Укрепление склонов: Система укрепления крутых склонов

Система укрепления крутых склонов

Преимущества системы укрепления крутых склонов

Склоны являются широко распространенной географической особенностью. Они могут располагаться где угодно со степенью крутизны от низменностей до ультра крутых горных. Как правило, практически весь спектр этих особенностей местности можно обнаружить на строительных участках.

При строительстве дорожных трасс и зданий относительно плоские участки земли являются предпочтительными. Эти области конструируются с помощью выкапывания или заполнения ям почвой, что часто оставляет значительные изменения по краям котлована.

Армирование крутых склонов является экономически эффективным средством для достижения более высоких оценок надежности, чем это возможно с обычными неукрепленными.

Геосинтетические укрепленные крутые склоны являются почвенными структурами, смоделированными при угле наклона лицевой стороны вверх до высоты 80° от горизонтали. Обычные неармированные склоны ограничиваются углом наклона лицевой стороны примерно до 30 градусов, или меньше, в зависимости от угла естественного откоса наклона почвы.

Подробная информация о системах укрепления

Как и обычные почвенные склоны, укрепленные склоны сконструированы посредством уплотнения грунтовых слоев, в то время как лицевая сторона находится под углом. Вследствие чего лицевая сторона защищена от эрозии. Дополнительные геосинтетические элементы включаются в укрепленные крутые склоны, чтобы облегчить дренаж, свести к минимуму просачивание грунтовых вод и обеспечить стабильность более крутого наклона и эрозионную стойкость облицовки. Ниже приведены подробные компоненты геосинтетических материалов, усиливающих системы укрепления крутых склонов:

• Фундамент — твердая почва или основа, на которой конструируется склон. Устойчивость подразумевается под твердым основанием.
• Почвенный остаток – это та часть почвы, которая остается на месте за пределами раскопа.
• Закрытый дренаж — геосинтетический дренаж устанавливается на границах зоны армированной почвы для контроля и сбора просачивающихся грунтовых вод.
• Армированная почва — почва, находящаяся в уложенном слое, прилегающему к почвенному остатку и включающая в себя горизонтальные армирующие слои, что создает наклонную структуру.
• Укрепление – геосинтетики, полимерная геосетка или дренажный геотекстиль с достаточной прочностью и почвенно-совместимыми модулями, расположенными по горизонтали в пределах склона, обеспечивают крепость на растяжение, чтобы противостоять неустойчивости.
• Защитное покрытие – покрытие, устойчивое к эрозии, которое наносят на готовую поверхность склона.

Геоматериалы для укрепления склона

Склон — это очень проблемное место, которое может разрушиться если вовремя не принять меры, например: от дождя,  тающего снега или от ветра, который может уничтожить верхний слой почвы. И в первую очередь, что необходимо сделать, это позвать специалиста, который обследует участок и предоставит целую карту возможных проблем. Одна из самых основных проблем – это рельеф, чем выше угол, тем больше вероятность оползней, когда весной начинает таить снег.

Методов укрепления достаточно много, но невозможно с уверенностью сказать, что какой-нибудь из них гораздо лучше. Тут много зависит от угла, под которым находится ваше место, и от типа грунта.

Наиболее простой метод укрепления склонов, это посадка растений с сильной корневой системой, когда трава разрастается, то своими корнями скрепляет грунт и не дает ему двигаться вниз. Но этот метод, подойдет для склонов, не превышающих угол наклона 10°. Если склон больше 10 градусов, то для его укрепления нужны надежные геоматериалы:

• Геотекстиль — обладает наиболее высокой прочностью на сдвиг, что определяет его полезность при армировании склонов. Текстиль легко раскатывается и обеспечивает покрытие большой площади участка. Материал полезен при борьбе с эрозией и оползнями, помогает увеличить степень возможных механических нагрузок на поверхность грунта. Геотекстиль прочный водонепроницаемый, помогает избежать смещение слоев грунта при сходе воды и снега. Применение материалов данной категории актуально для укрепления склонов с кривизной до 60 градусов.

