Утримуючі споруди на схилах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіті і науки України

Київський національний університет будівництва та архітектури

Кафедра основ та фундаментів

Реферат на тему

«Утримуючі споруди на схилах»

Виконав: ст.гр. ПЦБ-55

Кореньок І.О.

Перевірив:

проф. Бойко І.П.

Київ 2015

Вступ

Будинки і споруди, як і люди, теж "хворіють" і "старіють". Причому в умовах Півночі руйнування будівельних конструкцій протікає більш інтенсивно, ніж в інших регіонах. В даний час реально існуюча проблема глобального потепління клімату і, як наслідок, можлива деградація вічної мерзлоти, особливо небезпечна на територіях населених пунктів з розвиненою мережею інженерних комунікацій, гостро ставлять питання про розробку методів та спеціальної техніки для створення стійких до воднотепловим та фізико-хімічних навантажень грунтових структур як на стадії будівництва, так і при виконанні аварійно-відновлювальних заходів. Однією з найактуальніших геотехнічних задач сьогодення є забезпе- чення безаварійної експлуатації будівель і споруд на зсувонебезпечних і зсувних територіях . Це викликано тим, що для забезпечення стійкості ґрунту на схилі, особливо забудованому різними спорудами, необхідне проведення об'ємних інженерних вишукувань і геотехнічних розрахунків. Як правило, для забезпечення стійкості схилу влаштовують дренування, утримуючі споруди різних конструкцій, що зводяться за цілим рядом технологій, паралельно із пасивним захистом території за рахунок насадження дерев, влаштування організованого водостоку тощо. Ці заходи дуже часто є досить витратними, а тому не виконуються у повному обсязі.

1. Зсуви на схилах

Зсуви - ковзне зміщення мас гірських порід вниз по схилу під впливом сили тяжіння. Зсуви виникають в якій-небудь ділянці схилу або укосу внаслідок порушення рівноваги порід, викликаного: збільшення крутизни схилу в результаті підмиву водою; ослаблення міцності порід при вивітрюванні або перезволоженні опадами та підземними водами; впливом сейсмічних поштовхів, також причиною виникнення зсувів у значній мірі є діяльність людини (антропогенний фактор). Такими діями, що створюють небезпеку розвитку зсувів, є: вирубка лісів і чагарників на схилах. Причому вирубка може бути набагато далі і вище місця майбутнього обвалу, але вода не буде затримуватися рослинами вгорі і перезволоження грунтів відбувається далеко внизу; виробництво вибухових робіт, які сприяють розвитку тріщин в породах, а також є, по суті, локальним землетрусом; розорювання схилів, надмірний полив садів і городів на схилах; руйнування схилів котлованами, траншеями, дорожніми виїмками, підрізали схили; закупорювання, засмічення, завалювання місць виходу підземних вод; будівництво житла і промислових об'єктів на схилах, що веде і до руйнувань схилів, збільшення сили тяжіння, спрямованої вниз по схилу^. Найбільш часто зсуви виникають на схилах, складених чергуються водотривкими (глинистими) і водоносними породами (наприклад, піщано-гравійними, тріщинуватими вапняковими). Розвитку зсуву сприяє таке залягання, коли шари розташовані з нахилом у бік схилу або в цьому ж напрямку пересічені тріщинами. У сильно зволожених глинистих породах зсуви набуває форму потоку. У плані зсуви часто має форму півкільця, утворюючи пониження в схилі, називається зсувним цирком.

Треба добре знати, що зсуви можуть сходити з усіх схилів, починаючи з кручі 19 градусів, а на глинистих грунтах - при крутизні схилу 5-7 градусів. Залежно від крутизни і характеру грунту зсув може розвиватися миттєво. Якщо швидкість більше метра в секунду, то це майже обвал, обвал породи, яке небезпечніше, ніж повільно ковзний зсув. Швидкості більше одного метра в хвилину також є катастрофічними, оскільки за короткий час майже неможливо організувати порятунок людей, майна і тварин. Швидкість руху зсувів більше метра на добу вважається швидкою, а менше метра на місяць - повільною. Справа в тому, що навіть при русі зсуву зі швидкістю 1 метр на добу врятувати з майна вдається інколи до легкі речі, які можна винести з будівель. Доля самих будівель визначається тільки після повної зупинки зсуву^. Люди не завжди можуть у лічені години зупинити рух десятків тисяч тонн грунту, щоб запобігти руйнації будівель. Тому швидкість більше 1-1,5 метрів на добу вважається швидкою.

