Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Земляное полотно на территориях с карстовыми и оползневыми проявлениями

27.11.2018

Карст представляет собой процесс выщелачивания горных пород (известняка, доломитов, гипса) под действием подземных вод и образования пустот в самой породе и на поверхности земли. Полностью исключить развитие карста невозможно, но замедлить локальные его проявления — задача вполне реальная. Одной из главных причин карстового процесса является воздействие воды — атмосферной, речной, грунтовой. Наиболее интенсивное воздействие на растворимые породы оказывают слабоминерализованная вода и водные растворы, содержащие свободную углекислоту CO2. Воздействие такой воды значительно усиливается при повышении ее температуры.

Карст усиленно развивается в водопроницаемых породах большой мощности при наличии трещин шириной более 1 мм. В таких условиях создается возможность свободной циркуляции воды и образования пустот больших объемов.

По отношению к поверхности земли выделяют два типа карста: открытый и скрытый. Открытый карст наблюдают при расположении карстообразующих пород непосредственно вблизи поверхности земли. Здесь пустоты имеют глубину от нескольких сантиметров до нескольких метров. В результате постепенного объединения воронок или опускания больших участков земной поверхности пустоты могут простираться на сотни метров и иметь значительную глубину.

Скрытый карст характерен для участков, на которых карстующиеся породы перекрываются слоями нерастворимых пород. Пустоты скрытого карста (каверны и пещеры) образуются при движении подземных вод по многочисленным трещинам; их формирование нередко сопровождается эрозией и обрушением. Строительство в районах с карстом связано со значительными трудностями.

Карстовые процессы могут оказывать влияние на прочность и устойчивость не только земляного полотна, но и дороги в целом. Поэтому при проведении инженерно-геологических и топографических изысканий необходимо стремиться к детальному обследованию района распространения карста и по возможности прокладывать трассу в обход опасного участка. Это не всегда возможно при устройстве земляного полотна. В такой местности необходимо принимать меры по предотвращению вымывания растворимых горных пород, которые предусматривают обеспечение поверхностного водоотвода и перехвата грунтовых вод.

До начала строительства дороги на карстовых участках воронки и провалы следует засыпать водонепроницаемым грунтом, заполнить трещины в горной породе битумом или цементным раствором. Нецелесообразно закладывать боковые резервы; дорожная полоса на ширину 10...15 м с каждой стороны должна быть спланирована таким образом, чтобы на ней не было застоя воды. В целях снижения водопроницаемости необходимо укреплять дно и откосы водоотводных канав и выводить грунтовую воду с помощью дренажей за пределы дорожной полосы.

При слоистых напластованиях грунтов, содержащих вперемежку малопрочные легконамокающие водопроницаемые и водонепроницаемые грунты, могут возникать оползневые явления. Их провоцируют грунтовые воды, которые накапливаются на основе капиллярного поднятия в водопроницаемых слоях и обеспечивают их сдвиг и скольжение по нижележащим водоупорным слоям. В зависимости от рельефа местности и погодных условий расход грунтовых вод может меняться в широком диапазоне, поэтому обнаружение оползня и прогнозирование его устойчивости представляют собой достаточно сложную задачу.

Активизация старых оползней и формирование новых происходят вследствие нарушения устойчивости склонов в результате пригрузки насыпью, при разработке выемок по подошве оползня, изменении режима перемещения грунтовых вод, производстве буровзрывных работ, вибрационных воздействиях (рис. 8.10).

В зависимости от особенностей развития оползней и конструкции земляного полотна предусматривают мероприятия по регулированию режима протекания грунтовых вод, дренированию тела оползня, заделки трещин в водопроницаемых породах. Кроме того, осуществляют регулирование поверхностного стока, разгрузку оползня, устройство подпорных стенок и контрфорсов, основание которых находится ниже поверхности скольжения. Возникновению и развитию оползней наиболее подвержены крутые склоны, имеющие выпуклую или нависающую конфигурацию, сложенные глинистыми породами, которые наиболее чувствительны к изменению влажности (рис. 8.11).

Оползни часто образуются на участках наклонного залегания слоев с падением их в сторону склона, а также при вьщавливании глин вышележащими породами. Механизм воздействия оползневых процессов проявляется в трех направлениях.

Первое направление — изменение внешней формы и высоты склона, приводящее к перераспределению сдвигающих и удерживающих сил на нем; второе — изменение строения и физико-механических свойств пород; третье — создание дополнительного давления на слои, слагающие склон.

С точки зрения проведения защитных мероприятий скорость движения оползней является важнейшей их особенностью. По скорости перемещения оползни подразделяются на два типа: постепенно и мгновенно оползающие. Скорость движения постепенно оползающих оползней может быть быстрой или крайне медленной (в этом случае еще до крупной подвижки можно заметить изменение рельефа, перекос сооружений и принять предупредительные меры).