• Геоматы — обеспечивают эффективную борьбу с эрозией или оползанием. Обладающие полимерной основой геоматы отлично подходят для сочетания с естественными методами фиксации склонов. Благодаря водопроницаемости они не препятствуют росту травы, а переплетение корней и геоматов формирует систему, которая защищает склон от эрозии, вымывания, выветривания и оползней. Геоматы возможно наполнять не только семенами трав и растений, но и битумом, щебнем. Этот материал подойдет для использования на откосах с уклоном до 70 градусов.
• Геосетка — чаще всего для укрепления склонов применяется сетка из стекловолокна или полиэфирных нитей. Она довольно жесткая, не боится высоких деформационных нагрузок, просто закрепляется к поверхности склона. Данный материал подойдет для армирования откосов с крутизной до 70 градусов.
• Объемная георешетка — подойдет для укрепления откосов с различным уровнем кривизны. После растягивания и фиксации на местности ее ячейки наполняют щебнем, торфом или иными проницаемыми материалами. Георешетка благополучно справляется с эрозией оврагов, склоны становятся наиболее устойчивыми, останавливается их осыпание. Высота конструкции варьируется от 5 до 30 см, в зависимости от сложности рельефа местности, нагрузки на склон.
• Биоматы — используется для стремительного и эффективного развития растительного покрова. Биоразлагаемая основа, создающая подходящие условия для прорастания природного каркаса из трав и кустарников. Они представляют собой нетканое – иглопробивное либо нитепрошивное основание из растительных волокон (соломы, кокосового волокна или их смеси), усиленных полипропиленовой или джутовой нитью. Полотно хорошо оберегает посадки от дождя и ветра. А разложение естественных волокон материала содействует удобрению почвы. Создание естественных преград на дороге осыпания и расползания пластов земли производится на склонах до 45 градусов.

Если уклон не превышает 30°, возможно просто выбрать подходящие растения, способные оказывать сопротивление смещению слоев земли в вертикальной и горизонтальной плоскости. При наиболее активном перепаде высот обычно применяют комбинированные способы. К примеру, при угле наклона в 45 градусов насыпи необходимо сперва обнести габионами, а потом использовать георешетку в верхней части холма, на основе искусственной опоры.

 

 

Укрепление склона от сползания на участке: современные методы

Содержание статьи

• 1 Промышленные методы
  • 1.1 Изменение профиля существующего рельефа
  • 1.2 Регулирование гидрогеологической обстановки
  • 1.3 Агролесомелиорация
  • 1.4 Улучшение прочностных свойств грунтов
  • 1.5 Устройство удерживающих сооружений
    • 1.5.1 Подпорные стены
    • 1.5.2 Свайные конструкции
    • 1.5.3 Геотекстиль, геосетки и георешетки
    • 1.5.4 Габионы
• 2 Народные методы
  • 2.1 Высаживание кустарников и деревьев
  • 2.2 Устройство террас
  • 2.3 Подпорные стенки
  • 2.4 Геополимерные материалы
  • 2.5 Мероприятия по отводу поверхностных вод

Строительство различных объектов часто приходится вести на участках, имеющих сложный рельеф с выраженными уклонами. В таких случаях, с целью предотвращения сползания массивов грунта, применяют специальные противооползневые мероприятия. При этом способы, с помощью которых производят укрепление склонов, в зависимости от разновидности постройки и сложности ситуации можно разделить на два вида: промышленные методы и народные методы.

Промышленные методы

При строительстве крупных, ответственных объектов в сложных условиях используется усиление грунтов с помощью следующих мероприятий:

• изменение профиля существующего рельефа для повышения стабильности состояния склонов;
• регулирование  гидрогеологической обстановки;
• агролесомелиорация;
•  улучшение прочностных свойств грунтов;
• устройство сооружений удерживающего характера.

Выбор метода зависит от условий конкретного участка, на котором ведется строительство: вида объекта, его назначения, размеров и этажности, величины уклона, уровня грунтовых вод, типа и  характеристик грунтов. Перед тем, как осуществлять мероприятия по укреплению склонов на участке, производят инженерно-геологические, инженерно-гидрологические, геодезические изыскания, позволяющие определить все факторы, влияющие на выбор того или иного способа.

Важно! Укрепление склона от сползания осуществляется на основании требований СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов», СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» и других нормативных документов, действующих на территории РФ.

Изменение профиля существующего рельефа

Профиль существующего рельефа изменяют несколькими способами: террасированием, удалением нестабильного грунта и его заменой, устройством в нижней зоне уклона специального упорного контрбанкета, предотвращающего сползание грунта.

С помощью террасирования снижается крутизна уклона, ему придается более устойчивая форма. Террасы устраивают обычно на границах пластов грунта с разными характеристиками и на участках с просачиванием грунтовых вод на поверхность. Ширину террас и высоту перепадов между ними определяют расчетом. Устройство террас сопровождается комплексом мероприятий по водоотведению.

Удаление и замена нестабильного грунта производится в случае, когда все остальные способы крепления склонов признаны нецелесообразными и экономически неэффективными.

Устройство контрбанкета осуществляется на основании предварительных расчетов, которыми определяются размеры и форма упорного сооружения из грунта, плотность его укладки и схема отвода поверхностных вод.

1 — поверхность склона; 2 — контрбанкет; 3 — поверхность скольжения; 4 — номера расчётных отсеков, на которые условно разбивается оползневый массив.

