5.1.1 К оползнеопасным и обвалоопасным относятся территории, на которых возможно возникновение или активизация оползневых смещений и обвалов в течение периода строительства, эксплуатации и ликвидации объекта. В пределах оползнеопасных территорий отдельно выделяют оползневые зоны, где имеются или ранее возникали активные оползни.
5.1.2 Границы оползнеопасных территорий устанавливают по данным комплексных инженерных изысканий с использованием расчетов устойчивости склонов и материалов сравнительного инженерно-геологического анализа применительно к особенностям рельефа, геологического строения, гидрогеологических и сейсмических условий, характера растительного покрова и климата.
5.1.3 При проектировании инженерной защиты от оползневых и обвальных процессов следует рассматривать целесообразность применения следующих мероприятий и сооружений, направленных на предотвращение и стабилизацию этих процессов:
изменение рельефа склона в целях повышения его устойчивости;
для береговых склонов - защита от подмыва устройством берегозащитных сооружений;
регулирование стока поверхностных вод с помощью вертикальной планировки территории и устройства системы поверхностного водоотвода;
предотвращение инфильтрации воды в грунт и эрозионных процессов;
искусственное понижение уровня подземных вод;
агролесомелиорация;
закрепление грунтов (в том числе армированием);
устройство удерживающих сооружений и конструкций;
прочие мероприятия (регулирование тепловых процессов с помощью теплозащитных устройств и покрытий, защита от вредного влияния процессов промерзания и оттаивания, установление охранных зон и т.д.).
5.1.4 Если применение мероприятий и сооружений активной защиты, указанных в 5.1.3, полностью не исключает возможность образования оползней и обвалов, а также в случае технической невозможности или нецелесообразности активной защиты, следует предусматривать мероприятия пассивной защиты (приспособление защищаемых сооружений к обтеканию их оползнем, улавливающие сооружения и устройства, противообвальные галереи и др.).
5.1.5 При проектировании противооползневых и противообвальных сооружений и мероприятий на берегах водоемов и водотоков необходимо дополнительно соблюдать требования раздела 9.
5.1.6 При выборе защитных мероприятий и сооружений и их комплексов следует учитывать виды возможных деформаций склона (откоса), уровень ответственности защищаемых объектов, их конструктивные и эксплуатационные особенности.
Виды противооползневых и противообвальных сооружений и мероприятий следует выбирать на основании расчетов общей и местной устойчивости склонов (откосов), т.е. устойчивости склона (откоса) в целом и отдельных его морфологических элементов, данных мониторинга.
5.2.1 Противооползневые и противообвальные сооружения и их конструкции проектируются по методу предельных состояний. При этом расчеты производятся по двум группам предельных состояний, которые включают:
первая (полная непригодность сооружения к дальнейшей эксплуатации):
расчеты общей прочности и устойчивости системы сооружение - грунтовый массив (откос, склон);
расчеты прочности и устойчивости отдельных элементов сооружения, разрушение которых приводит к прекращению эксплуатации сооружения;
расчеты перемещений сооружений и конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружения в целом, а также прочность или устойчивость объектов на защищаемой территории и др.;
вторая (непригодность к нормальной эксплуатации):
расчет оснований, откосов, склонов и элементов конструкции, разрушение которых не приводит все сооружение в непригодное состояние, на местную прочность;
расчеты по ограничению перемещений и деформаций сооружений, прилегающих территорий и объектов на них расположенных;
расчеты по образованию или раскрытию трещин и строительных швов.
