Физико-геологические процессы и явления. Просадочные явления в лессовых породах оказывают большое влияние на строительство на данной территории (от девятой до одиннадцатой скважины)

Просадочные явления в лессовых породах оказывают большое влияние на строительство на данной территории (от девятой до одиннадцатой скважины). Лессовидные породы представлены суглинками или супесями. Среди них различают лес (первичное образование) и лессовидные суглинки или лессовидные супеси. Лессовидные породы обычно слоисты и могут содержать обломки различных пород. Для них характерны следующие особенности: способность сохранять вертикальные откосы в сухом состоянии, быстро размокать в воде, высокая пылеватость, невысокая природная влажность (до 15-17%); пористая структура (более 40%) с сетью крупных мелких пород, высокая карбонатность, засоление легко водарастворными солями.

Изменение влажности лессовых грунтов по сезонам года серьёзно сказывается на основных строительных свойствах – сжимаемости, просадочности и сопротивлении сдвигу.

Среди лессовых пород по характеру влияния на них увлажнения различают: набухающие, непросадочные, просадочные.

Просадочность – явление, характерное для многих лессовых пород. Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой. Форма опускания зависит от особенностей источника замачивания. При точечных источниках (провыв водопроводной сети, канализации и т.д.) образуются блюдцеобразные понижения. Инфильтрация воды через каналы приводит к продольным оседаниям поверхности. Площадные источники замачивания, в том числе и при поднятии уровня подземных вод, приводят к понижению поверхности на значительных территориях.

Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации, характер и размер которых определяется величинами просадок S_пр. Величина оседания поверхности может быть различной и колебаться от нескольких до десятков сантиметров, что зависит от особенностей замачивания толщи.

Структура лессовых пород по своей прочности не одинакова. В одних случаях она разрушается после водонасыщения и при одновременном приложение к ней нагрузки от объекта. Такие породы относятся к первому типу по просадочности, другие лессовые породы разрушаются уже при водонасыщении только под собственным весом. Это породы второго типа по просадочности.

В лессовых толах посадочными свойствами обладает только их верхняя часть. Толщина слоя просадочных пород колеблется от одного до тридцати метров. Для пород первого типа эта толщина в основном составляет 8-10м.

Вывод: при строительстве слой лессовидных просадочных супесей будет удален, поэтому опирание фундамента будет на нижележащий слой, который и будет служить основанием для возведения здания.

На участке строительства от девятой до десятой скважины оползни маловероятны, так как участок более или менее ровный. А на участке от десятой до одиннадцатой скважины возможны оползни, так как крутизна склона составляет 4^°36^'<8^°. Оползни — это скользящее смещение горных пород на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод.

Оползни — явление частое и свойственное склонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их.

Большой ущерб ежегодно приносят оползневые явления на берегах Черноморского побережья Кавказа, в долинах Волги и многих других рек и горных районов.

Внешний облик оползневых склонов имеет ряд признаков, по которым всегда можно установить, что склоны находятся в неустойчивом состоянии. Там, где происходит отрыв массы пород, образуется серия концентрических трещин, ориентированных вдоль склонов. Сползание пород приводит к бугристости склонов, особенно в их нижней части. За счет давления сползающих пород у подошвы склонов формируются валы выдавливания. Между валами и буфами при определенных условиях скапливаются поверхностные и подземные воды. Это вызывает заболоченность склонов. При активном сползании на склонах хорошо видны смешенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень часто внешним признаком оползней является так называемый «пьяный лес» и разорванные стволы деревьев. За счет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность, а иногда даже расщепляются. Аналогичным образом теряют вертикальность столбы телефонной связи и электролиний, заборы, стены. На ополз­невых склонах можно наблюдать разрушенные дома или здания со значительными трещинами. Характерной чертой этих трещин является наибольшее раскрытие в нижней части здания по склону.

Для возникновения и развития оползней необходимы некоторые определенные условия. Среди них наибольшее значение для склонов имеют: высота, крутизна и форма, геологическое строение, свойства пород, гидрогеологические условия.

При всех равных условиях крутые склоны более подвержены опол­зням, чем пологие. Так, установлено, что склоны с крутизной менее 15^◦ оползней не образуют, но склоны, образованные породами четвертичного периода подвержены оползням второго рода, если их крутизна более 8^◦. Оползни свойственны склонам выпуклой и нависающей конфигурации.

Большое влияние на развитие оползневых процессов оказывает геологическое строение и литологический состав пород склона. Наи­более часто оползни проявляются при залегании слоев с падением в сторону склона, например, оползни Черноморского побережья (Туапсе, Сочи). Типичными оползневыми породами следует считать различ­ные глинистые образования, для которых характерно свойство «пол­зучести». Такой процесс, например, происходит на склонах лессовых толщ. Подавляющее большинство оползней приурочено к выходам подземных вод.

Устойчивость склона (или степень устойчивости) определяется соотношением сил, стремящихся столкнуть массу пород вниз по склону, и сил, которые сопротивляются этому процессу. Сопротивление оползню оказывают сцепление и внутреннее трение пород. К сдвигающим силам относят вес массы породы, располо­женных на них зданий и со­оружений, гидростатичес­кие и гидродинамическое давление подземных вод.

Для того чтобы склон стал неустойчивым и земляные массы начали сползать, необходимо дополнительное воздействие. Сползание может возникнуть под действием природных процессов или от производст­венной деятельности человека.

Основными причинами оползней следует считать три группы про­цессов:

1. Процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками.

2. Процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физи­ко-механических свойств, слагающих склон пород за счет процессов выветривания, увлажнения подземными, дождевыми, талыми и хозяй­ственными водами, за счет выщелачивания водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с образованием в породе пустот (суффо­зия).

3. Процессы, создающие дополнительное давление на породы, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтрации воды в сторону склона; гидростатическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динамические нагрузки на склон; сейсмические явления.

Из вышеперечисленного видно, сколь многообразны условия и причины возникновения оползней. При этом следует помнить, что каждый случай образования оползня может быть связан одновременно с несколькими причинами.

Борьба с оползнями представляет сложную задачу. Это связано с многообразием причин, порождающих этот процесс.

Противооползневые мероприятия назначают с учетом активности оползня. Различают оползни действующие и недействующие.

Недействующие оползни движений не проявляют. Сползание про­изошло очень давно. Поверхность оползневого тела и следы смещения сглажены геологической деятельностью атмосферных вод. При подра­ботке такие склоны могут приходить в движение.

Действующие оползни требуют применения противооползневых мероприятий. Выбор того или иного мероприятия или комплекса мероприятий зависит от причины, которая порождает данный опол­зень.

Противооползневые мероприятия. Борьба с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Для успешного применения противооползневых ме­роприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий для оценки фактической степени устойчивости склона. Эти изыскания выполняют согласно СНиП 11.02—96.

Ю.П. Правдивей (1998) отмечает, что для успешной реализации противооползневых мероприятий необходима разработка вопросов специальной стратегии и тактики. К первым относят:

• установление природы возможных форм нарушения устойчиво­сти склона и разработка рациональных расчетных схем;

• количественная оценка (иногда с некоторым приближением)

степени устойчивости склона (определение коэффициента устойчиво­сти — запаса);

• выявление наиболее эффективных путей повышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;

• проектирование откосов с наперед заданной степенью устойчи­вости.

Выводы и рекомендации