Регулирование гидрогеологической обстановки

Регулирование гидрогеологической обстановки включает следующие мероприятия:

• регулирование движения поверхностных вод, образующихся в результате осадков или таяния снега;
• предотвращение просачивания воды вглубь грунта, которая способна вызывать эрозионные процессы и возникновение оползней;
• понижение существующего уровня грунтовых вод.

В целях регулирования движения поверхностных вод осуществляется вертикальная планировка рельефа местности на участке строительства, устройство специальных водоотводов и ливневой канализации для удаления вод за пределы территории строительства.

Для предотвращения просачивания вод вглубь массива грунта необходимо тщательно следить за возможными утечками из промышленных и хозяйственно-бытовых водопроводов, расположенных вблизи опасных склонов, и вовремя их устранять. Также в этих целях должны быть исключены такие явления, как скопление дождевой и талой воды в котлованах и траншеях во время строительства.

Понижение существующего уровня грунтовых вод осуществляется с помощью следующих мероприятий:

• устройство дренажных траншей и канав;
• устройство дренажей трубчатого типа;
• устройство пластовых дренажей;
• устройство водопонижающих скважин.

Агролесомелиорация

Укрепление склонов с помощью агролесомелиорации заключается в высаживании деревьев и кустарников, разветвленная корневая система которых, подобно армированию железобетонных конструкций, способствует укреплению грунта на склоне. Посадка деревьев и кустарников сочетается также с посевом многолетних трав, которые закрепляют верхний слой грунта. Агролесомелиорация допускается для укрепления склонов крутизной до 35°, подбор пород деревьев и кустарников осуществляется с учетом климатических условий региона строительства.

Улучшение прочностных свойств грунтов

Укрепление грунтов – способ, предусматривающий введение в естественный массив грунта специальных агентов, изменяющих его свойства и улучшающих характеристики прочности и устойчивости. Укрепление грунтов осуществляется с помощью следующих методов: цементации, битумизации, силикатизации, смолизации, электрохимического и термического закрепления.

Цементация заключается в процессе нагнетания в массив грунта водного раствора цемента через специальные скважины-инжекторы. В результате цементный раствор проникает в поры грунтового массива и при последующем затвердевании способствует значительному увеличению прочности, устойчивости и водонепроницаемости грунтов. Технология цементации может использоваться только для крупнообломочных грунтов и песков средней и крупной фракции.

Методы битумизации, силикатизации, смолизации осуществляется по такому же принципу инъецирования в массив грунта жидкой субстанции расплавленного битума или битумной эмульсии в холодном виде, жидкого стекла, синтетической смолы, которые также проникают в поры грунта, повышая после отвердевания его прочностные свойства.

Метод термохимического закрепления состоит в том, что в массив грунта в определенном порядке погружают полые электроды – аноды и катоды, и пропускают по ним постоянный электрический ток. При этом вода, находящаяся в порах грунта, начинает двигаться к катодам и откачивается через них. А через аноды в грунт закачиваются специальные солевые растворы или жидкое стекло, насыщающие грунт и способствующие образованию более плотных и прочных структур. Применяется для укрепления песчаных, илистых и глинистых грунтов.

Термический метод заключается в обжиге грунтов под воздействием высокой температуры. Обжиг производится с помощью нагнетания в пробуренные скважины горячего воздуха или сжиганием в них нефтепродуктов. В результате происходят структурные изменения связей между частицами грунта, повышающие его прочность и устойчивость. Используется для укрепления глинистых, лессовых грунтов с высокой пористостью и просадочностью.

Устройство удерживающих сооружений

Для предотвращения оползневых явлений используются следующие удерживающие сооружения и материалы:

• подпорные стены;
• свайные конструкции;
• геотекстиль, геосетки и георешетки;
• габионы.

Подпорные стены

Подпорные стены используют для удержания слоев грунта определенной толщины с установленными поверхностями скольжения, по которым возможно сползание грунтовых масс. Подпорные стены могут возводиться из различных материалов – камня или кирпича, бутобетона, бетона и железобетона, мелкоразмерных блоков. Конструкция и конфигурация подпорных стен определяются проектом. При их сооружении важно, чтобы фундамент конструкции был расположен в слое стабильного грунта.

В сложных случаях, когда необходимо устроить защитную преграду на глубину более 4 метров, используют способ «стена в грунте». С помощью землеройной техники осуществляют выборку грунта на большую глубину и заполняют полости монолитным железобетоном, сборными бетонными изделиями или смесью глинистого грунта с цементом. Стену в грунте также можно создать из буронабивных свай.

