53Оползневые явления и борьба с ними_
Преснов Олег Михайлович,
кандидат технических наук, доцент, Сибирский федеральный университет, presn955@mail.ru Филимендикова Регина Эдуардовна,
студент, Сибирский федеральный университет, reginaflm@mail.ru Зеньков Сергей Андреевич,
студент, Сибирский федеральный университет, sergey.zenkov.00@mail.ru Тюрбеева Дарья Викторовна
студент, Сибирский федеральный университет, darya.2000.06@mail.ru
В современном мире оползневые процессы представляют угрозу как для безопасности людей, так и для сохранения надежности и долговечности строительных объектов. Предотвращением такой опасности служат инженерные решения по защите от склоновых процессов.
Работа посвящена проблеме оползневых явлений в мире. Рассмотрены технологические решения укреплений земляных сооружений, в том числе оползневых склонов. В результате работы выявлены как положительные, так и отрицательные характеристики технологий. Выбран наиболее эффективный вариант мероприятий по предотвращению оползневых явлений.
Вывод. В статье были рассмотрены инженерные мероприятия по борьбе с оползнями, выявлены положительные и отрицательные стороны различных технологических решений. Так, основной фокус внимания при проектировании и строительстве должен быть направлен на стабилизацию склонов и предупреждение оползней. Воздействие оползневых процессов на склон должно быть сведено к минимуму, если не удается избежать его развития. Для этого необходимо производить детальные исследования и выполнять соответствующие мероприятия по стабилизации.
Ключевые слова: фундаменты, габионы, подпорные стены, оползневые явления, геоматериалы, технологические решения, укрепление склонов и откосов, земляные сооружения.
В современном мире оползневые процессы представляют угрозу как для безопасности людей, так и для сохранения надежности и долговечности строительных объектов. Предотвращением такой опасности служат инженерные решения по защите от склоновых процессов.
Термин «оползень» в данной работе представляет собой геологический процесс, итогом которого становится смещение горных пород, которые слагают массив, на более низкий уровень склона в виде скользящего движения. Оползень происходит в результате потери устойчивости склонов под воздействием подземных и поверхностных вод, влияния внутренних сил горных пород и т.п. [1].
Различия между видами оползней могут заключаться как в непосредственно механизме оползания, так и в составе слагающего материала. Также, оползень бывает выветрелым или трещиноватым [2].
Оползнем почвенного слоя называется явление, при котором в составе оползневой массы присутствуют обломки горных пород, а также минералы. Эта масса может быть однородной, сухой, водонасыщенной. Оползень почвенного слоя состоит из грубого материала или тонкозернистой массы.
Одна из причин возникновения оползня - это наличие склона. Изменение усилия, которое действует на горные породы склона, или же сопротивления этих пород происходит при переходе от устойчивого состояния к скольжению [3-4].
Также, появление оползней может быть тесно связано с деятельностью людей в следствие перемещения скальных и рыхлых пород, которые образуют склоны.
Согласно механизму смещения пород, можно выделить пять видов оползней: внезапного разжижения, сдвига, вязкопластические, гидродинамического разрушения, выдавливания.
Чтобы решить проблему разрушения слоев, в которых под верхним слоем грунта залегает глина, следует повысить устойчивость оползневого склона. В настоящее время существуют различные конструктивно-технологические решения, которые способствуют повышению устойчивости склонов.
При разработке проектной и рабочей документации противообвальных и противооползневых мероприятий необходимо учитывать возможность применения следующих процедур: закрепление грунтов; агролесомелиорация; устройство системы водоотвода; берегозащитные сооружения; изменение рельефа склона; устройство удерживающих сооружений; предотвращение эрозионных процессов; прочие мероприятия.
Однако применение подобных способов решения проблем технико-экономически оправдано, когда объемы обвальных процессов не превышают нескольких тысяч кубометров. В противном случае имеет смысл вынести объекты за пределы участка, на который воздействуют данные оползневые процессы. Существуют несколько условий использования основных и дополнительных сооружений и мер активной защиты [5-7].
Согласно [8] мероприятия по борьбе с оползнями в зависимости от причин, их образовавших: повышенный уклон, вспомогательные постоянные и динамические нагрузки, которые вызывают рекомбинацию сдвигающих и удерживающих сил - вертикальная планировка склона, механическое удерживание земляных масс, искусственные методы укрепления; поверхностные воды - стабилизация поверхностного стока на территории в совокупности с усилением растительностью; подземные воды - дренирование территории и тела оползня; выветривание - усиление склонов и откосов растительностью; комплекс разнообразных факторов - комплекс мероприятий, описанных выше в совокупности с ограниченным строительством зданий и сооружений; воды разнообразных водоемов и волновое воздействие - берегоукрепление, установка бун, волноломов, струенаправляющих дамб, выпрямление русел.
