Оползни. Геологические условия. Методы борьбы

Оползни — это скользящее смещение горных пород на скло­нах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод.

Деформации в результате оползания подвергаются насыпи шоссейных и железных дорог, колодцы, дренажные галереи, тру­бы, водосливные лотки.

Внешний облик оползневых склонов имеет ряд признаков, по которым всегда можно установить, что склоны находятся в неус­тойчивом состоянии. Там, где происходит отрыв массы пород, образуется серия концентрических трещин, ориентированных вдоль склонов. Сползание пород приводит к бугристости скло­нов, особенно в их нижней части. За счет давления сползающих пород у подошвы склонов формируются валы выдавливания. Между валами и буграми при определенных условиях скаплива­ются поверхностные и подземные воды. Это вызывает заболоченность склонов. При активном сползании на склонах хорошо вид­ны смещенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень часто внешним признаком оползней является так называемый «пьяный лес» и разорванные, искривленные, саблевидные стволы деревьев. За счет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность в различных направлениях, а иногда даже рас­щепляются.

При всех равных условиях крутые склоны более подвержены оползням, чем пологие. Так, установлено, что склоны с крутиз­ной менее 15° оползней не образуют. Оползни свойственны скло­нам выпуклой и нависающей конфигурации

Большое влияние на развитие оползневых процессов оказыва­ет геологическое строение и литологический состав пород скло­на. Наиболее часто оползни проявляются при залегании слоев с падением в сторону склона. Типичными оползневыми породами следует считать различные глинистые образования, для которых характерно свойство «ползучести». Такой процесс, например, происходит на склонах лессовых толщ. Подавляющее большин­ство оползней приурочено к выходам подземных вод

Основными причинами оползней следует считать три группы процессов:

· Процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками

· Процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физико-механических свойств, слагающих склон пород за счет процессов выветривания, увлажнения подземными, а также дож­девыми, талыми и хозяйственными водами, за счет выщелачива­ния водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с об­разованием в породе пустот (суффозия)

· Процессы, создающие дополнительное давление на поро­ды, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтра­ции воды в сторону склона; гидростатическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динами­ческие нагрузки на склон; сейсмические явления

В оползне выделяют следующие элементы:оползневое тело;поверхность скольжения, форма которой может быть цилин­дрической, волнистой, плоской;бровка срыва, там, где произошел отрыв оползневого тела от коренного массива пород;террасовидные уступы или оползневые террасы (не следует смешивать с речными террасами);вал выпучивания, разбитый трещинами;подошва оползня — место выхода на поверхность плоскости скольжения, оно может располагаться выше и ниже подошвы склона или быть на его уровне.

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

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.

Все оползни можно разделить на соскальзывающие и постепен­но сползающие. При соскальзывании тело оползня перемещается мгновенно, в один прием. Движение медленных оползней определяют по наблюдениям за реперами, установленными в теле оползня и за его пределами, а также по маякам, которые укрепляют по обеим сторонам трещин

Классификация оползней предусматривает выделение собст­венно оползней, а также их разновидностей в виде сплывов и оползней-обвалов:

Собственно оползни происходят только путем скольжения зем­ляных масс по склону. Плоскость скольжения обычно располага­ется на значительных глубинах (многие метры)

Сплывы — смещение земляных масс на большой площади (сотни квадратных метров) вследствие водонасыщения верхних слоев. Глубина залегания плоскости скольжения до 1 м. Свойст­венны весеннему периоду года

Оползни-обвалы представляют собой смещение земляных масс одновременно по типу скольжения и обвала, типичны для кру­тых склонов

Различают оползни действующие и недействующие по их активности.

Недействующие оползни движений не проявляют. Сползание произошло достаточно давно и поверхность оползневого тела и следы смещения сглажены геологической деятельностью атмо­сферных вод. При подработке такие склоны могут приходить в движение.

Действующие оползни требуют применения противооползне­вых мероприятий. Выбор того или иного мероприятия или комп­лекса мероприятий зависит от причины, которая порождает дан­ный оползень.

Противооползневые мероприятия.

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

· количественную оценку степени устойчивости склона;

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

· проектирование откосов с наперед заданной степенью устой­чивости.

Противооползневые 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 за счет разгрузки любого вида

· пассивные, направленные на повышение значимости факто­ров сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми спосо­бамии

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 застрой­ки, типа и веса сооружений, снос существующих сооружений, за­медление темпов строительства)

· по земляным работам (запрещение любых разработок в пас­сивной зоне)

· 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 во­доемах 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)

· армирование поверхности геосинтетическими материалами (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 асфальтобе­тона, бетона и железобетона, геосинтетических пленок из арми­рованного высокопрочного полиэтилена.

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.