Свайные конструкции

В случае, когда слой неустойчивого грунта имеет большую толщину, используются удерживающие конструкции из свай. Обычно применяются буронабивные сваи, которыми прорезают массив грунта на нужную глубину. Количество, величину заглубления, расположение свай определяют проектом. В определенных случаях могут использоваться предварительно изготовленные сваи – железобетонные, стальные, деревянные методом забивки, вдавливания, вибропогружения, завинчивания. В каждом случае оценивается опасность динамического воздействия способа погружения на устойчивость массива грунта и на близкорасположенные постройки или инженерные коммуникации.

Сплошное удерживающее сооружение из свай называется шпунтом или шпунтовым рядом. Свайные конструкции могут комбинироваться с подпорными стенками.

Часто для возведения подпорных стенок (особенно при берегоукреплении и укреплении откосов котлованов) применяют Шпунт Ларсена.

Подпорная стена из Шпунта Ларсена.

Геотекстиль, геосетки и георешетки

Один из способов укрепления склонов – армирование с помощью следующих материалов:

• геотекстиль – это нетканый материал, который изготавливается из синтетического волокна иглопробивным методом;
• геосетка изготавливается из полиэфирных волокон, пропитанных битумом, которые сплетают между собой, образуя полотно с прямоугольными ячейками;
• геоматы производятся из полипропиленовых волокон, сплетенных между собой в произвольном порядке, в результате чего материал образует пространственную структуру;
• георешетка имеет более сложную структуру в виде ячеек, сформированных из полос плотного полимерного материала – полиэтилена, полипропилена или полиэфирной ткани. Ячейки георешетки заполняют грунтом, песком или щебнем.

Все эти материалы обладают высокой прочностью на растяжение, стойкостью к перепадам температуры, воздействию влаги, агрессивных химических веществ, вредных микроорганизмов.

Укрепление склона георешеткой.

Укрепление склонов с помощью геополимерных материалов производится схожим образом. Полотна укладывают на выровненное основание склона, закрепляют между собой и к грунту с помощью металлических анкеров, потом засыпают слоем щебня или гравия, затем слоем плодородного грунта. В завершение накрывают слоем дерна или плитки, предусмотренной проектом благоустройства территории. Армирование геополимерными материалами может применяться для крутых склонов, имеющих уклон до 60—70°, в комплексе с агролесомелиоративными мероприятиями, когда корни высаженных деревьев и кустарников проникают через полотна и дополнительно укрепляют косогоры.

Габионы

Габионные конструкции для укрепления склонов сооружаются с помощью стальной сетки с шестиугольными ячейками из проволоки двойного кручения, придающей особую прочность габионам. Из проволоки создают объемы прямоугольной формы, которые заполняют мелким и крупным камнем твердых и прочных горных пород. Габионы сооружают в местах, наиболее подверженных опасности схода оползней – на перепадах высот и в нижней части склонов.

Народные методы

Народные методы используются для укрепления склонов на участках застройки частных жилых домов и дач. При этом в большинстве случаев применяются те же промышленные мероприятия, только более упрощенные для того, чтобы их можно осуществить.

Высаживание кустарников и деревьев

При укреплении склонов с помощью высаживания деревьев и кустарников следует иметь ввиду, что на этих участках будет невозможно культивирование огородных культур. Поэтому склоны, на которых предполагается устройство грядок для овощей, лучше всего укреплять террасированием.

Устройство террас

На склоне, предназначенном для выращивания овощей, достаточно нарезать террасы шириной 1,5—2 м, что достаточно для устройства грядок. При этом, чем круче уклон, тем более узкими придется делать террасы. Оптимальный перепад высот – 500—600 мм, уступы можно укрепить деревянными досками, набитыми на колья, вбитые в землю, или соорудить подпорные стенки из камня, бревна и других подручных материалов.

Подпорные стенки

Подпорные стенки, предназначенные для укрепления террас или сооружаемые в местах больших перепадов на ландшафте участка, лучше всего возвести из природного камня – сланца, известняка, песчаника и т.п. – сухим способом, то есть без использования цементного раствора. В швы между камнями можно высадить семена многолетних растений, которые в дальнейшем придадут особый колорит ландшафту участка.

Геополимерные материалы

Для армирования грунта на склонах дачного участка вполне можно использовать геотекстиль, сетки, маты, георешетки, так как укрепление склонов с помощью геополимерных материалов не представляет затруднений даже для непрофессионалов. Эти мероприятия лучше выполнять в комплексе с другими методами – террасированием, устройством подпорных стенок и высаживанием деревьев и кустарников.

Мероприятия по отводу поверхностных вод

Большое внимание следует уделить отводу поверхностных вод с участка, так как под воздействием воды чаще всего происходит размывание склонов. Для отвода поверхностных вод используют все способы устройства дренажных сооружений – траншеи, трубный дренаж, лотки, с помощью которых отводят дождевые и талые воды за пределы участка.

