УСТОЙЧИВОСТЬ СКЛОНОВ, СЛОЖЕННЫХ СКАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ

В последнее время набирает популярность строительства частных жилых комплексов в гористой местности, например, юг нашей страны, город Сочи. Возможные землетрясения, ливневые дожди могут являться причинами оползней. Под оползнем понимается более или менее медленное смещение грунтовых масс вниз по склону под действием силы тяжести. Обычно это явление связано с нарушением естественной структуры грунта. Поэтому необходимо учитывать при строительстве устойчивость склонов.

Откосы и склоны - это части рельефа, которые характеризуются наклонной поверхностью с определенной крутизной в совокупности с геологическим строением массива грунта.

Склоны – это природное образование, которое имеет произвольное очертание, формируется под воздействием рельефообразующих процессов, протекающих на суше. По форме склоны могут быть прямыми, выпуклыми, вогнутыми, выпукло-вогнутыми. Поверхность каждого из перечисленных склонов может быть осложнена ступенями, повышениями и понижениями как правильной, так и неправильных очертаний и т. д. Форма профиля склонов несет особенно большую информацию о процессах, происходящих на них, а иногда дает возможность судить о характере взаимодействия эндогенных и экзогенных сил.

Откосы - части земляных сооружений плановой (спланированной) конфигурации.

Для природных склонов, попадающих в сферу деятельности человека, необходимо оценивать их устойчивость.

Рисунок 1. Склоны и откосы

Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зернами, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива, устойчивые к низким температурам, характеризуются прочностью частиц, обладaют естeствeнными (природными) жeсткими структурными связями. Скальные грунты подразделяются на магматические, метаморфические, осадочные. Такие грунты отличаются морозостойкостью, не растворимостью, способностью удерживать влагу и устойчивостью к негативным природным факторам таким как ливень, дождь, снег, экстремальные перепады температур.

Рисунок 2. Скальный грунт

Скaльный грунт не вoсприимчив к дефoрмациям, благодаря чему часто применяется в строительстве и используется как основание для фундаментов и иных сооружений.

Скальный грунт может состоять из: гранита, диорита, габбро, филлитов, базальта, песка, гипса, яшмы. В зависимости от преобладания определенного вида горных пород, скальный грунт может быть, как с высоким содержанием песка и глины, так и с преобладанием гранита и различных камней.

Устойчивость склонов, сложенных скальными грунтами зависит от высоты и формы склона, геологического состава пород, структурного плана, на котором расположен склон, обводненности и трещиноватости пород.

Для количественной оценки устойчивости склонов и откосов разработаны такие методы как теория предельного равновесия (строгие и приближенные), МКЭ в условиях упругопластического деформирования грунтового массива и теория функций комплексного переменного, основанные на СНиП 2.02.01-83 «основания зданий и сооружений». Согласно этим условиям критерием устойчивости является коэффициент запаса устойчивости, который должен быть больше нормативного (коэффициент запаса устойчивости) это отношение удерживающих сил и опрокидывающих рассматриваемого грунта). Эти расчеты необходимы для обеспечения устойчивости склонов и откосов, но недостаточны, чтобы ответить на вопросы о динамике оползневых смещений в отдельных точках массива, а также в целом.

В наше время разработаны многочисленные методы оценки кратковременной и длительной устойчивости склонов и откосов, в которых главная роль отводится напряженному состоянию массива и прочностным свойствам грунтов, слагающих тот массив. Деформационным свойствам в таких расчетах отводится меньшая важность. Наиболее популярным и легким является метод круглоциллиндрических поверхностей скольжения, который позволяет сравнительно легко учитывать влияние действия поверхностных сил, сложную конфигурацию склона, сил сейсмики и фильтрации.

Склон, откос или его элемент считается устойчивым, если его коэффициент устойчивости больше 1. Если величина коэффициента устойчивости склона, приблизительно равна 1, это соответствует состоянию предельного равновесия, наблюдающемуся в моменты начала и конца оползневого смещения.

Чтобы укрепить склон используем искусственный метод, применим гео- и биоматы. Оба материала своим видом похожи на мочалку. Геоматы делают из полипропиленовых сеток, которые накладываются друг на друга и соединяются под воздействием больших температур. Применяются на склонах с уклоном до 70 градусов.

Биоматы представляют собой целлюлозный слой, на котором закрепляется либо солома, либо волокна кокоса. Подходит для уклонов до 45 градусов. На крупных склонах лучше воспользоваться георешеткой и геосеткой. Георешетка отличается от сетки жестким каркасом из полимерных лент. Причем последние устанавливаются на грунт ребром. Это позволяет более устойчивее закрепить грунт.