5.2.2 Расчет противооползневых и противообвальных сооружений, проектируемых откосов и склонов производится исходя из условия
, (5.1)
где - расчетное значение обобщенного силового воздействия на сооружение или его конструктивные элементы (сила, момент, напряжение), определяемое в соответствии с СП 20.13330, деформации (смещения) или другие параметры, по которым производится оценка предельного состояния;
- коэффициент сочетания нагрузок, принимающий значения:
При расчетах по предельным состояниям первой группы:
для основного сочетания эксплуатационного периода 1,0;
то же, для строительного периода и ремонта 0,95;
для особого сочетания нагрузок, в том числе сейсмической нагрузки на уровне проектного землетрясения (ПЗ) годовой вероятностью 0,01 0,95;
прочих нагрузок годовой вероятностью 0,001 и максимального уровня расчетного землетрясения (МРЗ) 0,90.
При расчетах по предельным состояниям второй группы на основное сочетание нагрузок 1,0;
- расчетное значение обобщенной несущей способности, прочности, деформации (смещения) или другого параметра, устанавливаемого соответствующими нормами проектирования в зависимости от типа конструкции и используемых материалов с учетом коэффициентов надежности по материалу и (или) грунту ;
- коэффициент надежности по ответственности сооружения:
При расчетах по предельным состояниям первой группы в зависимости от уровня ответственности, согласно ГОСТ Р 54257:
1а - ; 1б - ; 2 - ; 3 - .
При расчетах по предельным состояниям второй группы 1,00.
При расчетах устойчивости склонов, сохраняемых в естественном состоянии, принимается как для сооружения или территории, которые могут перейти в непригодное состояние при разрушении склона.
При расчетах природных склонов 1,0;
- коэффициент условий работы, учитывающий характер воздействий, возможность изменения свойств материалов со временем, степень точности исходных данных, приближенность расчетных схем, тип сооружения, конструкции или основания, вид материала и другие факторы; устанавливается в диапазоне 0,751,00 нормами проектирования отдельных видов сооружений.
5.2.3 Расчет устойчивости проектируемых склонов и откосов в соответствии с зависимостью 5.1 допускается выполнять только для простейших форм поверхности скольжения, отделяющей призму обрушения от неподвижного массива грунта (в виде отрезка прямой или окружности). В этом случае зависимость 5.1 записывается в виде:
. (5.1а)
где - нормированное значение коэффициента устойчивости склона (откоса);
- расчетное значение коэффициента устойчивости, определяемое как отношение удерживающих сил (моментов) , действующих вдоль линии скольжения, к сдвигающим силам (моментам) .
В общем случае расчеты устойчивости выполняются при произвольных формах поверхности скольжения. При этом условие 5.1 принимает вид
. (5.1б)
В этом случае под коэффициентом устойчивости понимают число, на которое следует разделить исходные прочностные характеристики грунта и , чтобы ограниченный данной пробной поверхностью скольжения массив пришел в состояние предельного равновесия.
При этом, соотношение между нормальными и касательными напряжениями по всей поверхности скольжения, соответствующее предельному состоянию призмы обрушения, отвечает условию
, (5.2)
где и - значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, при которых наступает сдвиг грунта, соответственно.
Коэффициент устойчивости склона (откоса) находят как минимальное значение по всем возможным пробным поверхностям скольжения.
Нахождение коэффициента устойчивости склона (откоса) может производиться как с использованием традиционных методов теории предельного равновесия (с разбиением призмы оползания на отсеки или без оного), так и упругопластическими расчетами методом конечных элементов с использованием метода снижения прочностных характеристик.
5.2.4 В расчетах противооползневых и противообвальных сооружений нагрузки и воздействия следует определять с учетом:
для удерживающих конструкций - бокового давления грунта (активное, пассивное, давление покоя и промежуточные значения), величина которого может определяться методами предельного равновесия (см. СП 101.13330, СП 22.13330), а также, при соответствующем обосновании, с использованием континуальных упругопластических моделей грунта МКЭ;
для конструкций противообвальных галерей и улавливающих сооружений - воздействия падающих скальных обломков, размеры которых допускается определять в соответствии с приложением Д.
Для сейсмических районов следует учитывать сейсмическое воздействие на сооружения инженерной защиты и на удерживаемый массив грунта в соответствии с СП 14.13330.
