Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для повышения устойчивости откоса

Повышение устойчивости откосов

В районах с пересеченным рельефом местности, особенно в горных, часто возникают сплывы откосов глубоких выемок из-за выклинивания подземных вод или водонасыщения грунта при промерзании и оттаивании. Во многих случаях, как показала многолетняя практика службы эксплуатации, при реконструкции или капитальном ремонте с успехом можно ограничиться повышением устойчивости откосов путем проведения сравнительно несложных инженерных мероприятий.

Если поверхностные деформации на откосах не распространились глубоко, то их засыпают тем же местным грунтом земляного полотна. Предварительно на откосах нарезают борозды с учетом глубины сплыва и послойно укладывают грунт, тщательно его уплотняя.

В местах выхода на откосы выклинивающихся родников откос снизу подрезают, устраивая в зависимости от глубины выемки полку шириной 2—3 м, и укладывают трубчатые дрены (рис. 7.7). Место вырезки грунта засыпают морозоводостойкими материалами: гравием, камнем, кислыми металлургическими шлаками, щебнем и др.


Рис. 7.7. Схема повышении устойчивости откоса выемки при выклинивании подземных вод
1 — покрытие и основание;
2 — тротуар;
3 — трубчатая дрена;
4 — лоток для отвода поверхностных вод;
5 — гравий, гравелистый песок;
6 — движение струек воды;
7 — откос, укрепленный многолетними трапами


Рис. 7.8. Дренаж с сердечником в виде водопроводящих каналов, соединенных с трубчатой дреной
а — дренаж с сердечником из тонкого гофрированного материала; б — разрез гофрированного сердечника; в — вид сверху на просечно-вытяжной пластмассовый сердечник; 1 — покрытие и основание; 2 — дренирующий слой; 3 — тротуар; 4 — направление движения воды в дренирующем слое; 5 — движение воды к дренажу; 6 — лоток для отвода поверхностных вод; 7 — депрессионная кривая; 8 — сердечник с водопроводящими каналами; 9 — минерально-волокнистый фильтрующий и тротивозаиливающий материал; 10 — трубчатая дрена; 11— уровень свободной воды в дрене

Теперь успешно применяют и перехватывающие дренажи со сплошными гофрированными листами, в нижней части которых расположены трубчатые дрены. Дренажи такой конструкции обеспечивают осушение откосов до высоты не менее 3 м над дреной (рис. 7.8). В этом случае не требуется устройства с низовой стороны водонепроницаемого экрана, что значительно снижает стоимость строительства дренажа. Применение гофрированных листов существенно усиливает процесс осушения земляного полотна.

Для повышения эффективности осушения и срока службы трубчатых дрен гофрированные листы вместе с трубой обертывают геотекстилем.

В местах локальных сплывов и размывов откосов после завершения земляных работ и засева семенами многолетних трав в США расстилают пористый полимерный коврик, который не устраняет инфильтрации воды, но предупреждает размыв. Семена трав прорастают через коврик в течение 12—15 суток. Укладкой его достигают эффекта мульчирования. По данным фирмы Мирафи Инк (США) его укладка значительно дешевле укрепления откосов даже габионами. Коврики, называемые «ковриками растительности», применяют и для укрепления грунтовых лотков, водоотводных канав (вместо укладки бетонных плит). Улучшается и эстетический вид улицы. Существенно повышается производительность труда (в 2,5—3 раза), в несколько раз снижается потребность в грузовых автомобилях, отпадает необходимость в устройстве обратных фильтров.

У нас теперь изготавливают синтетические сетки, поэтому данный метод откосов может найти применение.

Устойчивость верхней части откоса выемки обеспечивают устройством перехватывающего дренажа до водоносного слоя, на расстоянии не менее 3 м от внешней бровки (рис. 7.9). При полном нарушении устойчивости откосов выемок со сплывом грунта в кюветы или лотки рекомендации по их укреплению разрабатывают индивидуально после обстоятельных инженерно-геологических исследований.