Распространённым решением являются габионы, состоящие из стального каркаса ячеистого типа с наполнителем в виде крупных камней. Достоинством такого сооружения является длительный срок службы, не менее 70-100 лет. Каркас устраивается контейнером в виде прочной сетки из проволоки двойного кручения. Ячейки такой клетки имеют форму правильного многоугольника, что обеспечивает прочность и надежность конструкции.
Наполнение выполняется из камней, значительно превышающих размеры ячеек. В крупных конструкциях возможно сегментирование на отсеки, препятствующие выпячиванию камней, имеющих большой вес. Преимуществом является то, что габион даже зимой сохраняет гибкость. При внешних воздействиях конструкция способна незначительно изменять свою форму, после чего возвращать её, в то время как бетонный монолит при аналогичных условиях раскалывается [9-13].
Другим решением проблемы оползней могут послужить подпорные стены, изготавливаемые из железобетона. Далее представлены их основные виды.
Обычные железобетонные стенки имеют как достоинства, так и ряд недостатков. При отсутствии локальных перенапряжений они удерживают оползневые массы, но
обладают малой сейсмоустойчивостью. Также основание подвержено деформации и обрушению при расположении на грунте, подверженном размыву. Изготовление таких стенок материало- и трудоёмко, что значительно повышает затраты.
Угловой вид таких стенок более устойчив за счет того, что они крепятся к грунту дополнительными анкерами. Также они менее материалоёмки, в отличии от обычных стенок.
Повысить прочность и надежность конструкции железобетонных стенок, а также обеспечить их более высокую устойчивость можно за счет применения для них свайного основания. Но это естественным образом повышает как сроки изготовления конструкции, так и потребность в материалах и ресурсах. Также, ввиду усложненного процесса возведения, появляется необходимость в развитой инфраструктуре доставки техники и материалов.
Дальнейшее повышение несущей способности таких стенок возможно при замене обычных свай в основании на буронабивные, что, впрочем, также способствует увеличению сроков изготовления и его стоимости.
На оползнях большой протяженности и достаточно крутых склонах может применяться следующее противооползневое сооружение. Расположенные в шахматном порядке буронабивные сваи, закрепленные ниже подвижной части грунта в более устойчивых слоях, имеют в нижней части склона ряд свай, связанных ростверком. По верху располагается георешётка, закреплённая на поверхности грунта нагелями или пластмассовыми крюками. Такое сооружение надежно, устойчиво на крутых склонах, позволяет равномерно распределять нагрузку. Но его применение весьма ситуативно [14].
Также существует решение по стабилизации оползня. Его основным преимуществом является упрощенное производство и изготовление, а также заметно сниженная материалоёмкость. Способ заключается в заглублении в грунт откоса или склона нескольких рядов свай, расположенных перпендикулярно по отношению друг к другу, а также в шахматном порядке. Этот метод позволяет надежно стабилизировать значительные объемы оползнеопасного грунта [15].
В статье были рассмотрены инженерные мероприятия по борьбе с оползнями, выявлены положительные и отрицательные стороны различных технологических решений. Так, основной фокус внимания при проектировании и строительстве должен быть направлен на стабилизацию склонов и предупреждение оползней. Воздействие оползневых процессов на склон должно быть сведено к минимуму, если не удается избежать его развития. Для этого необходимо производить детальные исследования и выполнять соответствующие мероприятия по стабилизации.
Литература
1. Мусаев В.К., Сущев С.П., Попов А.А., Федоров А.Л. Условия и причины образования оползней // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2007. №4.
2. Алексеев Н.А. Стихийные явления в природе: проявление, эффективность защиты. - М.: Мысль, 1988. - 254 с.
3. Добров Э.М. Обеспечение устойчивости склонов и откосов в дорожном строительстве с учетом ползучести грунтов. М., Транспорт, 1975, 216 с.
4. Дмитриева Н.В., Попов О.А., Степаненко Н.А. Анализ оползневых явлений и способы их предотвращений // EESJ. 2019. №4-3 (44).
5. Карданов Х.Х., Курбанов С.О. Исследование технологии возведения противооползневых сооружений комбинированных и биопозитивных конструкций. /Естественные и технические науки, №8, 2015.- с. 95-100.
6. Способ возведения противооползневого сооружения комбинированной конструкции / Курбанов С.О.,Карданов Х.Х
7. Еналдиева Мадина Анатольевна Инновационные технологии закрепления склонов горных и предгорных ландшафтов // Мелиорация и гидротехника. 2019. №1 (33).
8. СП 436.1325800.2018. Свод правил. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от оползней и обвалов. Правила проектирования // утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 5.12.2018 г. № 787/пр и введен в действие с 6.06.2019 г.