5.2.5 Для районов распространения многолетнемерзлых грунтов расчеты противооползневых сооружений следует осуществлять с учетом актуализированного СП 25.13330, ГОСТ Р 53582, ГОСТ 12248.
5.3.1 Изменение рельефа склона, регулирование стока подземных и поверхностных вод
5.3.1.1 Искусственное изменение рельефа склона (откоса) следует предусматривать для предупреждения и стабилизации процессов сдвига, скольжения, выдавливания, обвалов, осыпей и течения грунтов. В районах распространения многолетнемерзлых грунтов изменение рельефа допускается только при обосновании теплотехническими расчетами.
5.3.1.2 Образование рационального профиля склона (откоса) достигается приданием ему требуемой крутизны и террасированием склона (откоса), удалением или заменой неустойчивых грунтов, отсыпкой в нижней части склона упорной призмы (контрбанкета).
5.3.1.3 При проектировании уступчатой формы откоса размещение берм и террас следует предусматривать на контактах пластов грунтов и в местах высачивания подземных вод. Ширину берм (террас) и высоту уступов, а также расположение и форму контрбанкетов следует определять расчетом общей и местной устойчивости склона (откоса), планировочными решениями, условиями производства работ и эксплуатационными требованиями.
На террасах необходимо предусматривать устройство водоотводов (нагорных канав), а в местах высачивания подземных вод - дренажей.
5.3.1.4 Удаление и замену неустойчивых грунтов следует предусматривать, если обеспечение их устойчивости оказывается неэффективным или экономически нецелесообразным.
5.3.1.5 На защищаемых склонах должен быть организован беспрепятственный сток поверхностных вод. Не допускается застаивание вод на бессточных участках и попадание на склон вод с присклоновой территории.
5.3.1.6 Расчетные расходы дождевых вод в оползневой зоне следует определять методом предельных интенсивностей. Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует назначать в соответствии с требованиями СП 32.13330.
5.3.1.7 Сброс талых и дождевых вод с застроенных территорий, проездов и площадей (за пределами защищаемой зоны) в водостоки, уложенные в оползнеопасной зоне, допускается только при специальном обосновании. При необходимости такого сброса пропускная способность водостоков должна соответствовать стоку со всей водосборной площади с расчетным периодом однократного переполнения не менее 10 лет (вероятность превышения 0,1).
Устройство очистных сооружений в оползнеопасной зоне не допускается.
5.3.1.8 Выпуск воды из водостоков следует предусматривать в открытые водоемы и реки, а также в тальвеги оврагов с соблюдением требований СП 32.13330 по очистке и при обязательном осуществлении противоэрозионных устройств и мероприятий против заболачивания и других видов ущерба окружающей среде.
5.3.1.9 Искусственное понижение уровня подземных вод (водопонижение) следует предусматривать для устранения или ослабления разупрочняющего и разрушающего воздействия подземных вод на грунты, снижения или устранения фильтрационного давления.
5.3.1.10 Для достижения требуемого понижения уровня подземных вод применяют следующие виды водопонизительных устройств:
траншейные дренажи (открытые траншеи и канавы);
закрытые дренажи (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) для осушения оползневого тела, рассчитанные, как правило, на недолговременный срок службы;
трубчатые (в том числе мелкого заложения) и галерейные дренажи - в устойчивой зоне за пределами смещающихся грунтов для перехвата подземного потока при продолжительном сроке службы;
пластовые дренажи на участках высачивания подземных вод на склонах (откосах) - для предотвращения суффозии и в основании подсыпок (банкетов);
водопонизительные скважины различных типов (в том числе самоизливающиеся и водопоглощающие) в сочетании с дренажами или взамен их в случае большей эффективности или целесообразности их применения.
Отвод воды из дренажных систем должен удовлетворять требованиям 5.3.1.8.
