Анализ оползневых явлений и способы их предотвращения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Анализ оползневых явлений и способы их предотвращения

Дмитриева Н.В., кандидат технических наук доцент кафедры технологии строительного производства,

Попов О.А., кандидат технических наук доцент кафедры технологии строительного производства, Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Украина

Степаненко Н.А., магистрант кафедры «Промышленное и гражданское строительство», Бендерский политехнический филиал Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко, Молдова

Аннотация

Работа посвящена проблеме оползневой ситуации в Молдове. Проведен анализ технологических решений укрепления земляных сооружений, в том числе оползневых склонов. В результате анализа выявлены как положительные, так и отрицательные характеристики традиционных армирующих технологий и материалов. Обоснована необходимость применения конструктивно-технологических решений с использованием геосинтетических материалов при армировании земляных сооружений.

Ключевые слова: оползневые явления, геоматериалы, технологические решения, укрепление склонов, откос, земляные сооружения.

Summary

Dmitrieva N. V., Candidate of Technical Sciences Associate Professor of the Department of Construction Technology,

Popov O.A., Candidate of Technical Sciences Associate Professor of the Department of Construction Technology, Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture, Ukraine

Stepanenko N.A., Master student of the department "Industrial and civil construction", Bendery Polytechnic Branch of the Transnistrian State University. T.G. Shevchenko, Moldova

ANALYSIS OF THE APPEARANCE AND METHODS OF THEIR PREVENTION

The article reveals the problems of landslide situation in Moldova. The analysis of technological solutions for earthworks, including those on landslide slopes, has been made. As a result of the analysis, both positive and negative characteristics of traditional reinforcing technologies and materials were identified. _The necessity of using constructive-technological solutions with the use of geosynthetic materials when reinforcing earthen structures is substantiated.

Keywords: landslide phenomena, geomaterials, technological solutions, slope reinforcement, slope, earthworks.

Постановка проблемы

На сегодняшний день в Молдове зафиксировано более 17 тысяч оползневых зон, общей площадью 790 квадратных километров. Оползни зафиксированы в 984 населенных пунктах. В 450 - активность довольно высока. Наибольшая зона поражения в Дубосарском, Теле- нештском, Шолданештском, Оргеевском, Бричан- ском, Каларшском, Страшенском, Катульском и Унгенском районах.

Начиная с 1975 т. по настоящее время инженерно-геологической службой осуществляет контроль над состоянием оползнеопасных зон на территории Молдовы. Необходимость ведения таких работ была вызвана значительной активизацией оползневых процессов, захватывающих все большую территорию страны [1]. Серьезные трудности могут возникнуть при укреплении склонов, которые могут подвергаться оползням, так как участки на берегах водоемов и склонов оврагов являются подвижными из-за того, что под верхним слоем грунта залегает глина. Эти слои подвергаются разрушению за счет потоков дождевой воды, проседают после таяния снегов, осыпаются от перепадов температур и деятельности человека. Их рельеф изменяется с течением времени. Иногда это случается очень быстро.

Решением этой проблемы является повышение устойчивости оползневого откоса. На сегодняшний день известен ряд конструктивно-технологических решений, повышающих устойчивость откосов, однако они не позволяют в полной мере решить поставленную задачу.

Анализ последних исследований и публикаций

земляной сооружение армирование укрепление

Метод укрепления грунта армированием был предложен французским ученым Анри Видалем в 60-х годах XX века. Укрепление грунта встречается и в более ранних сооружениях с использованием тростника, соломы и бревен. Таких, например, как зикуррат древнего города Агар-Каф или великая китайская стена, построенная на армированном грунте с примеси гравия и веток тамариска. Известно, что римляне еще в 1-ом веке использовали армирование грунта, чему свидетельство построенные вдоль Тибры земляные дамбы, армированные тростником [2,3].

В настоящее время существуют различные способы укрепления склонов, откосов и земляных сооружений при их устройстве.

Технология возведения грунтовой подпорной стенки с применением армирующих элементов из дерева и облегченной облицовки, предложенной Манстером (США)[4], не получила распространения в современном строительстве из-за сложности изготовления оболочки и нерационального материала армирования.

Ступенчатая стенка из сборных железобетонных плит с использованием металлических тяг с анкерами и обратной засыпкой из сортированного камня предложенная во Франции)[5], так же имеет недостаток - использование стальных тяг, подвергающихся коррозии.

Сегодня одним из распространенных способов армирования грунтового и дорожного полотна является способ с использованием георешетки, изготовленной из полиэтиленовых лент, расположенных в шахматном порядке [6]. Недостатками такого способа являются ограничение области применения, сравнительно большой расход материала, соответственно удорожание сооружения в целом. Недостатком является высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью тщательной планировки поверхности откоса и закрепления.

Известен способ укрепления склонов утилизированными автопокрышками скрепленными между собой соединительными элементами и внедренными в тело земляного полотна. Пространство между покрышками заполняется бутовым камнем. Недостатками такой технологии являются высокие трудозатраты, опасность воспламенения и отсутствие данных об экологической безопасности.

Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Исходя из анализа литературных источников, можно выделить недостатки традиционных армирующих технологий и материалов к которым относятся ограничение срока службы дерева и стали, высокая трудоемкость и стоимость производства работ.

Решение сформулированной задачи невозможно без анализа состояния оползневой ситуации в регионе и эффективности конструктивно-технологических решений, повышающих устойчивость откосов.

Формулирование целей статьи Целью данной статьи является анализ состояния оползневой ситуации в Молдове и конструктивно-технологических решений укрепления откосов с использованием геосинтетических материалов.

Изложение основного материала. Наибольшую обеспокоенность специалистов вызывает ситуация в селе Нижние Климэуцы Шолданештского района, Бэлэсинештах Бричанского района, а так же в трех селах Кагульского района. По официальным данным, оползни наносят населенным пунктам Молдовы ущерб на сумму в 30 миллионов леев ежегодно. Общая площадь земель, которым угрожают оползни, составляет более 20% территории страны.

В Кишиневе таких зон риска - более 60. Подобные зоны есть во всех районах столицы. На этих участках находятся и частные дома, и многоэтажные жилые корпуса. За последние 20 лет только на территории города Кишинев произошло несколько оползней. Первый из них произошел 23 января 2008г [7]. Он стал причиной обвала стены строящегося объекта в микрорайоне «Телецентр» столицы Молдовы. В непосредственной близости от оползневой зоны находится жилой пятиэтажный дом, жильцы, которого впоследствии были эвакуированы.

В районе Карьерного переулка в Кишиневе 22 июня 2014г. произошел оползень [8], в результате которого образовался огромный провал (рис.1). Специалистами строительной фирмы были предприняты попытки остановить распространение оползня, пока это не привело к решению проблемы.

Рис. 1 - Провал в Кишиневе, в районе Карьерного переулка

В селе Тогатино [9] сложилась опасная ситуация.

С конца марта 2006г. около 30 домов по улице Пэдурилор находятся на краю оползневой зоны. На сегодняшний день на территории села сформировалось семь оползневых зон.

Смещение пластов почвы, на которой стоит село Маркэуць Дубоссарского района (рис.2), приводит к тому, что дома жителей села буквально рушатся на глазах. В стенах за считанные дни образуются трещины толщиной в несколько сантиметров, а в полу и в фундаменте появляются разломы. Село, в котором живут более 700 человек, находится высоко над Днестром, более чем в 150 метрах над уровнем моря, и оползни грозят полностью уничтожить этот населенный пункт.

Рис. 2 - Село Маркэуць Дубоссарского района

30 марта 2018 в результате оползня повредились несущие конструкции жилого дома в селе в наружных стенах шириной раскрытия 58 см. (рис.3).

Рис. 3 - Разрушение несущих конструкций дома в селе Маркэуць

Еще один очаг оползней возник в городе Леова. Первые оползни начались около 20 лет назад, однако в последние годы проблема усугубилась. 12 домов сползают в реку Прут с обрыва. Ситуацию усугубляют подземные воды.

Все места, возможного образования оползней находятся в зоне ответственности ученых и инженеров АНМ и института геологии и сейсмологии Молдовы. Кроме этого, там же должны проводиться предупредительные меры, заключающиеся в разработке построек, предназначенных для предотвращения или ограничения оползней путем стабилизации земляного полотна.

Укрепление склонов - одно из важных мероприятий при при создании искусственных склонов и откосов. Для укрепления склонов, пользуются различными методами, подбираемыми с учетом уклона, близости грунтовых вод, вероятности подмыва участка при разливе водоемов, особенностей грунта и других неблагоприятных природных факторов.

В первую очередь учитывается величина уклона. При маленьких и средних уклонах - до 8% - склоны укрепляются растениями вертикального и горизонтального действия и деревьями. Во многом укреплению наклонных поверхностей участка способствуют растения с развитой корневой системой, которые специально высаживаются в ячейках укрепляющих конструкций. Корневая система растений, переплетаясь с крепежом и конструкцией укрепителя, усиливает почву, препятствует ее эрозии и оползневым процессам.

При уклонах выше среднего - то есть от 8%, до 15% - обычно применяют искусственные конструкции в виде биоматов, геотекстилей, газонных решеток, геосеток. Для укрепления склонов разного уклона строительная индустрия предлагает разнообразные материалы и конструкции.

Проектирование укрепления крутых склонов можно разделить на несколько стадий:

Расчёт общего давления грунта: производится визуально.

Выбор укрепляющего материала исходя из уклона грунта и его свойств.

Определение зоны усиления и выбора анкерного крепления. Его производится в зависимости от выбранного материала. Если есть вероятность оползней или другие неблагоприятные факторы: сброс воды, подмыв склона и т.д., применяется комбинированный крепеж.

При защите склонов от оползней и разрушения часто используется геотекстиль (Рис.4).

Рис. 4 - Рулон геотекстиля

Рис. 5 - Склон, укрепленный с помощью геотекстиля

Это обусловлено тем, что прочность на сдвиг у геотекстиля намного выше, чем у грунта. За счет этого свойства грунт в комбинации с геотекстилем способен выдерживать намного большие нагрузки.

Перед укладкой геотекстиля (рис.5.) поверхность склона выравнивают. Если площадка засыпается вровень с поверхностью, то следует вынуть грунт. Глубина выемки: 20-50 см - определяется при проектировании. Затем выемка, дно и стены, застилаются геотекстилем. Сверху насыпают слой щебня или гравия. На него укладывается еще один слой геотекстиля. Затем засыпается песок, на него укладывают брусчатку, декоративный камень или плитку. Если планируется площадка выше уровня земли, то после выравнивания поверхности на грунт укладывают геотекстиль с перекрытием 20 см. По периметру укрепляемой поверхности устанавливают опалубку. Геотекстиль засыпают песком или щебнем, сверху на него укладывается следующий слой полотна, который снова засыпается песком. После этого на песок укладывают цементный раствор, на который кладут плитку. Технологические рекомендации укладки геотекстиля, представленные ниже, должны строго соблюдаться.

Перекрывающиеся части геотекстиля закрепляют с помощью костылей, скоб или путём укладки небольшого количества насыпного материала вдоль швов. Костыли и скобы могут быть из дерева или металлическими, иметь длину около 20 см.

Укладка геотекстиля производится непосредственно перед его засыпкой заполнителем [11].

Выводы

Анализ состояния оползневой ситуации в регионе говорит о необходимости применения инновационных технологий укрепления склонов.

В информационных источниках отсутствует информация о научных исследованиях влияния технологических параметров применения геотекстиля на устойчивость таких сооружений, что способствует дальнейшим исследования в этой области.

Наиболее перспективной технологией укрепления земляных сооружений является технология с использованием геотекстиля.

Использованная литература

1. Мониторинг опасных геологических процессов [Электронный ресурс].

2. Исторический очерк применения армированного грунта в строительстве: перевод: Vidal А.: Revue generaldes routes, Ponts et aerodromes. - 1986. №635.- р.65-72. - М.: ВЦП - №25647. 1988. - 28с.

3. Тимофеева Л.М. Армирование грунтов, теория и практика применения. - Пермь.: Перм. политех. инст., 1991.- 478с.

4. Elvidge C.B. Raymond G.P. Laboratory survivability of nonwoven geotextiles on open-graded crushed aggregate// Geosynthetics International. №2. - 1999. - Р.93-117.

5. Элементы, сооружения и конструкции земляного полотна [Электронный ресурс].

6. Принципиальные схемы конструктивно-технологических решений по применению объемных георешеток "ПРУДОН-494" и примеры их реализации в транспортных сооружениях [Электронный ресурс].

7. Активный оползень стал причиной обвала стены строящегося объекта [Электронный ресурс].

8. Часть кишиневцев опасается, что их дома могут уйти под землю [Электронный ресурс].

9. Оползневый процесс в Тогатино приостановился [Электронный ресурс].

10. На краю обрыва [Электронный ресурс].

11. Дать схему укрепления склонов оврагов. Типы укрепления. [Электронный ресурс].

Размещено на Allbest.ru