Таблиця 1.1.1 "Швидкості руху зсувів"

2.Класифікація зсувів

Основним вражаючим чинником зсувів є важкі маси грунту, що засинають або руйнують все на своєму шляху. Тому головний показник оцінки зсуву - це його обсяг, вимірюваний кубометрами. А вимірявши довжину, ширину і висоту зсуву, підрахувавши його обсяг, легко визначити і його масу в тоннах, найімовірніше, в тисячах і сотнях тисяч тонн. Малими вважаються зсуви обсягом до 10 тис. куб. м, середніми - 10-100 тис. куб. м, великими 100-1000 тис. куб. м, а понад мільйон куб. м - дуже великими.

Таблиця 1.2.1 класифікація зсувів за обсягом порід

Масштаб зсувів характеризується причетна до процесу площею: дуже дрібні - до 5 га, дрібні - 5-50 га, середні - 50-100 га, великі - 100-200 га, дуже великі - 200-400 га, грандіозні - 400 га і більше . Серед зсувних явищ можна визначити такі види: оползаніе блоків породи (блокові або структурні); оползаніе чохла пухких відкладень (одноразова і швидке) по поверхні скельної або мерзлій - зсуви-спливи; оползаніе дрібних блоків - опливаніе, що охоплює весь схил або його значну частину; Отседаніе схилів, зміщення блоків скельних або напівскельних порід. Відповідно до цього, можна розглядати зсувні схили, схили оползанія чохла пухких відкладень (схили зсувів-спливов), опливние схили і схили отседанія. Структурні зсуви поділяються за різними ознаками. А. П. Павлов ще в минулому сторіччі поділяв зсуви на детрузівние і деляпсівние. Перші зсуви «штовхають» перед своїм нижнім кінцем пластичні гірські породи, деформуючи їх. Другі вільно зісковзують до урізу річки, моря, озера. По відношенню до структури гірських порід, що складають схили, зсуви діляться на такі види: асеквентние, розвинені в однорідних породах; Консеквентні, що відбуваються по площинах нашарування порід або ж по площинах розломів; інсеквентние, для яких характерне перетин площинами оползанія поверхонь нашарування чи площин розломів. Зсуви можуть відбуватися на одному висотному ярусі - одноярусні або на кількох - багатоярусні. Багатоярусні зсуви спостерігаються в горах і рідше на рівнинах, головним чином там, де висота схилів досягає 100 - 200 метрів. За часом, протягом якого відбувається процес оползанія, виділяються зсуви одночасні, періодичні та постійні. За швидкістю зміщення всі схилові процеси можна підрозділити на три категорії: повільні, зміщення з середньою швидкістю і швидкі. Повільні зсуву. Повільні зсуву не є катастрофічними. Їх називають волочіння, повзучими зміщеннями пухких відкладень, а також ковзанням і зісковзуванням. Соліфлюкція і геліфлюкція - види таких повільних зсувів. В даний час для утворення зсувів, викликаних змінним замерзанням і відтаванням, рекомендується використовувати термін «геліфлюкція». Соліфлюкція - це рух маси грунту, що володіє в'язко-текучої консистенцією, тобто здатністю розтікатися товстим шаром. Небезпека цих повільних зсувів полягає в тому, що вони можуть поступово перейти в зсув швидке, а потім і катастрофічне ^. Багато великих зсуви починалися оползаніе пухкого матеріалу або повільним ковзанням блоків гірських порід.

3.Методи боротьби зі зсувами

Методи боротьби із зсувами встановлюють на основі ретельного вивчення природних фізико-геологічних умов, з'ясування основних причин нестійкості і аналітичних розрахунків граничної рівноваги розглянутих масивів грунту. У практиці в якості основних протизсувних заходів застосовуються:

· організація стоку поверхневих вод в зоні зсувів і прилеглих до неї територій;

· дренування підземних вод шляхом спорудження різних дренажних систем;

· зменшення зовнішніх навантажень;

· уполажіваніе укосів і привантаження їх за допомогою контрбанкетів;

· огорожу укосів і захист їх від підмиву і розмиву проточними водами річок або хвилями морів, водосховищ;

· зелені насадження по верху укосу і зсувному укосі;

· штучне закріплення мас зсувного тіла;

· штучні споруди для утримання грунтових мас.