Откосы насыпей высотой более 6 м, возведенные из иловатых грунтов (аргиллиты, алевролиты, мергели и др.), очень часто деформируются. Основной причиной нарушения устойчивости откосов насыпей является низкая морозостойкость, а также их склонность к выветриванию.

Чтобы повысить устойчивость откосов горных пород с низовой стороны устраивают упорные призмы из галечника или крупнообломочных пород. Повышению устойчивости способствует и уширение насыпи в низовую сторону. Для предупреждения заиливания упорной призмы грунтом желательно между нею и насыпью закладывать противозаиливающую прокладку из геотекстиля.

Наружный откос призм должен быть положе 1 : 1,3. Выкладывая наружный откос призмы из крупного камня, можно допустить крутизну до 1:1 (рис. 7.10,а). Иногда для снижения стоимости строительства призмы отсыпают из глинистых грунтов (рис. 7.10,6), наружный откос призмы принимают не круче 1 :2,5.

Для стока просачивающейся через насыпь воды подошву призмы планируют в сторону падения косогора, придавая ей уклон не менее 40—50 ‰.

Грунт насыпи за период эксплуатации вследствие оглеения становится практически водонепроницаемым, поэтому отсыпают призму также из глинистых грунтов, врезая ее уступами в косогор с уклоном до 100 ‰ в сторону оси насыпи. Размеры упорных призм определяют расчетом [28].

На откосах упорных призм и насыпей из крупнообломочных горных пород укладывают защитный слой водонепроницаемого грунта толщиной не менее 0,6 м. При использовании грунтов, обработанных различными минеральными вяжущими материалами, толщину защитного слоя уменьшают до 0,25—0,2 м.

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Во II дорожно-климатической зоне на дорогах, проложенных в условиях сильно пересеченного рельефа, часто возникают сплывы откосов глубоких выемок из-за выклинивания грунтовой воды или водонасыщения грунта при промерзании и оттаивании.

Читать еще:  Планировка откосов насыпи экскаватором

Радикальные меры, полностью гарантирующие устойчивость откосов, в сложных случаях требуют выполнения инженерно-геологической съемки и последующей разработки соответствующего проекта.

Однако во многих случаях, как показал многолетний опыт эксплуатации дорог, при реконструкции колено с успехом ограничиться повышением устойчивости откосов путем проведения сравнительно несложных инженерных мероприятий.

Если поверхностные деформации на откосах не распространяются на большую глубину, то их засыпают грунтом земляного полотна.

Предварительно бульдозером нарезают на откосе борозды с учетом глубины сплыва и укладывают грунт горизонтальными слоями, тщательно уплотняя вибротрамбовкой.

В местах выхода на откосы выклинивающихся родников откос снизу подрезают, устраивая, в зависимости от глубины выемки полку шириной 1—3 м, и укладывают трубчатую дрену диаметром 0,15 м с обратным фильтром из чистого морозостойкого щебня или гравия. Перфорированную трубу целесообразно предварительно обернуть синтетическим нетканым материалом или стеклотканью.

Место вырезки грунта засыпают морозо- и водоустойчивыми материалами; гравием, камнем, щебнем, металлургическим шлаком и др. Из трубы делают вывод в понижения местности.

В последние годы успешно применяют новые конструкции перехватывающих дренажей из сплошных гофрированных пластмассовых или алюминиевых вертикальных водопроницаемых листов, в нижней части которых расположена дренажная труба. Они могут обеспечить осушение массива грунта на высоту до 3 м. В этом случае отсутствует необходимость в устройстве с низовой стороны водонепроницаемого экрана, что значительно снижает стоимость устройства дренажа.

Применение пластмассовых листов существенно усиливает процесс осушения земляного полотна.

Производительность работ повышается при этом не менее чем в 2,5—3 раза из-за отсутствия необходимости в устройстве обратных фильтров.

