1. Забезпечення стійкості схилів

Задачі забезпечення стійкості схилів виникають на етапі проектування інженерної підготовки територій для влаштування споруд і виїмок (котлованів, траншей, кар'єрів, доріг і т. ін.), при використанні схилів або присхилової території для промислового, транспортного, цивільного чи іншого будівництва, при захисті різноманітних об'єктів від зсувів і обвалів.

Схил проектується з урахуванням:

- його призначення і висоти;

- наміченого використання території;

- геологічної будови і гідрогеологічних умов ґрунтового масиву;

- технології земляних робіт:

- обладнання і транспортних засобів, що застосовуються;

• навантажень і впливів.

Рис. 1.1. Схил уступчастої форми:

1- уступ, 2 - берма, 3 – бровка уступу, 4 - підошва схилу. Профіль схилу повинен бути обґрунтований розрахунком. При проектуванні схили можуть бути оставлені природного окреслення (контуру) або прийняті з плоским або уступчастим профілем. Уступчаста форма схилів досягається влаштуванням по висоті схилу горизонтальних майданчиків (берм, терас), (рис. 1.1).

Широкі майданчики влаштовують тоді. коли передбачається використовувати їх з якою-небудь метою (наприклад для розміщення на них споруд, доріг, обладнання і т. ін.). Мінімальна ширина майданчиків:

- в будівельних котлованах - 2м;

- на схилах земляних споруд і природних схилах – 3 м;

- а кар'єрах – 6...8м.

1.1. Побудова граничних схилів

Для практично однорідних ґрунтів, що володіють внутрішнім тертям і зчепленням, граничний схил може бути побудований за графіками на рис. 1.2, 1.3, які інтерпретують таблиці граничних контурів схилів. Ці таблиці складені інститутом Фундамент проект (м. Москва) за формулами В.В.Соколовського в безрозмірних координатах для навантаження на поверхні ґрунту, що відповідає вазі шару ґрунту товщиною, рівною граничній висоті вертикального схилу, який визначається за формулою

, , (1.1)

де і , (1.2)

, (1.3)

Якщо навантаження на поверхні ґрунту відсутнє, то верхню частину граничного схилу висотою h_о приймають вертикальною, а нижню частину будують по рис.1.2, 1.3. Для переходу від безрозмірних координат х¹ і у¹ до розмірних х і у служать формули

Побудований контур граничного схилу слід апроксимувати ламаною лінією з розміщенням на ній берм і майданчиків.

h – найбільша висота вертикального схилу;

с – маса слою гранта;

φ – кут нахилу плоского схилу в залежності від гранта;

γ – щільність ґрунту

1.2. Визначення кута плоских схилів при горизонтальній поверхні ґрунту.

Крутизна плоских схилів висотою до 5м визначається по таблиці 1.1. В практично однорідних ґрунтах крутизна схилів висотою більше 5м може бути визначена за графіками на рис. 1.4, які дають залежність кута нахилу плоского схилу до горизонту θ_о від c¹/(γ₁·H_o) і φ¹ (де Н_о – висота схилу, м). Якщо в результаті визначення кута θ_о за рис. 1.4 схил виявиться крутіший допустимого за табл. 1.1, то його крутизну слід приймати за табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

Найбільша крутизна ґрунтових схилів

Ґрунти	Найбільша крутизна схилів (відношення висоти до закладання) при глибині (висоті) м, до
	1,5	3,0	5.0
Насипні	1 : 0,67	1:1	1:1,25
Піщані і гравійні (ненасичені) вологі	1: 0,5	1: 1	1:1
Глинисті: супісок суглинок глина	1: 0,25 1: 0 1 : 0	1: 0,67 1: 0,5 1 : 0,25	1: 0,85 1: 0,75 1 : 0,5
Леси і лесоподібні сухі	1 : 0	1 : 0,5	1: 0,5
Моренні: піщані, супіщані суглинисті	1:0,25 1 : 0.2	1: 0,5 1: 0,5	1 : 0,75 1 : 0,65

Примітка: 1. При напластуванні різних видів ґрунту крутизну схилу для всіх пластів слід визначати за найслабшим видом ґрунту.

2. До насипних ґрунтів відносяться ґрунти, що пролежали у відвалах не більше 6 місяців і не ущільнювалися штучними методами (проїздом, укаткою і т. п.).

Приклад 1.1.

Необхідно визначити допустимий кут плоского схилу висотою 8м в шарі

глин. Розрахункові характеристики глин: φ₁ = 16^о, С₁ =30 кНа, γ₁= 20 Кн/м³.

Необхідне значення коефіцієнта стійкості к_ст= 1,2.

Рішення:

За формулами (1.1) - (1.3) визначаємо:

≈ 13,5⁰, с¹ = 30/1,2 = 25 кПа

Користуючись графіком на рис. 1.4 по

с¹/(γ₁· Н₀) = 25/(20 · 8) = 0,156 і φ¹= 13,5⁰

шляхом інтерполяції між φ¹=10⁰ і φ¹= 15⁰ знаходимо

Так як за розрахунком крутизна схилу є більшою за допустиму за табл.1.1 (θ_о= 69,6°), приймаємо крутизну схилу по табл.1.1, тобто θ_о= 63,4°