на момент времени, когда скорость смещения достигнет минимальных значений. В качестве расчетных характеристик прочности грунта используют угол внутреннего трения и сцепление связности при расчетной влажности или диапазоне расчетных влажностей, которые устанавливают на основе построения зависимостей η = f(υ0, W).

2.2.12. В тех случаях, когда склон не является оползневым (II вариант расчетной схемы), необходимо установить на основе инженерно-геологического анализа и количественной оценки устойчивости вероятную поверхность (зону) смещения, условия возможного проявления оползневых подвижек, а также условия предельного состояния для различных факторов (см. п. 2.2.9) по прочности, ползучести и остаточной прочности. Для указанных условий с учетом предельного состояния определяют величину оползневого давления и строят его эпюру.

2.2.13. Наиболее опасными являются участки склона, на которых делювиальные или элювиальные отложения расположены на толще выветрелых размягчаемых скальных пород с крутым падением трещиноватых пластов в сторону склона, что характерно для районов Крыма, Карпат, Черноморского побережья Кавказа. При разработке расчетных схем таких участков необходимо учитывать: характер расположения земляного полотна на склонах или в их среде, возможность смещения делювиальных грунтов по выветрелым породам, возможность смещения выветрелых размягчаемых пород по внутренним межпластовым поверхностям (в результате увлажнения этих пород и падения прочности на контактах напластований), вероятность смещения всей толщи по контакту выветрелой зоны с устойчивыми породами.

2.2.14. Для оценки устойчивости и последующего определения оползневого давления Eоп рекомендуется использовать методы плоских поверхностей смещения (методы Маслова-Берера, Шахунянца, Чугаева и др.) в случае склоновых участков; методы, использующие круговые поверхности, когда необходимо определить величину оползневого давления от грунта насыпи на устойчивом склоне на поддерживающее сооружение. При проведении оценочных расчетов оползневые или склоновые массивы (в том числе с расположенным на их поверхности земляным полотном) разбивают на расчетные блоки.

2.2.15. В пределах каждого блока i расчетной схемы склона (откоса) расчетное значение оползневого давления Eопi (Н/м) определяется как разность между двигающими и удерживающими силами, обусловленными трением и сцеплением грунта по соответствующему участку поверхности смещения:

Eопi = Ti - Ai,                                                              (5)

где Тi, Ai - сдвигающая и удерживающая силы в i-м блоке, Н/м.

2.2.16. В пределах любого расчетного вертикального сечения расчетной схемы склона (откоса), на которое условно действует расчетное оползневое давление, его необходимо определять исходя из условия, что на каждый последующий блок (считая сверху вниз) действует суммарная величина активных сдвигающих сил, которая складывается из суммы накопленного давления в i-м блоке и блоке, непосредственно примыкающем к расчетному сечению:

                                                         (6)

или

                                   (7)

где        Eоп.расч   - расчетное оползневое давление, приходящееся на переднюю грань блока (i + 1), Н/м;

 и - накопленная величина оползневого давления, Н/м.

При использовании метода горизонтальных сил Маслова-Берера расчетное оползневое давление в каждом блоке определяют по формуле

                                    (8)

где ±Hi - распор в каждом i-м блоке без учета сил трения и сцепления в грунте, Н/м;

Wφi  - фильтрационное давление в i-м блоке, Н/м;

βi - угол наклона кривой депрессии в i-м блоке к горизонту, град.

2.2.17. При оценке степени устойчивости склона или откоса, полностью обводненного, вес расчетных блоков следует определять с учетом эффекта взвешивания.

При наличии фильтрационного давления расчетное оползневое давление в каждом блоке, расположенном на круглоцилиндрической поверхности, определяют по выражению

                               (9)

где Pib  - вес части грунтового блока, ограниченной кривой депрессии и поверхностью скольжения; определяется с учетом эффекта взвешивания, Н/м;

Li  - длина круглоцилиндрической поверхности скольжения в i-м блоке, м.

2.2.18. При смещении оползневого массива по плоской, не имеющей переломов поверхности скольжения расчетное оползневое давление с учетом фильтрационного давления Wφi и влияния напорных вод в каждом блоке следует определять по формуле

             (10)

где hi  - средняя высота расчетного блока, м;

ωi  - площадь подошвы блока, м2;

Δв  - удельный вес воды, Н/м3;

hz   - уровень напорных вод в пределах блока, м.

При наличии фиксированных поверхностей смещения в формулах (9), (10) вместо Cw следует использовать значение Σw, а при определении вероятности развития деформаций ползучести по плоскости - значение структурного сцепления Cc.

2.2.19. Для наглядного представления об изменении расчетной величины оползневого давления по длине склона (откоса) и для нахождения давления в любой точке между границами расчетных блоков вычерчивают эпюру оползневого давления под расчетным сечением оползневого склона (откоса) на ее горизонтальной проекции. На основе анализа эпюры оползневого давления выбирают расчетное сечение (сечения) для заложения поддерживающих противооползневых конструкций и сооружений с учетом:

положения намеченного проектом места строительства поддерживающих сооружений;

условий регулирования рельефа склона (откоса);

возможного минимального значения оползневого давления.

2.2.20. По значениям оползневого давления, вычисленным для каждого расчетного сечения, где предполагается установить поддерживающие сооружения, по ширине оползня (по фронту) строят фронтальную эпюру оползневого давления (см. рис. 6,в). Такая эпюра необходима для дифференцированного определения числа удерживающих элементов в конструкции поддерживающего сооружения по ширине оползня.