5.3.2 Удерживающие сооружения
5.3.2.1 Удерживающие сооружения следует предусматривать для предотвращения оползневых и обвальных процессов при невозможности или экономической нецелесообразности изменения рельефа склона (откоса).
5.3.2.2 Удерживающие сооружения применяют следующих видов:
подпорные стены (на естественном или свайном основании), включая конструкции из армированного грунта;
свайные конструкции и столбы - для закрепления неустойчивых участков склона (откоса) и предотвращения смещений грунтовых массивов по ослабленным поверхностям;
анкерные и нагельные крепления - в качестве самостоятельного удерживающего сооружения (с опорными плитами, балками и т.д.) и в сочетании с подпорными стенами, сваями, столбами;
поддерживающие стены - для укрепления нависающих скальных карнизов;
контрфорсы - отдельные опоры и конструкции из них, врезанные в устойчивые слои грунта, для подпирания грунтовых и скальных массивов;
опояски (упорные пояса) - невысокие массивные сооружения для поддержания неустойчивых откосов;
облицовочные стены - для предохранения грунтов от выветривания и осыпания;
пломбы (заделка пустот, образовавшихся в результате вывалов на склонах) - для предохранения скальных грунтов от выветривания и дальнейших разрушений;
покровные сетки в сочетании с анкерными и нагельными креплениями;
габионы;
армированный грунт.
5.3.2.3 Для свайных конструкций следует предусматривать, как правило, буронабивные железобетонные сваи. Применение забивных свай допускается в случаях, когда проведение сваебойных работ не ухудшает условий устойчивости склона (откоса).
5.3.2.4 При наличии подземных вод следует предусматривать гидроизоляцию по верховой грани подпорных стен и устройство застенного дренажа с выводом вод за пределы подпираемого грунтового массива.
5.3.3 Улавливающие сооружения
5.3.3.1 Улавливающие сооружения и устройства (стены, сетки, валы, траншеи, полки с бордюрными стенами, надолбы) следует предусматривать для защиты объектов от воздействия осыпей, вывалов, падения отдельных скальных обломков, а также обвалов объемом, определяемым расчетом, если устройство удерживающих сооружений или предупреждение обвалов, вывалов и камнепада путем удаления неустойчивых массивов невозможно или экономически нецелесообразно.
5.3.3.2 Улавливающие стены и сетки располагают у подошвы склонов (откосов) крутизной 25°-35° для защиты от воздействия осыпей, вывалов, падения отдельных скальных обломков и небольших обвалов. Прочность и устойчивость конструкций улавливающих стен проверяют на статическую нагрузку от обвальных масс, а также на удар обломков скального грунта.
5.3.3.3 Улавливающие траншеи и улавливающие полки с бордюрной стеной следует размещать у подошвы обвалоопасных склонов (откосов) высотой до 60 м и крутизной более 35° для защиты от вывалов отдельных обломков грунта объемом до 1 м, улавливающие валы - у подошвы обнаженных обвалоопасных склонов большой протяженности.
5.3.3.4 Улавливающие стены, траншеи и валы допускается располагать на склонах на высоте не более 30 м над защищаемым объектом при крутизне склона не более 25°.
С низовой стороны нагорных (расположенных на склоне) улавливающих траншей следует устраивать валы из местного грунта с упорами из каменной или бутобетонной кладки.
5.3.3.5 Оградительные стены следует размещать у подошвы склонов высотой до 30 м (откосов высотой до 50 м) и крутизной 40°-45° для улавливания мелких (до 0,01 м) обломков скального грунта или задерживания осыпающегося скального грунта.
5.3.3.6 Барражные стены следует устраивать в крутопадающих тальвегах ложбин и распадков для задерживания скатывающихся по ним скальных обломков.
В нижней части барражных стен должны быть предусмотрены отверстия для пропуска вод, стекающих по ложбине или распадку.
5.3.3.7 Покровные свободно висящие сетки надлежит применять для защиты объектов, близко расположенных к подошве склона (откоса), от падающих скальных обломков.
