Стійкість укосів грунту. Методи визначення стійкості укосів.

Стійкість укосів і схилів

Загальні положення

укосом називається штучно створена поверхню, що обмежує природний грунтовий масив, виїмку або насип. Укоси утворюються при зведенні різного роду насипів (дорожнє полотно, дамби, земляні греблі і. т.д.), виїмок (котловани, траншеї, канали, кар'єри і. п.) або при перепрофілювання територій.

схилом називається укіс, утворений природним шляхом і що обмежує масив грунту природного складання.

При несприятливому поєднанні різноманітних факторів масив грунтів, обмежений укосом або схилом, може перейти в нерівноважної стан і втратити стійкість.

Основними причинами втрати стійкості укосів і схилів є:

пристрій неприпустимо крутого укосу або підрізування схилу, що знаходиться в стані, близькому до граничного;

збільшення зовнішнього навантаження (зведення споруд, складування матеріалів на укосі або поблизу його бровки);

зміна внутрішніх сил (збільшення питомої ваги ґрунту при зростанні його вологості або, навпаки, вплив вісового тиску води на ґрунти);

неправильне призначення розрахункових характеристик міцності грунту або зниження його опору зрушення за рахунок, наприклад підвищення вологості;

прояв гідродинамічного тиску, сейсмічних сил, різного роду динамічних впливів (рух транспорту, забивання паль і. т.п.).

Інженерні методи розрахунку стійкості укосів і схилів.

Заходи щодо підвищення стійкості укосів і схилів.

Одним з найбільш ефективних способів підвищення стійкості укосів і схилів є їх виполажіваніе або створення уступчастий профілю з утворенням горизонтальних майданчиків (берм) по висоті укосу. Однак це завжди пов'язане зі збільшенням обсягів земляних робіт. При відносно невеликій висоті укосів може виявитися ефективною прігрузка підошви в його низової частини або пристрій підпірної стінки, що підтримує укіс. Позитивну роль також грають закріплення поверхні укосу одерновкой, мостіння каменем, укладанням бетонних або залізобетонних плит.

Найважливішим заходом є регулювання гідрогеологічного режиму укосу або схилу. З цією метою сток поверхневих вод перехоплюється пристроєм нагірних канав, відведенням води з берм. Підземні води, що височує на поверхні укосу або схилу, перехоплюються дренажними пристроями з відведенням вод в спеціальну лівнесточную мережу.

При необхідності розробляються складні конструктивні заходи типу прорізування потенційно нестійкого масиву грунтів системою забивних або набивних паль, вертикальних шахт і горизонтальних штолень, заповнених бетоном і вхідних в підстилають нерухомі частини масиву. Використовується також анкерне закріплення нестійких об'ємів грунту, часто у взаємодії з підпірними стінками або пальовими конструкціями.

 

 

Сутність активного, пасивного і тиску стану спокою на огороджуючі конструкції.

Спосіб дзеркального відображення

Метод заснований на розв'язанні Мітчелла для розподілених горизонтальних напружень у пружній напівплощині від місцевого смугового навантаження на поверхні [3]. Можливі два варіанти зовнішнього навантаження: місцеве навантаження прилягає до стінки (a=0) (рис. 1) абомісцеве навантаження знаходиться на деякій відстані (a 0) від стінки (рис. 2).

Місцеве навантаження прилягає до стінки (рис. 1)

 

Рисунок 1 – Схема завантаження та розподілу горизонтального тиску σ_xq

 

Горизонтальний тиск σ_xq на глибині z складає: .

Нормативний метод СНиП

При наявності на поверхні ґрунту в межах поверхонь ковзання смугового рівномірно розподіленого навантаження q по ширині b тиск від неї слід розподіляти в сторони під кутами q до вертикалі (рис. 7) до перетину з площиною підпірної стіни на глибині z₀ і приймати рівномірно розподіленим на ширині b_yм, яка безпосередньо примикає до стінки [1].

Методика розрахунку:

1 Знаходиться кут нахилу поверхонь ковзання до горизонталі:

.

2 Визначається коефіцієнт активного тиску: .

3 Знаходиться глибина «початку» розподілу горизонтального тиску: .

4 Розраховується ширина розподілення горизонтального тиску

b_yм = b + 2a.

5 Інтенсивність вертикального тиску від смугового навантаження слід визначати за формулою .

6 Визначається інтенсивність горизонтального тиску від смугового навантаження за формулою

. (1.6)

 

 

Рисунок 7 – Схема завантаження та розподілу горизонтального тиску σ_xq за нормативним методом СНиП