 

Методы стабилизации откосов: классификация и строительство

🕑 Время чтения: 1 минута

Проекты гражданского и горного строительства обычно включают тяжелые работы по сносу и земляным работам, которые приводят к образованию откосов из выкопанных пород. Очень важно поддерживать устойчивость этих откосов до конца расчетного срока службы для успешной реализации проекта. Следовательно, выбор площадки должен быть таким, чтобы ориентация плоскостей стыков/пластов была благоприятной для стабильной выемки.

Хорошо осмотренный и тщательно изученный участок может снизить стоимость стабилизации. Кроме того, место для раскопок следует выбирать таким образом, чтобы геологическая формация плоскостей напластования отклонялась от плоскости выемки.

Откосы, вырытые для проекта автомагистрали

Существует множество сценариев, когда выбор участка не может быть сделан только на основе геологических формаций из-за определенных технических требований. В этих случаях следует использовать методы стабилизации откосов для повышения устойчивости откосов.

Содержание:

• 1. Методы стабилизации наклона и классификация
  • 1,1 Геометрические методы
  • 1.2 Гидрологические методы
  • 1.3 Химические и механические методы
• 2.3.
• 3. Стратегии стабилизации для уменьшения разрушения склона
• Часто задаваемые вопросы

1. Методы стабилизации склона и классификация

Наиболее часто используемые методы стабилизации откосов подразделяются на следующие категории:

1. Геометрические методы: Применение геометрических методов приводит к изменению геометрии откоса.

2. Гидрологические методы: Принятие гидрологических методов снижает содержание воды в почве/горных породах за счет уменьшения уровня грунтовых вод.

3. Химические и механические методы: Методы химической и механической стабилизации увеличивают прочность на сдвиг критической плоскости грунта/горной массы внешними средствами. Кроме того, прочность откоса на сдвиг также может быть увеличена за счет минимизации внешних сил, вызывающих разрушение откоса.

1.1 Геометрические методы

Стабилизация склона с использованием геометрических методов может быть достигнута путем:

1. Выравнивания склона
2. Устранения части грунта/скальной породы плоскости
3. Строительство напорных берм на подошве склона и, таким образом, обеспечение дополнительной защиты от опрокидывания
4. Замена соскользнувшего материала самодренирующими материалами и, следовательно, снижение давления поровой воды
5. Путем повторного уплотнения осыпи для обеспечения большей устойчивости к нагрузкам

1.

2 Гидрологические методы

Стабилизация откосов с помощью гидрологических методов может быть достигнута путем:

1. Установка поверхностных и подземных дренажных труб и, следовательно, снижение порового давления воды Использование перевернутых фильтров
2. Использование термических методов, таких как замораживание и нагревание грунта

1.3 Химические и механические методы

Стабилизация откосов с использованием химических и механических методов может быть достигнута путем:

1. Использованием цементного раствора для повышения сопротивления сдвигу откоса
2. Сооружением сдерживающих конструкций, таких как бетонные гравитационные или консольные стены
3. Строительство габионных конструкций, стенок детских кроваток, и насыпных свай для обеспечения сопротивления опрокидыванию
4. Строительство известняковых и цементных колонн
5. Установка грунтовых анкеров, анкерных болтов, корневых свай и т. д. для обеспечения эффективного натяжения каменных блоков
6. Путем посадки кустарников и трав для уменьшения эрозии почвы

2.

Строительные методы стабилизации откосов

Методы стабилизации откосов подразделяются на три группы:

i) Усиливающая опора: Включает анкерные болты, дюбели, крепёжные стены

ii) Удаление неустойчивой породы: включает такие методы, как изменение уклона, резка и т. д.

iii) Защита: включает строительство канав, сетки, заграждений, предупредительных ограждений, каменных навесов , туннели и т. д.

2.1 Укрепляющая опора скальной породы

Укрепляющая опора скальной породы включает в себя применение внешних элементов для укрепления породы во избежание разрушения.

2.1.1 Анкеры и анкеры

Наиболее полезными опорами являются анкеры и анкеры, поскольку они защищают блоки породы от соскальзывания с плоскостей разрыва.

Механизм установки анкерных болтов и анкеров определяет их эффективную сжимающую способность. Самый эффективный способ установки анкерных болтов – это их фиксация перпендикулярно стыкам, чтобы неровности стыков были легко захвачены.

В случае трещиноватого каменного склона анкеры и анкеры используются в сочетании с бетонными стенами для закрытия участков трещиноватой породы.