Такі заходи здійснюються:

· за допомогою вертикального планування та виконання земляних робіт;

· шляхом влаштування дренажних мереж;

· застосуванням агролісомеліоративних заходів;

· із застосуванням підпірних стін, хвилеломів, паль і ін

За допомогою вертикального планування та виробництва земляних робіт виконується уположіваніе укосів і створення контрбанкетів. Уполажіваніе укосів має на меті зменшення крутизни зсувного схилу, що забезпечує його стійкість. Уполажіваніе схилу доцільно як профілактичний захід при наявності неактівізіровавшегося зсуву. Крім того, доцільність уполажіванія схилу визначається обсягом земляних робіт і характером грунтів.

Дренування підземних вод також є одним з основних заходів щодо боротьби із зсувами. Для цього застосовуються різні дренажні системи і типи дренажів, які дозволяють проводити повний або частковий перехоплення грунтового потоку.

Розрізняють два види дренажу зсувного схилу: головний дренаж, що перехоплює грунтовий потік вище зсувного укосу і укісних дренаж, призначений для осушення тіла самого зсуву.

Найбільш істотним є дренаж, що прокладається уздовж верхньої бровки схилу і перехоплює підземні води, запобігаючи їх вихід на зсувній склон.Головной дренаж, вирішуючи завдання перехоплення грунтового потоку, запобігає виносу частинок грунту з пластів зсувного укосу, осушує площину ковзання і зневоднює масу зсуву, що призводить до зниження фільтраційного тиску, що впливає на стійкість укосу.

В якості головних дренажних систем застосовуються горизонтальні однолінійні або двохлінійні дренажі: трубчасті - при глибині водоносного шару в 2-3 м; суцільні прорізи (щілини) - відкриті глибиною 3 - 4 м і закриті - глибиною до 10-12 м дренажні галереї, прокладаються відкритим способом і штольні , що споруджуються закритим способом, у водоносному грунті або нижче його.

Механічний опір руху зсуву також здійснюється за допомогою підпірних стінок або пальових рядів.

Конструкції типу паль застосовують, коли пристрій наполегливих споруд недоцільно по планувальним або інших міркувань. У практиці застосовуються дерев'яні, бетонні та залізобетонні, а іноді і металеві палі. Число паль визначається за навантаженням на палю розрахунком на перекидання і зріз. Щоб уникнути струсів схилу при забиванні палі попередньо пробуріваются отвори для кожної палі діаметром трохи менше її розрахункового.

Палі розташовують у плані в шаховому порядку і заглиблюють в несмещающійся грунт на глибину не менше 2 м.

Таким чином, всі ці заходи дорогі і трудомісткі у виконання, тому застосовуються на основі ретельного аналізу причин, що викликають розвиток зсувного процесу, а вибір роблять на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

4. Терасування схилів

Терасування являє собою створення горизонтальних уступів на підпірних стінках. Уступи нагадують по виду широкі сходи, на яких можна вирощувати різні рослини. Треба відзначити, що цей спосіб не тільки покращує зовнішній вигляд території, а й запобігає можливі неприємності, повязані з поведінкою грунту. Тераси можна оформити різними способами, які відрізняються типом ступенів. При будівництві гребеневих терас здійснюється насип висотою до 0,4 метра поперек схилу. Такі тераси можна використовувати для вирощування винограду і плодових культур. Великою популярністю користуються скамьевідние або ступінчасті тераси. На таких терасах можливе вирощування овочів і лісових культур.

Оскільки ступінчасті тераси зміцнюють додатковим шаром камяної кладки, вони відрізняються підвищеною надійністю. Існують також різновиди траншейних терас і терас-канав. Оформлення схилів терасуванням можна доповнити науковістю садових доріжок, що тільки поліпшить видові характеристики. Створення подібних мальовничих схилів здатне зробити тераси улюбленим місцем на ділянці.

На терасах розміщують декоративні посадки, газони, гравійні сади, розарії, водойми, городи і навіть плодові сади.

Для будівництва підпірних стінок використовується різний матеріал (природний камінь, бетон, цегла, дерево) . Вибір матеріалу залежить від функціонального навантаження і стильового рішення. У садах і парках підпірні стінки влаштовують висотою від 0,3 до 1,5 метрів. При будівництві підпірних стінок застосовують два способи кладки:

1. Суха кам'яна кладка. Це коли елементи укладають без скріплення цементним розчином. Така стінка дозволяє висаджувати багаторічні рослини в шви між каменями, часто їх закладають грунтом з насінням, які проростають вже на потрібному місці. Обов'язковим елементом конструкції є дренаж або дренуючих шар, підстава або фундамент.

2. Установка спеціально підготовлених дерев'яних колод. Підпірна стінка може бути виконана з дерева з ефектом "під старовину", з використанням багаторічних грунтопокривних та красиво квітучих однорічних рослин.