5.3.3.8 Надолбы следует предусматривать на затяжных склонах высотой до 50-60 м и крутизной до 30° в комплексе с другими улавливающими сооружениями и устройствами для погашения скорости обломков скального грунта.
5.3.3.9 При размещении на склоне (откосе) нескольких улавливающих сооружений или устройств (кроме надолбов), расположенных на разной высоте, в проекте необходимо предусматривать перекрытие их (в плане) на длину не менее 6 м.
5.3.3.10 В проектах улавливающих сооружений и устройств следует предусматривать возможность подъезда транспортных средств и очистки улавливающих пазух от скопления продуктов выветривания, осыпей и обвалов в условиях эксплуатации.
5.3.3.11 Размеры улавливающих сооружений и устройств следует назначать из условия исключения возможности перелета, выскакивания и выкатывания скальных обломков, падающих со склона (откоса).
5.3.3.12 Размеры и форму улавливающих пазух следует назначать по расчетам на прочность и устойчивость в зависимости от скорости, массы и размеров падающих скальных обломков.
Дну улавливающих пазух следует придавать продольный уклон не менее 0,002 по направлению к концам сооружения.
5.3.4 Противообвальные галереи
5.3.4.1 Противообвальные галереи необходимо размещать на обвальных участках железных, автомобильных и пешеходных дорог для защиты от падающих обломков и глыб и рассчитывать на нагрузки и воздействия в соответствии с 5.2.4.
5.3.4.2 На кровле противообвальных галерей необходимо устраивать амортизирующую грунтовую отсыпку, снижающую динамическое воздействие обвалов, предотвращающую повреждение конструкций и обеспечивающую скатывание обломков через галерею. В основании отсыпки необходимо укладывать гидроизоляцию, а также предусматривать отвод с кровли галерей поверхностных вод.
Для отвода подземных вод, поступающих к галерее с верховой стороны, должен быть устроен продольный застенный дренаж.
5.3.5 Агролесомелиорация, защитные покрытия и закрепление грунтов
5.3.5.1 Мероприятия по агролесомелиорации следует предусматривать в комплексе с другими противооползневыми и противообвальными мероприятиями для увеличения устойчивости склонов (откосов) за счет укрепления грунта корневой системой, осушения грунта, предотвращения эрозии, уменьшения инфильтрации в грунт поверхностных вод, снижения воздействия выветривания.
5.3.5.2 Мероприятия по агролесомелиорации включают: посев многолетних трав, посадку деревьев и кустарников в сочетании с посевом многолетних трав или одерновкой.
Подбор растений, их размещение в плане, типы и схемы посадок следует назначать в соответствии с почвенно-климатическими условиями, особенностями рельефа и эксплуатации склона (откоса), а также с требованиями по планировке склона и охране окружающей среды.
Посев многолетних трав без других вспомогательных средств защиты допускается на склонах (откосах) крутизной до 35°, а при большей крутизне (до 45°) - с пропиткой грунта вяжущими материалами или с использованием зеленых габионов и биоматов.
5.3.5.3 Для обеспечения устойчивости склонов (откосов) в слабых и трещиноватых грунтах допускается применять цементацию, смолизацию, силикатизацию, электрохимическое и термическое закрепление грунтов.
5.3.5.4 Для защиты обнаженных склонов (откосов) от выветривания, образования вывалов и осыпей допускается применять защитные покрытия из торкретбетона, набрызг-бетона и аэроцема (вспененного цементно-песчаного раствора), наносимые на предварительно навешенную и укрепленную анкерами сетку. Наряду с этим в районах распространения многолетнемерзлых грунтов рекомендуется покрытия из теплоизолирующих материалов.
5.3.5.5 Для снижения инфильтрации поверхностных вод в грунт на горизонтальных и пологих поверхностях склонов (откосов) допускается применять покрытия из асфальтобетона и битумоминеральных смесей.