9. Патент РФ № 188394, дата приоритета 05.12.2018, дата публикации 10.04.2019, авторы: Преснов О.М. и Шкредова К.В.
10. Патент РФ № 188706, дата приоритета 18.12.2018, дата публикации 22.04.2019, авторы: Преснов О.М. и Высокинский Н.Д.
11. Патент РФ №191429, дата приоритета 29.04.2019, дата публикации 05.08.2019, авторы: Преснов О.М. и Кириченко П.С.
12. Патент РФ № 191771, дата приоритета 31.05.2019, дата публикации 21.08.2019, авторы: Преснов О.М. и Гавришина Д.О.
13. Патент РФ № 2704277, дата приоритета 07.05.2019, дата публикации 25.10.2019, авторы: Преснов О.М. и Абросимов С.Е.
14. Патент РФ №2436898 С2, дата приоритета 19.01.2010, дата публикации 20.12.2011, авторы: Смоляницкий Л.А
15. Патент РФ № 2645106 С1, дата приоритета 28.02.2017, дата публикации 16.05.2018, авторы: Преснов О.М. и Стороженко Н.Ю.
Landslide phenomena and its control
Presnov O.M. Filimendikova R.E. Zenkov S.A. Tyurbeeva D.V.
Siberian Federal University
In the modern world, landslide processes pose a threat both to the safety of people and to maintaining the reliability and durability
of construction projects. Engineering solutions for protection against slope processes serve to prevent such a danger. The work is devoted to the problem of landslide phenomena in the world. Technological solutions for strengthening earthworks, including landslide slopes, are considered. As a result of the work, both positive and negative characteristics of technologies were revealed. The most effective variant of measures to prevent landslides has been chosen. Output. The article considered engineering measures to combat landslides, identified the positive and negative aspects of various technological solutions. Thus, the main focus of attention in design and construction should be aimed at stabilizing slopes and preventing landslides. The impact of landslide processes on the slope should be minimized if its development cannot be avoided. To do this, it is necessary to carry out detailed studies and carry out appropriate stabilization measures. Keywords: foundations, gabions, retaining walls, foundations landslide phenomena, geomaterials, technological solutions, slope reinforcement, earthworks. References
1. Musaev V.K., Sushchev S.P., Popov A.A., Fedorov A.L. Conditions and causes of landslide formation // Construction mechanics
of engineering structures and structures. 2007. №4.
2. Alekseev N.A. Natural phenomena in nature: manifestation, effectiveness of protection. - M.: Mysl, 1988. - 254 p.
3. E.M. Dobrov. Ensuring the stability of slopes and slopes in road construction, taking into account the creep of soils. M., Transport,
1975, 216 p.
4. Dmitrieva N.V., Popov O.A., Stepanenko N.A. Analysis of landslide phenomena and ways to prevent them // EESJ. 2019. №4-
3 (44).
5. Kardanov H.H., Kurbanov S.O. Research of technology of construction of anti-landslide structures of combined and biopositive
structures. /Natural and technical Sciences, No. 8, 2015.- pp. 95-100.
6. The method of constructing a combined anti-landslide structure / Kurbanov S.O.,Kardanov H.X
7. Enaldieva Madina Anatolyevna Innovative technologies for fixing the slopes of mountain and foothill landscapes // Melioration
and hydraulic engineering. 2019. №1 (33).
8. SP 436.1325800.2018. A set of rules. Engineering protection of territories, buildings and structures from landslides and land-
slides. Design rules // approved by Order of the Ministry of Construction and Housing and Communal Services of the Russian Federation No. 787/pr dated 5.12.2018 and put into effect from 6.06.2019.
9. Patent of the Russian Federation № 188394, priority date 05.12.2018, publication date 10.04.2019, authors: Presnov O.M. and
Shkredova K.V.
10. Patent of the Russian Federation № 188706, date priority 18.12.2018, publication date 22.04.2019, authors: Presnov O.M. and Vysokinsky N.D.
11. Patent of the Russian Federation № 191429, priority date 29.04.2019, publication date 05.08.2019, authors: Presnov O.M. and
Kirichenko P.S.
12. Patent of the Russian Federation No 191771, priority date 31.05.2019, publication date 21.08.2019, authors: Presnov O.M. and Gavrishina D.O.
13. Patent of the Russian Federation № 2704277, priority date 07.05.2019, publication date 25.10.2019, authors: Presnov O.M. and Abrosimov S.E.
14. Patent of the Russian Federation № 2436898 C2, priority date 19.01.2010, publication date 20.12.2011, authors: Smolyanitsky
L.A.
15. Patent of the Russian Federation № 2645106 C1, priority date 28.02.2017, publication date 16.05.2018, authors: Presnov O.M.
and Storozhenko N.Y.