Анкерные болты, установленные для повышения устойчивости откоса

2.1.2 Стальные стержни

Стальные стержни, также известные как дюбели, устанавливаются и заливаются цементным раствором в скальный массив в качестве армирования.

Различие между анкерными болтами и стальными стержнями заключается в способах их установки, поскольку анкерные болты подвергаются нагрузке во время установки, а стальные стержни — нет.

2.1.3 Торкретбетон

Мелкие заполнители и строительный раствор являются основными составляющими торкретбетона. Как правило, торкретбетон наносится пневматическим способом и укладывается слоем от 50 до 100 мм.

Нанесение слоя набрызг-бетона на поверхность скалы может защитить зоны или слои сильнотрещиноватой породы. Кроме того, торкрет-бетон также предотвращает падение небольших блоков породы. Таким образом, процесс прогрессирующего разрушения с образованием больших нестабильных выступов на забое уменьшается. Хотя его основной функцией является защита поверхности, торкрет-бетон также обеспечивает некоторую поддержку от скольжения всего склона.

Набрызг-бетон повышает прочность откосов на растяжение и сдвиг, тем самым снижая вероятность обрушения откосов.

Набрызг-бетон для стабилизации откосов

2.1.4 Заливка раствором

Заливка – это метод введения жидкого раствора в горную массу для замены воздуха или воды, присутствующих в ее трещинах и трещинах. Затирка состоит из смеси цемента и воды. Однако вместо цемента можно использовать песок, глину, каменную муку, летучую золу и другие подобные материалы. В результате снижается стоимость стабилизационных работ, особенно там, где щели и трещины имеют большой объем.

Если в поверхности склона имеется полость, можно построить бетонный контрфорс, чтобы избежать камнепадов и поддержать выступ.

3.

Стратегии стабилизации для уменьшения обрушения откосов

Целью стабилизации откосов является снижение риска обрушения откосов для повышения общественной безопасности. Некоторые стандартные методы стабилизации, используемые на практике для повышения общественной безопасности, перечислены ниже:

1. Выравнивание откоса вскрышных пород
2. Резка блоков неустойчивой породы
3. Очистка сыпучих материалов/блоков
4. Установка дренажных труб и дренажных отверстий
5. Использование дюбелей
6. Установка анкерных болтов для предотвращения движения вдоль разрывных швов
каменные стены с водосточными желобами
7. Устройство камнеулавливающих канав у подножия склонов
8. Установка камнеулавливающих ограждений/стен вдоль склона, чтобы сделать прилегающие территории безопасными для общественного пользования
9. Предоставление подвесных цепей или паутины для замедления опрокидывания блоков
10. Предоставление свободно висящей сетчатой ​​сетки для направления свободных кусков породы, чтобы они падали только вблизи подошвы склона
11. Строительство берм/скамеек для сбора камнепадов
12. Предоставление сетки, закрепленной болтами и торкретированные для защиты рыхлых образований
13. Строительство барьеров от камнепадов (габионы и бетонные блоки, барьеры из армированного грунта и т. д.) у подошвы откосов
14. Строительство и сооружение каменных навесов и тоннелей
15. Предупреждающие сигналы в местах камнепада

Сетка, закрепленная болтами для удержания падающих каменных блоков Сигналы предупреждения в местах камнепадов Бетонные стены с дренажными отверстиями

Часто задаваемые вопросы

Какие существуют активные и пассивные методы стабилизации откосов?

Методы стабилизации, такие как анкерные болты и анкеры, позволяют избежать отрыва каменных блоков от их исходного положения. По этой причине они признаны активными процедурами.
Стены, рвы, заграждения, скальные навесы и туннели являются пассивными методами, так как они не мешают процессу отрыва горных пород.

Какие условия необходимы для выбора метода стабилизации?

Условия для выбора метода стабилизации:
1. Геотехнические требования (геология, свойства породы/почвы, грунтовые воды и анализ устойчивости)
2. Требования к строительству (типы строительного оборудования, доступ к строительной площадке, строительство расходы и т. д.)
3. Экологические требования (удаление мусора, эстетика и т. д.)
Выбор зависит от требуемого уровня стабилизации, расчетного срока службы и сопутствующих затрат. Предварительные затраты повлияют и на выбор метода стабилизации, что обеспечит его эффективность на более длительный срок.

Подробнее:

Как улучшить качество и устойчивость породы? [PDF]

Каковы причины обрушения склона?