Повышению устойчивости верхней части откоса глубокой выемки обычно способствует устройство перехватывающего дренажа глубиной до 3 м на расстоянии не менее 5 м от ее бровки.

В случаях полного нарушения устойчивости откосов выемок со сплывом грунта в боковые канавы и даже на обочины рекомендации по их укреплению разрабатывают индивидуально после обстоятельных инженерно-геологических обследований.

Откосы насыпей высотой более 6 м, возведенных из иловатых грунтов, аргиллитовых или глинисто-сланцевых обломков, мергелей и других аналогичных горных пород, очень часто деформируются. Особенно часто деформации наблюдаются с низовой стороны земляного полотна по отношению к склону местности.

Основной причиной нарушения устойчивости откосов насыпей являются низкая водо- и морозостойкость, а также высокая дробимость горных пород, из которых они возведены.

Чтобы повысить устойчивость откосов, сложенных нз легко выветривающихся горных пород, с низовой стороны устраивают упорные призмы из галечника, гравия или гравелистого песка.

Повышению устойчивости способствует и уширение насыпи в низовую сторону.

Для предупреждения заиливания упорной призмы грунтом уширяемой насыпи желательно между ней п призмой закладывать противозапливающую прокладку из стеклоткани, полимерного материала типа «бидим» и т. п.

Крутизна наружного откоса призм, отсыпаемых из каменных материалов, не должна превышать 1 : 1,3.

Рис. 1. Схема повышения устойчивости откоса выемки при выклинивании грунтовых вод:
1 — гравий или щебень; 2 — травяной покров; 3 —трубчатая дрена; 4 — направление движения выклинивающихся вод

Рис. 2. Дренаж с сердечником в виде водопроводящих «каналов», соединенных с трубчатой дреной:
а — дренаж с сердечником из тонкого (0,5— I мм) гофрированного материала; б —разрез гофрированного сердечника с прямоугольными или треугольными ребрами; в — разрез дрены с просечно-вытяжным пластмассовым или металлическим сердечником; г — вид сверху на сердечник; 1 — сердечник с водопроводящими каналами; 2 — минерально-волокнистый фильтрующий материал; 3 — трубчатая дрена; 4 — водоприемные отверстия; 5—вода, стекающая по дренажной трубе, (стрелки указывают направление движения воды)

Рис. 3. Схема перехватывающего глубокого дренажа для повышения устойчивости верхней части откоса:
1 — нагорный дренаж; 2 — трубчатая дрена; 3 — обваловка откоса; 4 — место возможного сползания грунта; 5—травяной покров; 6 — подлотковый дренаж

Рис. 4. Пример повышения устойчивости низового откоса высоких насыпей устройством упорных призм:
а — из крупноскелетных материалов; б — из глинистых практически непроницаемых грунтов; 1 — упорная призма; 2—противозаиливающий слой; 3 — искусственный травяной покров; 4 — врезка в косогор

Иногда в целях снижения стоимости строительства призмы отсыпают из непылеватых глинистых грунтов. Наружный откос призмы, отсыпаемой из глинистых грунтов, должен быть не круче 1 : 2,5.

Для стока просачивающейся через насыпь воды подошву призмы планируют в сторону падения косогора, придавая ей уклон 10—20%.

Но если грунт насыпи за период эксплуатации стал водонепроницаемым и призму также осыпают из практически водонепроницаемых грунтов, то ее врезают уступами в косогор с уклоном до 100%о в сторону оси насыпи.

Размеры упорных призм определяют расчетом. Повышение устойчивости низовых откосов упорными призмами или контрбанкетами широко применяют в СССР, особенно в северных районах страны.

На откосах упорных призм и насыпей, устроенных из крупнообломочных горных пород, укладывают защитный слой водонепроницаемого грунта толщиной не менее 0,6 м. При использовании грунтов, обработанных вяжущими материалами, в том числе и местными малоактивными, толщину защитного слоя можно уменьшить до 0,15—0,2 м.