Слід пам'ятати, що: - форми рельєфу впливають на всі ландшафтні компоненти; - матеріал тераси, контрастність рельєфу, коливання висот мають не тільки географічне, а й важливе художнє та естетичне значення; - ступінь крутизни схилу робить істотний вплив на створення ландшафтної композиції; - від форм і методів будівництва підпірних стін залежить підбір рослинності.

5.Підпірні стіни для терасування схилів

На горбистих ділянках терасування схилів - необхідний етап облаштування. Підпірні стіни дозволяють не лише зміцнити схил, але також служать цілям декорування території. Не випадково навіть на плоских дачних і заміських ділянках власники будують декоративні підпірні стіни, щоб надати дворах мальовничий вид.

Без надійного зміцнення схилів від оползанія грунту неможливо створити зони довготривалого використання ні нагорі схилу, ні в нижній точці ділянки. Тому до влаштування підпірних стін слід поставитися максимально відповідально. UltradizZ не рекомендує самостійно будувати стіни заввишки більше 1 метра або самим зводити конструкції на слабких грунтах або при високому рівні підземних вод, оскільки без належних знань вкрай важко оцінити силу взаємодії горизонтальних і вертикальних навантажень на стінку, повязаних з рухливістю грунту, вітровими навантаженнями і тяжкістю самої стіни.

Незалежно від технології і матеріалу, конструкція будь підпірної стінки включає загальні елементи:

- Фундамент: підземна частина конструкції, яка сприймає всі види навантажень на стіну. На рухливих грунтах фундамент заглиблюють нижче рівня промерзання, щоб забезпечити стійкість стіни не тільки до горизонтального тиску грунту, а й до можливого просідання грунту;

- Тіло підпірної стінки: надземна частина конструкції, що перешкоджає розповзання грунту. Може досягати у висоту кількох метрів, в залежності від рельєфу ділянки. Крім інженерних завдань, надземна частина виконує декоративну функцію, і тому вибір матеріалу для тіла стіни погоджують із загальним стилем ділянки.

- Дренажна система: забезпечує відтік води від підпірної стіни. Складається з дренажного шару (гравійна засипка), перфорованих дренажних труб діаметром 10 см, а також нерідко з поверхневого водовідведення або спеціальних дренажних отворів в тілі стіни.

Переважно дренажний гравійний шар захистити з боку грунту геотекстилем. Це, по-перше, збереже відмінну проникність шару, оскільки грунт не потраплятиме між камінням. По-друге, геотекстиль сприяє фільтрації грунтових і поверхневих вод, що надходять у дренажні труби, отже, таку вологу можна не просто скидати в зливову каналізацію, але збирати і використовувати для поливу, заповнення басейну або ставка.

При різниці висот більше 2 метрів доцільно проводити терасування ділянки з пристроєм кількох ярусів більш низьких підпірних конструкцій, які краще протидіють руйнуванню. При такому підході зявляється можливість влаштування додаткових зон відпочинку або збільшення площі садово-городніх посадок.

При можливості краще тіло стінки робити з нахилом у бік пагорба. Така конструкція полегшить водовідведення дощової вологи навіть без пристрою спеціальних каналів нагорі пагорба або тераси. Зазвичай нахил складає 8 см на 1 м висоти.

Для усунення підвищеного тиску грунтової вологи на тіло стіни можна робити зливні отвори, як показано на малюнку вище. Зазвичай діаметр дренажних отворів становить 12-15 мм, а влаштовуються вони кожні 6-8 метрів по довжині надземної частини. Безперешкодно стікає вода позбавить камяні стіни від випирання частини кладки.

Правильно влаштована підпірна стіна з бруса може служити до 40 років, а бетонні, камяні та цегляні стіни при дотриманні технології практично не мають обмежень по терміну служби. Якщо при будівництві враховані всі особливості грунту і навантажень на стіну, то конструкція не потребують аварійного ремонту, а її обслуговування полягатиме лише в досить рідкісної чищенні дренажних і випускних отворів.

Деревяні підпірні стіни або збірні конструкції вище 120 см необхідно повязати зі схилом спеціальним Т-подібним брусом, який встановлюють по всій довжині стіни на відстані 2,5 м. Габарити бруса - 180 см завдовжки і 60 см по короткій стороні.

Серед традиційних підпірних стін найбільш дешевими при самостійному пристрої можуть стати монолітні, трохи дорожче - збірно-монолітні. Оброблені деревяний брус для стін в результаті може виявитися більш дорогим матеріалом, ніж бетонні блоки, але вартість може сильно коливатися в різних регіонах. Підпірні стіни з натурального каменю відрізняються найбільшою вартістю, якщо немає можливості купити матеріал недорого на місцевому карєрі.