Неисправности при проходке тоннелей – причины и способы устранения [PDF]

FHWA – Центр местной помощи

Предыдущая глава « Содержание » Следующая глава

• Масштабирование
  • Ручной скалер
  • Механическое масштабирование
  • Пескоструйная очистка

Армирующие системы

• Внутренняя стабилизация
  • Скальные анкеры
  • Склеивание горных пород
• Внешняя стабилизация
  • Торкрет-бетон

Дренажные системы

Во многих случаях инженерные откосы требуют стабилизации, чтобы обеспечить их долгосрочную жизнеспособность и уменьшить локальное разрушение склона (включая эрозию и камнепад). Вообще говоря, Наиболее эффективная стратегия — предотвратить сбой в источнике посредством стабилизации, а не устанавливать конструкции для защиты от них в будущем.

Существует множество методов стабилизации каменного склона. К ним относятся изменение геометрия склона, установка дренажа, добавление армирования или использование их комбинаций методы. В таблице 8 представлен обзор общих процедур стабилизации. Более подробный обсуждение каждого включено в этот раздел.

Изменение геометрии склона

Эти методы изменяют конфигурацию склона путем удаления камня и/или почвы.

Зачистка

Зачистка – это процесс удаления незакрепленного или потенциально нестабильного материала (или небольшого участка склона), который может сместить или повлиять на траекторию падающей породы, создав точку запуска для материалов, падающих сверху. Это достигается ручным или механическим масштабированием или небольшими взрывными операциями, называемыми обрезкой. взрывные работы. Масштабирование эффективно на естественных и недавно вырытых склонах и выполняется в качестве периодического обслуживания для любые склоны, которые представляют потенциальную опасность камнепадов для проезжей части.

Масштабирование используется для изменения формы склонов, стабилизации существующих склонов и смягчения последствий камнепада. Для новых строительство, масштабирование должно быть завершено сразу после первоначального строительства склона и периодически после этого удалить все разрыхленные камни. Ручной масштаб на существующих склонах может потребоваться на более регулярной основе. основе, в зависимости от конструкции и состояния скального забоя.

В качестве меры стабилизации или смягчения последствий масштабирование обычно эффективно в течение периода от двух до десяти лет, в зависимости от условий на площадке, поэтому это не считается постоянной мерой по смягчению последствий. Однако это относительно недорого и служит эффективной краткосрочной стратегией. Потому что это усиливает безопасности объекта, его обычно включают в другие мероприятия по смягчению последствий, такие как выемка новой породы, арматура или драпированная сетка.

Из-за очевидной опасности падающих обломков дороги обычно полностью перекрывают во время операции масштабирования. В некоторых случаях можно принять временные меры, такие как драпированная сетка, подвешенная к крану. используется во время движения транспорта, но такие случаи редки. Временные барьеры (включая бетонные барьеры из трикотажа, заборы из проволочной сетки, связанные или ограниченные тюки сена и земляные бермы) часто используются для защиты поверхности проезжей части, водоемов, зданий или других важных объектов. черты от камнепада.

В большинстве случаев инженеры указывают участки, требующие масштабирования, на планах проезжей части. В любом случае, операции масштабирования должны наблюдаться и тщательно контролироваться, чтобы предотвратить создание неподдерживаемых или слишком крутые склоны. Это особенно актуально при использовании тяжелой землеройной техники.

Таблица 8. Обзор процедур стабилизации и их ограничения.