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция автомобильных дорог

Мероприятия по повышению устойчивости сооружений, откосов и склонов

Первое основное направление – это уменьшение суммарных активных воздействий на сооружение, способных вызвать нарушение их устойчивости.

Читать еще:  Укрепление откосов насыпи камнем

Примерами таких мероприятий в рассмотренных на рис. 6.4 вариантах повышения устойчивости подпорной стенки являются: устройство разгрузочных плит (рис. 6.4, д) и засыпка за стенкой крупнозернистого материала (с большим φ) (рис. 6.4, б), существенно уменьшающих активное давление грунта на стенку. В случае откосов (рис. 6.5, а) к этому разряду мероприятий относятся уположение откосов, снижение кривой депрессии и ее заглубление в тело откоса путем устройства дренажей (рис. 6.5, б), всякого рода пригрузки низовой части откоса (рис. 6.5, в), создающие обратный момент активных сил.

Рис. 6.4. Основные схемы повышения устойчивости подпорной стенки: а – типовая конструкция подпорной стены; б – засыпка крупнозернистым материалом; в – применение свайных конструкций; г – устройство упоров; д – устройство разгрузочных плит; е – устройство анкерных плит; ж – применение армированного грунта

Второй, не менее эффективный, очень многообразный путь повышения устойчивости – это увеличение реактивных сил сопротивления сдвигу.

Очевидный путь повышения устойчивости – увеличение прочности грунтов, т. е. их прочностных характеристик (φ и с) путем их уплотнения или закрепления, а в некоторых случаях даже путем замены слабых грунтов на более прочные. К этому же разряду мероприятий можно отнести заглубление сооружений и перенос возможной поверхности скольжения в более глубокие и обычно более прочные слои грунта, например, применением фундаментов свайной конструкции (рис. 6.4, в) или устройством зубьев (рис. 6.5, д). Применение зубьев позволяет перенести поверхность скольжения из контактной, как правило, нарушенной производством работ зоны грунта в область уверенно ненарушенной структуры (рис. 6.5, д).

Безусловно, увеличивают устойчивость сооружений на сдвиг всякого рода анкеры, например, анкерные плиты (рис. 6.4, е), которые должны размещаться за пределами призмы активного давления грунта на сооружение. Одной из разновидностей анкеровки является применение армированного грунта (рис. 6.4, ж) с использованием трения часто поставленных анкерных тяг в массиве грунта засыпки. Некоторое увеличение устойчивости обеспечивает устройство упоров (рис. 6.4, г) путем использования сил сопротивления сдвигу по их подошве.

Рис. 6.5. Повышение устойчивости напорных сооружений:

а – уположение откосов; б – устройство дренажей; в – пригрузка низовой части откоса;
г – увеличение веса сооружения; д – устройство зубьев; е – устройство противофильтрационных завес; ж – устройство дренажа и противофильтрационных завес; з – устройство противофильтрационных понуров; и – увеличение веса сооружения пригрузкой водой

При необходимости увеличения устойчивости сооружения в плоскости подошвы фундамента одним из основных мероприятий является увеличение нормальных контактных напряжений с, а в случае связных грунтов – развитие площади подошвы фундамента F. Увеличение нормальных напряжений и, как следствие, сил трения по подошве сооружения можно обеспечить, увеличивая вес сооружения Q или уменьшая противодавление воды Pw (рис. 6.5, г). Увеличение веса сооружения Q наиболее экономично может производиться путем использования пригрузки его грунтом (рис. 6.4, б) или водой (рис. 6.5, и). Уменьшение противодавления по подошве напорных гидротехнических сооружений можно обеспечить либо увеличивая путь фильтрации устройством вертикальных противофильтрационных завес (рис. 6.5, е),в частности, забивая шпунты, или противофильтрационных понуров (рис. 6.5, з), либо устройством по подошве сооружения дренажа, связанного с нижним бьефом и обычно в комбинации с вертикальными или горизонтальными противофильтрационными элементами (рис. 6.5, ж).

Примером эффективного использования пригрузки сооружения водой и комбинации дренажей с противофильтрационными элементами является анкерный понур (рис. 6.5, и), конструкция которого впервые была применена на плотине и здании станции Свирской ГЭС (1936), а затем на ряде Волжских ГЭС. При этом, в отличие от обычного, только противофильтрационного понура (рис. 6.5, з), анкерный понур, представляющий собой сравнительно тонкую железобетонную плиту, воспринимает часть сдвигающей нагрузки, действующей на сооружение, и работает в основном на растяжение. При этом водонепроницаемая гидроизолированная плита анкерного понура прижимается к грунту разностью давлений сверху воды (ΔQ) и грунта (ΔQ’) верхнего бьефа и снизу – противодавления. В результате в случае предельного состояния по подошве понура могут развиваться силы трения и сцепления, обеспечивающие существенное увеличение общего коэффициента устойчивости сооружения на сдвиг по подошве понура и основного массива сооружения.

Однако увеличение собственного веса сооружения, повышая его устойчивость по подошве сооружения, может несколько понижать коэффициент устойчивости. Поэтому эффективность такого рода мероприятий в каждом случае должна определяться проверочными расчетами.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Устойчивость откосов грунтовых плотин

Откосы грунтовых плотин при некоторых условиях могут потерять устойчивость, произойдет их деформация в форме оползания (скольжения) части грунтового массива по некоторой криволинейной поверхности в пределах части высоты откоса, по всей высоте откоса или с захватом части основания (рис. 5.30). Устойчивость откосов грунтовых плотин должна быть обеспечена при любой из приведенных схем.

Разработано несколько методов расчетов: метод горизонтальных сил взаимодействия при круглоцилиндрической поверхности скольжения и метод весового давления при круглоцилиндрической поверхности скольжения. В гидромелиоративной практике широко используют метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения грунтового массива с разбивкой его на отсеки. Задача расчетов состоит в определении коэффициентов запаса устойчивости откосов, который должен быть не менее нормативного, приведенного в СНиП [102].

Читать еще:  Значение откоса для песка

При расчете устойчивости откосов сдвиговые характеристики грунта ф, С относятся только к поверхности скольжения. Покрытие откосов камнем, железобетоном или другим материалом практически не влияет на повышение устойчивости откосов.

Расчет устойчивости откосов по круглоцилиндрической поверхности скольжения. В этом методе считают, что скольжение призмы обрушения будет происходить по радиальной кривой относительно некоторого центра вращения, расположенного выше гребня плотины.

Устойчивость откоса оценивается коэффициентом запаса Кзяп, представляющим отношение суммы моментов сил удерживающих к сумме моментов сил сдвигающих относительно центра вращения

В большинстве случаев грунты призмы обрушения имеют различные показатели, поэтому использовать формулу (5.31) для всего оползневого массива затруднительно. Учитывая это, применяют искусственный прием, основанный на рассмотрении устойчивости отдельно выделенных из массива отсеков (рис. 5.31), образованных вертикальными плоскостями произвольной ширины.

При расчете принимают допущение, согласно которому взаимодействие между отсеками отсутствует, и их рассматривают как недеформируемые тела, удерживаемые силами трения н сцепления.

Отсеки по высоте имеют различные грунты. Для удобства расчетов вычисляют приведенную высоту отсека по формуле:

При определении высоты по формуле (5.32) за приведенную плотность грунта упр можно принять любое значение у, но обычно задают значение, соответствующее грунту естественной влажности (выше кривой депрессии). Вес отсека, равный переносят по линии действия на кривую скольжения и раскладывают на две составляющие.

Нормальная составляющая собственного веса вызовет появление силы трения, которая будет равна.

Коэффициент запаса на устойчивость любого отсека:

Подсчет составляющих, входящих в формулу, целесообразно вести в табличной форме; следует учитывать, что сила 5 влево от вертикали, проходящей через центр вращения, будет действовать как сдвигающая, а справа — как удерживающая.

В теле и основании плотины при наличии фильтрационного потока появляется фильтрационная сила, определяемая по формуле (2.35), снижающая устойчивость откоса; поэтому момент от этой силы в формуле (5.34) входит в знаменатель.

Нахождение поверхности скольжения с минимальным значением. Для нахождения центра вращения О с минимальным значением коэффициента устойчивости существует ряд приемов. Среди них наиболее распространен прием, основанный на построении одного луча (рис. 5.32), на котором и возле которого лежат центры вращения О с минимальным значением Каап.

Построение этого луча сводится к следующему: из точки В на подошве плотины опускают вертикаль, на которой откладывают отрезок, равный Нпл. Из конца этого отрезка проводят горизонтальную линию и откладывают на ней отрезок, равный 5. Из конца этого отрезка через бровку откоса проводят луч ММ. Вдоль этого луча выше гребня плотины берут ряд центров вращения — 02, 03 и т. д. и строят эпюру изменения Кзап. Через точку с минимальным значением проводят нормаль NN и на ней берут ряд точек — 04, 05, 06 и т. д. и строят эпюру изменения. По минимальному значению из всех коэффициентов запаса судят об устойчивости откоса.

Повышение устойчивости откосов насыпей

  • Автодорожное строительство
    • Слабые грунтовые основания
    • Повышение устойчивости откосов насыпей
    • Обводненность грунтов
    • Увеличение срока службы и усиление дорожных одежд
    • Эрозионные процессы на откосах и склонах
    • Размыв берегов и русел водотоков
    • Устройство парковок на газоне, экопарковки
    • Разделение и фильтрация конструктивных слоев
    • Строительство подпорных стен
  • Железнодорожное строительство
  • Промышленное строительство
  • Нефтегазовый комплекс
  • Горнодобывающая промышленность
  • Строительство аэродромов
  • Строительство портов
  • Строительство ТБО
  • Строительство тоннелей
  • Строительство экопарковок
  • Дренажные системы для игровых полей
  • Загородное строительство

Для этого рекомендуется использовать качественные материалы геосинтетического происхождения – полиэфирные геосетки и георешетки , действие которых направлено на:

  • улучшение эксплуатационных характеристик дорожно-строительной конструкции,
  • фиксацию устойчивости грунтового основания,
  • укрепление насыпей и откосов,
  • значительное улучшение условий передвижения транспортных средств,
  • снижение объема потребляемых зернистых сырьевых ресурсов,
  • отказ от использования лежнего настила при формировании основания насыпи,
  • увеличение межремонтных сроков дорожного полотна.

Весь комплекс мероприятий по проектированию и непосредственному укреплению искусственных и природных насыпей производится с учетом рельефных особенностей рабочей поверхности, специфики и несущей способности грунтового основания. Своевременно укрепив земельный откос или насыпь, Вы сможете исключить вероятность размывания атмосферными осадками и ветровой эрозии, избежать возникновение обвалов и оползней. Помимо этого использование универсальной геосетки или модулей георешетки позволит укрепить насыпь, к которой затруднен подъезд специализированной техники.

Если насыпь имеет повышенную крутизну и отсутствует возможность создания пологого откоса, к примеру, в условиях городской застройки, наиболее приемлемым техническим решением станет обустройство грунтовых насыпей с армирующей конструкцией методом «обертывания» на основе использования универсальной геосетки . Применение такого метода позволит зафиксировать устойчивость и эксплуатационные характеристики дорожной конструкции с учетом специфики полотна и заданных инженерных условий. Для этого насыпь искусственного или природного происхождения армируется с помощью геосинтетического материала путем обертывания грунтового слоя таким образом, чтобы полиэфирная геосетка защемлялась вышележащим грунтовым слоем на длине 1 м. Создавая укрепляющую конструкцию методом «обертывания», можно существенно сэкономить на привозном грунте и одновременно повысить устойчивость дорожного полотна.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector