19. Расчет устойчивости склонов.

На стадии технического проекта для оползневых и оползнеопасных участков детально рассчитывают устойчивость салонов с учетом наиболее вероятной формы нарушения устойчивости в конструкции земляного полотна и намечаемых противооползневых сооружений.

В случаях, когда затруднительно достоверно определить наиболее вероятную форму нарушения устойчивости склона, необходимо провести: комплексные расчеты, исходя из нескольких наиболее вероятных форм нарушения устойчивости.

Для выполнения расчетов устойчивости склонов и откосов составляют расчетную схему (с выделением участков отрыва, смешения, выпирания, вероятного расчленения блоков массива и пр.), используя данные:

об особенностях геологического строения склона, обусловливающих возможность образования оползневых смещений, с выделением зон и поверхностей ослабленных пород;

о морфологических особенностях склона до и после образования оползня;

гидрологических особенностях склона (границы обводных зов, величины напоров, гидравлические градиенты и пр.);

типе и размерах оползня, положении и очертании поверхности скольжения;

прочностных и деформативных расчетных характеристиках пород, слагающих склон.

Геодезической основой расчетной схемы являются расчетные поперечники, характеризующиеся наиболее неблагоприятным сочетанием различных факторов, таких, как высота и крутизна склона, мощность смещающихся масс, расположение слабых прослоек, наклон слоев, уровень грунтовых вод и др.

Устойчивость склонов и откосов рассчитывают из условий плоской задачи: по прочности (1-е предельное состояние); деформируемости (2-е предельное состояние).

Расчет устойчивости склонов и откосов по прочности сводится к определению коэффициента запаса устойчивости с помощью различных расчетных методов, а также к сравнению его с требуемой величиной.

Расчетные характеристики грунтов (объемная масса, угол внутреннего трения и сцепление) следует принимать соответствующими наименее благоприятным условиям устойчивости оползневого склона в годовом и многолетнем циклах.

Коэффициент запаса устойчивости откосов и оползневых участков после проведения противооползневых мероприятий принимается при расчете по прочности не менее 1,3. При учете сейсмического воздействия величина активных сдвигающих сил должна быть увеличена на сейсмический коэффициент Кс =1,03¸1,1.

Если общая устойчивость склонов и откосов земляного полотна обеспечена (Кзап =1,3), но есть опасность развития длительных деформаций ползучести во времени, необходимо дополнительно выполнять расчеты по деформируемости.

Устойчивость оползневых склонов по деформируемости особенно следует проверять в тех случаях, когда угол внутреннего трения грунтов, слагающих склон, незначителен, а структурное сцепление Сс равно нулю (пластичные глинистые грунты и др.).

20. Плывуны. Ложные и истинные плывуны. Строительство на плывунах. Меры борьбы?

Плыву́н — насыщенный водой грунт (обычно песок или супесь), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии его котлованами и другими выработками. Также про плывун можно сказать, что это герметичный объем в толще грунта, в котором под давлением находятся мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой. Его толщина варьируется от 2 до 10 м. Плывуны чаще всего встречаются в болотистых местах и имеют вытянутую форму. Они способны двигаться только в вертикальном положении.

Плывуны бывают истинные и ложные.

Истинные плывуны. Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы (глинистые и коллоидные), которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильными свойствами и слабо отдают воду. Даже при небольшом гидравлическом градиенте они переходят в плывунное состояние и перемещаются с водой в выработки. Коэффициент фильтрации таких грунтов обычно менее 0,5 м/сут.

При промерзании истинный плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. При высыхании приобретает связность. В образовании истинных плывунов большую роль играют микроорганизмы.

Ложные плывуны. Ложный плывун — мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок.

Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов.

Строительство фундамента дома на плывуне. Несмотря на то, что песок часто используют в качестве материала для подушки (о песчаной подушке читайте здесь), его наличие в грунте может негативно сказываться на фундаменте. Все зависит от размера частиц-песчинок. Как вы знаете, пески по фракции бывают не только крупными и средними, но встречаются также мелкие и пылеватые. Последние как раз и представляют опасность при их наличии в грунте на строительной площадке. Дело в том, что при насыщении водой они приобретают свойство текучести, что негативно сказывается на несущей способности такого грунта. Ситуацию усугубляют примеси глины, которые обычно имеются в составе плывунов. Учитывая низкое значение сопротивления влажного песчано-пылеватого грунта, недопустимо расположение подошвы фундамента на плывуне.

В целом, если речь идет о строительстве дома на участке с плывуном, в качестве его фундамента можно рассматривать едва ли не все типы – все зависит от конкретных условий:

свайный фундамент с ростверком подходит в случаях, если известна толщина плывуна и она незначительна. В качестве опор можно использовать забивные железобетонные сваи или винтовые стальные изделия. Идея состоит в том, чтобы расположить подошву фундамента ниже залегания плывуна. Обвязка опор осуществляется ж/б ростверком;

ленточный мелкозаглубленный фундамент можно применять в двух случаях: плывун находится на существенной глубине (больше 3 м) либо возможно устройство дренажной системы для фундамента. Последний вариант удобен на участке с уклоном – осушая плывун, мы просто нивелируем его негативные свойства;

фундамент-плита чаще всего используется в случаях, когда нагрузка от дома значительна, а плывун находится недалеко от поверхности земли (1-2 м). В этих ситуациях экономия на устройстве вышеперечисленных типах оснований выглядит сомнительной, поэтому заливают именно плиту

В качестве альтернативы при высоком УГВ и неглубоком залегании плывуна можно рассмотреть вариант устройства насыпного основания. В этих целях на площадку привозят необходимый объем материала (как правило, песка, гравия и т.д. – непучинистого грунта) и далее возводят фундамент на насыпном грунте.

Меры предосторожности при работе с плывунами. Плывуны ведут себя более-менее предсказуемо, пока находятся в толще грунта и доступ к ним ограничен вышележащими пластами. Стоит только проколоть «оболочку», текучий песок вырвется на свободу. Поэтому при разработке котлованов (или глубоких траншей) под фундамент, в местах, где возможно обнаружение плывунов, необходимо работать как минимум вдвоем: один занимается выемкой грунта, второй – контролирует процесс.

В целом, строительство фундамента на плывуне связано с теми же трудностями, которые имеют место при работе с любым другим пучинистым грунтом. Всегда нужно учитывать способность таких увлажненных грунтов вспучиваться на всю толщу по ГПГ. Поэтому предпочтение обычно отдается монолитным конструкциям, способным адекватно реагировать на местные нагрузки.

Меры борьбы с плывунами.

Борьба с плывунами – довольно сложное дело, особенно для истинных плывунов.

Для борьбы с ложными плывунами используются следующие методы:

1. Искусственное осушение плывунных грунтов с помощью дренажа.

2. Крепление стенок котлована шпунтовыми ограждениями.

3. Закрепление плывунов силикатизацией, цементацией, замораживанием и т.д.

4. Применение сжатого воздуха для создания давления, уравновешивающего давление воды. Обычно при проходке тоннелей, сооружении мостовых опор и т.д.

Для истинных плывунов водопонижение неприменимо из-за низкого коэффициента фильтрации. По этой причине невозможно применение силикатизации и цементации.

Для борьбы с истинными плывунами используется либо шпунтовое ограждение, либо замораживание.