Второй тип характеризуется мгновенным перемещением тела оползня с очень и крайне быстрой скоростью. Защита от таких оползней сложна, и здесь большое значение имеет заблаговременный прогноз потенциально возможных смещений.

По глубине захвата склона выделяют мелкие (поверхностные) и глубокие оползни. Поверхность скольжения мелких оползней располагается в зоне сезонных колебаний влажности и температуры, а глубоких оползней — проходит в основном ниже этой зоны.

В зависимости от механизма смещения выделяют три группы оползней: скольжения, течения и смешанного движения. Первая группа — это оползни, смешение которых происходит по типу вращения, скольжения по плоской поверхности или при выдавливании. В оползнях выдавливания основной особенностью является разуплотнение, движение, обусловленное возникновением трещин сдвига и растяжения. Такие оползни могут развиваться как в скальных, так и в глинистых грунтах.

Оползни выдавливания в скальных породах происходят чаще всего вблизи горных хребтов и характеризуются отсутствием видимой и четко выраженной поверхности смешения или зоны пластических деформаций. Они могут сопровождаться образованием трещин и разуплотнением скальных грунтов в связи с пластическим течением в подстилающем слое. Вышележащие блоки прочных пород оседают, консеквентно скользя, могут вращаться и разрушаться. Протяженность этих оползней вдоль склона значительна, и они образуют крупные уступы шириной до многих километров. Скорость движения их в большинстве случаев крайне медленная.

В нескальных грунтах, особенно в «чувствительных» глинах, оползни выдавливания образуются как на крутых, так и пологих склонах. Как правило, это результат потери большей части сопротивления сдвигу в связи с нарушением структуры глин и их разрыхлением. Разрушение начинается обычно на локальном участке и распространяется дальше. Нередко сначала появляется оползень вращения, приуроченный к берегу реки или моря, далее оползень развивается регрессивно в глубь склона. Основное движение представляет собой чаще всего консеквентное скольжение, а не вращение. Когда нижележащая подвижная зона мощная, фронтальные блоки могут осесть, а у подошвы склона появится выдавленный вверх грунт. Обычно движение начинается внезапно, с большой или очень большой скоростью.

Если смещаются рыхлые наносы или разрыхленные массы, то этот тип гравитационного смешения называют осовом. Он характеризуется чаще всего большой скоростью соскальзывания и сопровождается аккумуляцией у подножия обломочных пород (осыпей).

Еще одной разновидностью оползней являются сплывы, которые образуются в результате водонасыщения верхних слоев толщи, обычно в весенний период года. Образованию оползней-сплывов предшествует возникновение оплывин — сдвигов верхнего слоя на отдельных участках.

Промежуточным типом оползней скольжения являются оползни-обвалы, представляющие собой смешение земляных масс по типу скольжения и обвала. В отличие от истинных оползней, здесь в месте обвала происходит потеря контакта между смещающимся и неподвижным слоем грунта.

Ко второй группе относятся оползни-потоки, смещение которых происходит за счет течения грунтов, обусловленного их свойствами. Они возникают в глинах, тонких илах и глинистых песках, у которых сопротивление сдвигу при разрыхлении в условиях постоянного водонасыщения уменьшается. Для таких оползней-потоков мокрого течения характерна большая скорость смещения. Оползни-потоки с медленным смещением возникают в относительно сухих пластичных глинах, а в определенных условиях — и в сухих песчаных пылеватых грунтах.

В третью группу входят оползни, имеющие сложный механизм смешения, включающий в себя совокупность тех или иных рассмотренных вариантов смещения.

В зависимости от активности оползневого процесса выделяют действующие и недействующие оползни. Действующие оползни имеют свежие и ярко выраженные, не сглаженные эрозией формы поверхности. Деревья на склонах, затронутые такими оползнями, отклоняются от своего первоначального положения («пьяный» лес). Недействующие затухшие оползни обычно покрыты растительностью и нарушены процессами эрозии так, что следы последнего движения трудноразличимы. Ho движение может возобновиться, если факторы, приводящие к возникновению оползня, продолжают существовать.

В период изысканий оползневые явления могут быть обнаружены по следующим признакам;

• наличие выхода грунтовых вод на склон;

• слоистость строения склона в геологическом отношении;

• неровности склонов, наличие на них следов ранее происходивших оползней;

• наличие на поверхности склона трещин;

• наклон деревьев в сторону сползания грунтовых масс («пьяный» лес).

Все мероприятия по обеспечению устойчивости оползневого склона можно подразделить на два вида;

• устранение вредного влияния воды на неустойчивый массив грунта;

• удержание в равновесии оползневых масс путем устройства подпорных стенок различных типов и других инженерных сооружений такого же назначения.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: