ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНА ОТ СПОЛЗАНИЯ АНКЕРНЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

Дюсембин Е. А., к.т.н.

Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева, Казахстан

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНА ОТ СПОЛЗАНИЯ АНКЕРНЫМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

При проектировании горных автомобильных дорог необходимо предусмотреть постройку сооружений, обеспечивающих безопасность и бесперебойность движения в течение года, так как такие дороги подвержены действию оползней, обвалов горных пород, лавин и снежных заносов.

Широкое многообразие видов и форм нарушения устойчивости склонов и откосов, отражающих в обобщенном виде разнообразные факторы, влияющие на процесс потери устойчивости, позволяет хотя бы приблизительно представить всю сложность проблемы по количественной оценке возможной степени устойчивости склонов и откосов. Выделяются две формы нарушений устойчивости склонов и откосов: общая и локальная.

При нарушении общей устойчивости оползень захватывает весь склон или откос или их большую часть. Глубина смещения измеряется десятками метров. Для обеспечения общей устойчивости применяются мощные типы удерживающих противооползневых конструкций: строят подпорные стены, контрбанкеты и контрфорсы, анкерные конструкции, забивные и буронабивные сваи и т.д.

В последние годы в нашей республике большое внимание обращается на разработку и внедрение новых высокоэффективных противооползневых сооружений, к числу которых по праву относят свайные конструкции. Простота сооружения, экономичность и, главное, надежность позволяют широко применять свайные конструкции для закрепления оползневых склонов (откосов). Такие сооружения весьма эффективны, так же как средство защиты окружающей природной среды.

Нарушение местной (локальной) устойчивости склонов связано с образованием оползней только в пределах некоторой зоны, прилегающей непосредственно к их поверхности. Мощность этой зоны определяется глубиной и интенсивностью выветривания. Нарушения местной устойчивости приводят к разрушению только отдельных частей склона или откоса, а не всего массива. Особенность нарушений местной устойчивости состоит в том, что они могут развиваться даже при обеспеченности общей устойчивости. Наиболее распространенными способами обеспечения локальной устойчивости склона являются: регулирование стока поверхностных вод, посадка деревьев, кустарников, посев трав, цементация и силикатизация грунтов, ограничение выпаса скота, удаление неустойчивого слоя грунта, использование одевающих стен, которые плотно прилегают к откосам, затрудняет доступ воды и воздуха к грунтам подверженным разрушению.

Нами разработаны новые конструкции противооползневого сооружения, обеспечивающие как общую, так и местную устойчивость склона дорог.

Новые типы противооползневых конструкций разработаны на основе анализа республиканского и зарубежного опыта эксплуатации сооружений.

Для обеспечения общей устойчивости сложного участка склона предлагаются два варианта сооружения.

I вариант (рисунок 1). Сооружение состоит из вертикальных, железобетонных стоек, расположенных в плане в шахматном порядке, омоноличенных бетонным ростверком в верхней части и связанных также железобетонными поперечными перемычками по высоте стоек [1; 2].

Сначала пробуривают скважины на склоне диаметрам не менее 1 метра, и в местах подземных перемычек диаметр скважины расширяется до создания удобства для наклонного бурения. Таким образом, соединяются вертикальные скважины между собой наклонными отверстиями, затем наклонные отверстия армируются гибкими канатами, а пространственным каркасом – полость скважины, причем пространственный каркас секционный, он применяется для создания удобства при бетонировании перемычек (наклонное отверстие). Наклонные расположения отверстий для перемычек облегчают бетонирование, то есть бетон может идти в отверстии самотеком.


а) продольный вертикальный разрез сооружения и части уклона (общий вид)	б) разрез сооружения и склона по линии А-А;	в) разрез по Б-Б

1– склон; 2 – опоры (стойки свай); 3 – нижняя перемычка;

4 – верхняя перемычка; 5 – ростверк; 6 – арматурный каркас

Рис. 1 – Грунтоудерживающее сооружение рамно-свайного типа

После полного завершения бетонирования всех стоек их объединяют бетонным ростверком.

При необходимости технология превращения круглого сечения скважины в прямоугольное осуществляется ручной доработкой. Для этого на дно скважины опускается цилиндрическая бадья, и отвальный грунт затем бадьей механизированно удаляется из скважины.

Как решетчатая конструкция (армированный грунт бетоном) предлагаемое сооружение при своевременной установке эффективно противодействует смещениям грунтов склона и тем самым препятствует возникновению необратимых больших сдвиговых процессов, опасных своими последствиями.

II вариант (рисунок 2). Противооползневое сооружение [3; 4] включает заглубленные в грунт вертикальные стойки, расположенные в шахматном порядке, верхние концы которых объединены ростверком и дренажную систему. Вертикальные цилиндрические стойки изготовлены из железобетона, а также могут быть изготовлены из отрезков толстостенной металлической трубы, в которых выполнены отверстия для дренирования грунтовых вод, при этом стойки каждой соседней пары рядов вдоль уклона зигзагообразно соединены между собой наклонными железобетонными перемычками. Для перетекания дренированной воды из верхних в нижние стойки, в нижних железобетонных перемычках помещены трубки, а донные части всех цилиндрических стоек забетонированы.


а) общий вид склона с сооружением		б) разрез по линии А-А

в) разрез стойки по линии В-В	г) деталь части стойки		д) дно нижней стойки

Рисунок 2 – Противооползневое сооружение с дренирующей системой

Стойки расположены на самых низких точках склона, в донной части выполнены сообщающимися с водоотводящими траншеями.

Технология возведения. После бурения скважины и наклонных отверстий под перемычки, соединяющие скважины между собой на двух уровнях зигзагообразно, приступают к армированию наклонных отверстий канатами, одновременно располагая в середине перемычек гибкие трубки, концы которых временно закупоривают и бетонируют, в результате получаются перемычки. Затем спускает в шахты опалубки из двух половинок цилиндрической трубы с отверстиями для перемычек и дренирования воды.

Расставляя распорки между двумя половинками трубы, образуется целый цилиндр, причем между цилиндром и скважиной оставляется круговой пояс для размещения кольцевой арматуры с последующим бетонированием. Предварительно в местах дренажных отверстий горизонтально вставляются короткие деревянные клинья. После завершения бетонной работы через несколько дней клинья забивают вглубь в грунт, чтобы образовались сквозные отверстия для дренирования воды из толщи грунта. Далее демонтируются распорки, и затем элементы (половинки) цилиндра вытаскиваются на поверхность земли. После завершения бетонирования нескольких стоек их головки соединяются между собой арматурным каркасом и бетонируется таким образом, чтобы верха цилиндрических колодцев оставались открытыми для сбора поверхностных вод.

Для обеспечения безопасности животных верх колодца закрывается частой арматурной решеткой, к колодцам подводятся канавы, собирающие поверхностные воды.

Обеспеченность сооружения дренирующей системой, зигзагообразное соединение стоек в грунте наклонными железобетонными перемычками, а также смоноличивание верхних частей стоек зигзагообразным железобетонным ростверком позволяет достичь положительного технического результата: повышения устойчивости грунтов склона в результате эффективного предотвращения сдвижении верхней водоносной части грунта склона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Керселидзе Д.И., Орагвелидзе Расчет противооползневой свайной конструкции по прочности грунта // Автомоб. дороги. – 1986. – № 5. – С. 14-15.

2. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. Е.А. Сорычана // Справ. проектировщика. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с.

3. Зубков В.М., Перлей Е.М., Раюк В.Ф. и др. Подземные сооружения, возводимые способом «стена в грунте». – Л.: Стройиздат, 1977. – 200 с.

4. Оберти Д.Ж., Лаулетта Е. Динамические испытания моделей сооружений // Материалы 2-й Всемир. конф. по сейсмостойкому стр-ву. – Токио, 1960. – 92 с.