Обеспечение устойчивости грунтовых массивов (защита от оползней естественных склонов, откосов насыпей и выемок) – одно из основных направлений инженерной защиты территории.
Противооползневые мероприятия на склоне хребта Аибга для размещения объектов горнолыжного курорта «Альпика-Сервис»
Определение и классификация оползневых явлений
Оползень — смещение масс горных пород по склону в результате приложения дополнительной нагрузки, изменения рельефа, под воздействием собственного веса и иных природных или техногенных факторов. Перемещение грунта (тела оползня) происходит по расчетной поверхности скольжения.
Оползневые процессы на откосе выемки автомобильной дороги
Исходя из практики проектирования, при подборе технического решения инженерной защиты, специалисты «КастомГео» классифицируют оползни по причинам их возникновения и характеру проявления.
Причины возникновения оползневых явлений:
- приложение дополнительной нагрузки (размещение объекта выше по склону);
- изменение рельефа (подрезка склона, отсыпка насыпи);
- особые сочетания условий (замачивание массива грунта в результате обильных осадков, сейсмическое воздействие).
Оползневые явления по характеру проявлений:
- потенциальные (склон находится в неустойчивом состоянии, возможен оползень);
- развивающиеся (оползневые процессы активизированы);
- стабилизированные (на участке, где сошел оползень, существуют риски повторной потери устойчивости).
Выполнение нагельного крепления склона с помощью горной буровой установки в горном кластере Сочи
Основания выбора технических решений инженерной защиты от оползней
Для защиты от оползневых явлений применяется широкий перечень мероприятий (СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения). Конкретное техническое решение (или их комбинация) подбирается в зависимости от сочетания факторов.
Для выбора оптимального решения на первом этапе необходимо выполнить инженерные изыскания (инженерно-геологические, инженерно-геодезические и инженерно-гидрометеорологические) и геотехнические расчеты (расчет устойчивости склона). По результатам первичного анализа ситуации определяется необходимость защитных мероприятий (иногда инженерная защита может не потребоваться) и выполняется подбор конкретных решений.
Противооползневая защита без изменения рельефа
Эффективным методом обеспечения устойчивости естественных склонов и искусственных откосов (насыпей и выемок) является нагельное крепление. Компания «КастомГео» стоит у истоков широкого применения в России этого технического решения. В рамках подготовки горного кластера Сочи к проведению зимней Олимпиады специалисты разработали методику расчета и первыми в стране применили нагельное крепление в качестве постоянного элемента инженерной защиты территории.
Принципиальная схема нагельного крепления склона: 1 — грунтовый нагель, 2 — покровная система, 3 — расчетная поверхность скольжения, 4 — узел крепления нагеля к покровной системе
Принцип действия нагельного крепления заключается в пространственном армировании массива буроинъекционными грунтовыми нагелями. Нагели закрепляются в устойчивых слоях, удерживая массив грунта, и увеличивают поверхность скольжения, стабилизируя склон. Покровная система (как правило, комбинация противоэрозионных матов и высокопрочной стальной сети 2d-geo) препятствует смещениям на поверхности и не допускает вывалов грунта в межнагельном пространстве.
Выполнение нагельного крепления склона, устройство покровной системы: противоэрозионных матов и высокопрочной стальной сети 2d-geo
Нагельное крепление выполняется легкой техникой, в том числе малогабаритными горными буровыми установками с применением альпинистского оборудования. Организовать выполнение работ можно на труднодоступных территориях, включая крутые горные склоны без устройства подъездных дорог.
В скальных грунтах нагельное крепление применяется для обеспечения противообвальной защиты.
Нагельное крепление позволяет максимально снизить объем работ, связанных с организацией строительства (прокладка временных дорог, организация складских площадок, выравнивание откосов), сохранить природный рельеф (в том числе деревья на закрепляемом участке) и свести к минимуму техногенное воздействие на окружающую среду.
Оползнеопасный склон до выполнения нагельного крепления (слева) и усиленный склон с восстановленным растительным слоем (справа)
Более «тяжелой» конструкцией для защиты от оползневых процессов без изменения рельефа является анкерное крепление с прижимными плитами. Решение является компактной альтернативой пригрузочной бермы.
Узел заделки анкерной плиты
На рельефе, в основании оползнеопасного склона или откоса, раскладываются железобетонные плиты, через которые устраиваются грунтовые анкеры. В результате натяжения плит на анкеры создается пригруз (дополнительное давление) в нижней зоне оползневого тела, который создает дополнительное удерживающее усилие, повышая устойчивость потенциально оползнеопасного склона или откоса. Величины натяжения анкеров могут превышать 200 тонн, что сравнимо с возведением пригрузочной бермы высотой 15 метров.
Решение применяется для стабилизации природных (горных) склонов, при размещении в узкой зоне отвода конусов мостов, а также в рамках противоаварийного ремонта для увеличения коэффициента устойчивости насыпей и иных сооружений.
Усиление конуса насыпи моста анкерным креплением с прижимными плитами
Противооползневая защита с изменением рельефа
Изменение рельефа предполагает подрезку грунта (склона) или отсыпку насыпи. При выполнении выемок с большими уклонами применимо использование нагельного крепления. В случае необходимости получения больших перепадов отметок на ограниченном пространстве выполняются подпорные стены, удерживающие сооружения различной конструкции.
Комплекс противооползневых мероприятий (нагельное крепление, свайная подпорная стена), выполненных при изменении рельефа в ходе строительства автодороги
Существует множество вариантов подпорных стен: из габионов, шпунтовые, свайные (из буросекущих или бурокасательных свай), уголковые железобетонные (на естественном или свайном основании), в виде армогрунтовых систем («зеленый террамеш», с облицовкой из сборных железобетонных плит и т.д.).
Подпорная стена из габионов, предназначенная для размещения насыпи автодороги в узкой полосе отвода
Применение грунтовых анкеров позволяет обеспечить дополнительную устойчивость подпорных стен и их деформативность под нагрузкой, сократить габариты и жесткостные параметры сооружений (уменьшить сечение свай). Также грунтовые анкеры применяются для усиления существующих удерживающих сооружений (ремонт аварийных подпорных стен).
Усиление аварийных подпорных стен путем устройства дополнительных рядов грунтовых анкеров
В ряде случаев инженерная защита от оползней включает комплекс мероприятий, сочетающий возведение подпорных стен, устройство нагельного крепления, организацию дренажа и водоотведения, а также другие специфические мероприятия для защиты от сопутствующих рисков (противоэрозионная защита, защита от селей и тп.).
Устройство подпорных стен для выполнения выемки при прокладке автомобильной дороги
«КастомГео» обладает богатым опытом проектирования противооползневых мероприятий. Большой объем работ инженерной защиты выполнен в горном кластере Сочи (основные объекты – курорты «Лаура» и «Альпика-Сервис»). Одно из крупнейших сооружений создано при строительстве стрельбища на территории лыжно-биатлонного комплекса «Лаура» – подпорная стена высотой 26 метров.
Обращаясь к нам, вы получаете высококачественную проектную документацию с гарантированным результатом защиты от опасных геологических процессов.