Меры по смягчению последствий	Описание/назначение	Ограничения
Изменение геометрии наклона
Ручной/механический скалер	Используется для удаления рыхлой породы со склона с помощью ручных инструментов и/или механического оборудования. Обычно используется в в сочетании с другими методами стабилизации.	Временная мера, которую обычно необходимо повторять каждые 2–10 лет, так как поверхность склона продолжает деградировать.
Пескоструйная очистка	Используется для удаления нависающих граней и выступающих ручек, а также для изменения угла наклона для улучшения камнепад устойчивость траектории и склона.	Возможные проблемы с полосой отвода, сдерживание мусора, трудности с бурением, подрыв или потеря из поддерживать по ключевому блоку удаление (блоки, которые оказывают основное влияние на стабильность других блоков).
Усиление
Внутренняя стабилизация
Анкерные болты	Натянутые стальные стержни, используемые для увеличения силы трения и сопротивления сдвигу вдоль разрывы и потенциальные поверхности отказа. Применяется в шаблоне или в определенном блоке.	Менее подходит для склонов, состоящих из небольших блоков. Требует хорошего доступа к склону. Видимые концы болтов и шестигранные гайки возможно, потребуется покрыть торкрет-бетон для улучшения эстетика.
Скальные дюбели	Ненапряженные стальные стержни, установленные для увеличения сопротивления сдвигу и усиления блока. Увеличивать нормальный- сила трения, как только происходит движение блока. Менее заметны, чем каменные болты.	Пассивная система поддержки требует перемещения блока для создания натяжения болта. Требует хороший доступ к склону. Видимые концы болтов, возможно, придется закрыть.
Срезные штифты	Обеспечьте опору на сдвиг на передней кромке падающего скального блока или плиты с помощью залитых раствором стальных стержней. Может легко быть смешанным с окружающей породой цветной бетон.	Вокруг стержней требуется монолитный бетон для контакта с передним краем блока. Требуется хороший доступ к склон.
Смола для инъекций/эпоксидная смола	Смола/эпоксидная смола, закачиваемая в горную массу через скважину; путешествует по суставам, чтобы добавить сцепления разрывы. Уменьшает количество анкерных болтов или дюбелей, необходимых на склоне скалы. Отлично подходит для эстетика как его нельзя увидеть.	Отверстия в швах должны быть больше 2 мм (1/16 дюйма) для миграции продукта. На склонах с излишний влаги, продукт расширится и обеспечит небольшое увеличение сцепления. Не следует использовать в качестве единственной смягчающей меры на скальном склоне.
Внешняя стабилизация
Торкрет-бетон	Бетон, наносимый пневматическим способом, требующий высокой скорости и правильного нанесения для консолидации. В основном используется чтобы остановить текущую потерю опоры, вызванную эрозией и растрескиванием. Добавляет небольшое количество структурных Поддержка для небольшие блоки. Скульптурный и/или цветной торкретбетон можно использовать для улучшения внешнего вида и для покрытия камня. болты и дюбели. Должен быть установлен дренаж.	Уменьшает дренаж склона. Может быть неприглядным, если не скульптурный или цветной. Проволочная сетка или волокно подкрепление необходимый для предотвращения растрескивания. Должна наноситься минимальной толщиной 50 мм (2 дюйма) для защиты от замерзания/оттаивания. Качество и долговечность очень зависит от навыков форсунки.
Дренаж
Водостоки	Уменьшите давление воды в пределах склона, используя горизонтальные дренажи или штольни. Обычно используется в сочетании с другие элементы дизайна. Хорош для эстетика, потому что дренажи редко видны.	Трудно количественно оценить потребность и проверить достигнутые улучшения. Потребуется периодическая чистка поддерживать дренаж воды.

Ручное масштабирование

Ручное масштабирование является наиболее распространенным и недорогим методом масштабирования. Рабочие спускаются с вершины склона или работайте с помощью крана или подъемной корзины и используйте стальные монтировки или подушки безопасности (также известные как пневматические подушки) для удаления разрыхленных камней. В большинстве случаев несколько рабочих взбираются по склону одновременно. Ручное масштабирование эффективен на небольших участках, доступных для рабочих и имеющих не слишком большие камни, чтобы их можно было удален вручную.

Компании, занимающиеся скалолазанием, обычно предоставляют собственное оборудование, включая веревки для спуска, привязи, монтировки, подушки безопасности, воздушные компрессоры и оборудование для обеспечения безопасности. Если доступ с проезжей части невозможен, вертолет может использоваться для транспортировки скейлеров в область выше склона. На рис. 39 показано типичное ручное масштабирование. операция.

Рисунок 39. Фото. Ручные скребковые машины для удаления рыхлого материала с выемки на юге Форк Смит Ривер-роуд, Калифорния.

Механическое масштабирование

Механическое масштабирование используется на больших участках склона или для усиления усилий по ручному скалолазанию. Этот процесс использует гидравлические молоты, экскаваторы с большим вылетом, как показано на рис. 40, или краны, которые тянут тяжелый предмет, например подрывной мат или старая гусеница «Caterpillar» поперек склона (подрядчики разработали множество хитроумных приспособлений для масштабирования орудия, включая связанные тросы, большие стальные грабли и использованную гусеницу от бульдозера, хотя не все методы оказались одинаково успешными). Для удаления очень крупных камней механическое оборудование с механическим приводом такие как пневматические подушки или рассекатели могут быть вставлены в открытые трещины, а затем расширены, чтобы вытеснить горные породы.

Механическая очистка также может быть выполнена путем размещения взрывчатых веществ в трещинах и просверленных отверстиях (процесс взрывных работ) или с использованием тяжелого строительного оборудования, такого как гусеничная лопата. Необходимо отметить, что без ограничения трещинообразование может быть относительно неэффективным, а также может привести к громким взрывам и флайрок.

Рисунок 40. Фото. Использование экскаватора с большим вылетом для механической очистки.

Важнейшим аспектом планирования операции по очистке горных пород является обеспечение того, чтобы выбранный метод обработки камня (или участков камня), которые необходимо удалить. Как только масштабирование функции началось, она станет нестабильным, и его нельзя будет покинуть, а область снова открыть для движения, пока он не будет удален.

В большинстве механических операций по оборке используется кран или экскаватор, а также фронтальный погрузчик и самосвал для перевозки рок с сайта.