2.3. Расчет свайных поддерживающих сооружений

2.3.1. Расчет свайных поддерживающих сооружений производят в такой последовательности:

оценивают возможность перемещения оползневого грунта через поддерживающее сооружение в вертикальной плоскости;

предварительно назначают геометрическую схему свайного поля по прочностным и реологическим показателям свойств оползневого грунта (пп. 2.3.3 - 2.3.8. и по условиям прочности и устойчивости свай (пп. 2.3.9 - 2.3.26);

составляют расчетную схему поддерживающего сооружения и в соответствии с пп. 2.3.27 - 2.3.42 устанавливают расчетные значения внешних нагрузок на каждую сваю в составе поддерживающего сооружения;

производят расчет свай на совместное действие продольных и поперечных сил, распределенного оползневого давления и изгибающего момента [1], на основе которого определяют внутренние силовые факторы, действующие в различных по высоте свай сечениях, и уточняют глубину заложения свай в коренных породах;

производят расчет свай по прочности материала стволов в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 и СНиП 2.03.01-84;

определяют горизонтальные перемещения и углы поворота свай в уровне подошвы плиты ростверка в соответствии с п. 2.3.31 настоящих Методических рекомендаций; при этом горизонтальное перемещение свай не должно превышать 2 см, а горизонтальное перемещение сечения свай в уровне расчетной поверхности скольжения - 1 см;

производят расчет свай по образованию и раскрытию трещин в соответствии с разд. 3 СНиП 2.05.03-84 и разд. 4 СНиП 2.03.01-84;

оценивают возможность, величину и скорость деформаций ползучести при обтекании поддерживающего сооружения оползневым грунтом в горизонтальной плоскости в соответствии с пп. 2.3.56 - 2.3.61 настоящих Методических рекомендаций.

2.3.2. Оценку возможности перемещения оползневого грунта через поддерживающее сооружение в вертикальной плоскости производят следующим образом.

Из верхней точки А верховой грани поддерживающего сооружения, установленного в намеченном поперечном створе оползня (рис. 7), проводят ряд лучей АВ1, АВ2, АВ3, АВ, предполагая, что поверхность смещения призмы отпора - плоскость. Каждому из проведенных лучей соответствует своя призма отпора - АВ1Д1, АВ2Д2, АВ3Д3, АВД - и пассивный отпор Е0, действующий в плоскостях В1Д1, В2Д2, В3Д3, ВД. На эти же плоскости действует расчетное оползневое давление соответственно Еоп1, Еоп2, Еоп3, Еоп, определяемое по эпюре давления (см. рис. 6).

Перемещение оползневого грунта через поддерживающее сооружение невозможно, если для самого неблагоприятного из рассматриваемых сечений ВiДi, для которого разность (E0 - Eопi) имеет минимальное значение, соблюдается условие

(E0 - Eопi)min ≥ 0.                                                           (11)

Величину пассивного отпора E0, действующего в сечениях ВiДi, определяют графическим методом (см. рис. 7).

Силу трения и сцепления, действующую на поверхности смещения призмы отпора (см. рис. 7), определяют по формуле

C = Ntgφ'w + C'wAB,                                                     (12)

где N     - нормальная составляющая массы призмы пассивного отпора, Н/м;

φ'w, C'w  - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения, град, и сцепления оползневого грунта, Па.

Рис. 7. Схема для проверки свайного поддерживающего сооружения на возможность переползания через него оползневого грунта.

АО - ось верхового ряда свай

По найденным величинам и направлениям сил C, P и F (известно только направление) для призмы отпора строят многоугольник сил (см. рис. 7), замыкающая сторона которого E0 определяет величину пассивного отпора.

По полученным значениям пассивного отпора выбирают критическое сечение, для которого разность (E0 - Eопi) имеет минимальное значение, и затем проверяют выполнение условия (11). Если указанное условие не выполняется, то следует предусмотреть дополнительные мероприятия по уменьшению оползневого давления в створе установки поддерживающего сооружения (террасирование верховой части оползневого склона, понижение уровня грунтовых вод, устройство одного или нескольких нагорных поддерживающих сооружений и т.п.).

Предварительное назначение основных параметров геометрической схемы расположения свай в плане в зависимости от прочностных и реологических свойств оползневого грунта

2.3.3. При предварительном назначении основных параметров геометрической схемы расположения свай в плане должны быть соблюдены следующие условия:

предельное расстояние между сваями amax (м) в ряду

amax = Dсв + Hопtg(45° + φ'w/2)tgφ'w;                                         (13)

минимально допустимое расстояние между сваями в amin (м)

amin = 3Dсв;                                                                    (14)

минимально допустимое расстояние между рядами свай bmin (м)

bmin = 3Dсв.                                                                    (15)

2.3.4. Расчетное расстояние между осями свай в ряду ap (м), определенное с учетом реологических свойств, при котором полностью исключены деформации ползучести оползневого массива, следует определять по выражению

ap = (amax/Ka)m,                                                            (16)

где Ka    - коэффициент запаса;

m    - поправочный множитель, учитывающий схему расположения свай в плане; m = 1 - для однорядных и многорядных сооружений с рядовым расположением свай в плане; m = 2 - для многорядных сооружений с шахматным расположением свай в плане.

2.3.5. Коэффициент запаса Ka рассчитывают по формуле