Поки пристрій підпірних стін з габіонів або армогрунтових видів конструкцій не настільки поширене, особливо в регіонах. Тому загальну вартість можна оцінити, лише спираючись на реалії місцевих будівельних ринків і компаній, нор ці види конструкцій в будь-якому випадку можна віднести до бюджетних. Недорогим може стати пристрій підпірної стіни з покришок, якщо є можливість дешево придбати непридатний матеріал.

Цікавою сучасної різновидом підпірної стіни з геотекстилю стала продукція компанії Agrecol, відома на західній ринку під брендом Envirolok. Для пристрою стіни використовуються модулі у вигляді мішків з геотекстилю, заповнених грунтом з насінням. Насіння можна засівати самостійно або купувати готові заповнені популярними сортами мішки. Укладаються у розбіг з пологим ухилом мішки складають досить стійку конструкцію завдяки своїй вазі. А що проростають після поливу рослини ще більше укріплюють схил, приховуючи технічну начинку стіни і надаючи стіні мальовничий вид. Нижче ви можете бачити, як виглядає подібна стіна відразу після влаштування, через 15 і через 100 днів.

Висновок

Для виявлення зсувних схилів першорядне значення має вивчення морфології схилів. Поява безладної горбистості в основі схилу, наявність тріщин, террасовідних уступів, особливо із зворотним ухилом, свіжих стінок відриву та інших форм, явно чужих звичайному схилу долини або берега озера, вказує на розвиток зсувних явищ. Іноді на зсув вказують і горбисті нагромадження на дні долини.

Бувають випадки, коли величезні, слабоподвижних зсувні блоки схилів глибоких і крутосхилих долин, зміщуючись, мало-помалу стискають вузьку долину річки, ледь не перегороджуючи її. Рух їх відновлюється лише в міру зрізу нагромаджень у підстави зсуву. Найбільш діючим захистом від зсувів є їхнє попередження. Ідеальним було б взагалі уникати схилових ділянок, проте в наших умовах це не можливо. Тому фахівцями з інженерної геології, механіці грунтів та будівельної техніки були розроблені комплексні попереджувальні заходи. Коли оползаніе вже почалося, вести превентивні роботи пізно. Щоб уникнути сповзання, не можна допускати:

1) перевантаження верхній частині зсуву;

2) підрізання підстави (річкою, водосховищем, інженерними заходами);

3) додаткове зволоження всього косогору. Відомо, що вода є головною причиною зсуву. схил анкерний зсувний будівництво

Тому першим етапом охоронних робіт повинно з'явитися збирання і відведення поверхневих вод. На зсувонебезпечному ділянці рекомендується вичерпати воду з колодязів. Потім слід осушення за допомогою підземного дренажу. Велике значення має і штучне перетворення рельєфу. У зоні відриву зменшують навантаження на схил, послаблюючи тим самим дія сили тяжіння і підвищуючи сили зчеплення гірських порід. Існує цілий комплекс рекомендованих технічних операцій, як то: анкерне кріплення схилів, руйнування площин ковзання, ін'єкція зміцнювальних розчинів, фіксація схилів за допомогою паль і будівництво опорних стінок. Важливі і ступінь готовності, і швидкість дій: на більш пізніх етапах боротьба зі зсувними процесами потребує значно більших зусиль.

Список літератури

1. Словник-довідник з економічної географії. 9-10 класи / Т.В.Буличева, К.О.Буткалюк, Т.А.Гринюк та ін. За наук. ред. В.Г.Щабельської. - Х.: Вид. група "Основа", 2004. - 112 с.

2. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. -- Донецьк : Донбас, 2004.

3. Волочай О. Шварев М. Ландшафтные дорожки // Строительство и реконструкция. - 6 марта 2003 (№3). - С.46-47.

4. Енциклопедія ландшафтного дизайну. - М., 2004.

5. Ландшафтні роботи / Упорядник Смаковчук В.І. - К., 2006.

6. Міщенко С.В. Окраса вашого саду. - К., 2000.

7. Панас Р.Н. Технология возделывания ярого ячменя на рекультивированных землях. - Львов. ЦНТИ. - Серия 31. - № 215-91,1991. - 3 с.

8. Будин А.Я. Тонкі підпірні стінки. Л.: Стройиздат, 1974. 191 з.

Размещено на Allbest.ru