3. Одежды откосных берегоукреплений

Одежды откосных берегоукреплений выбирают в зависимости от величины и характера внешних воздействий на откос: скорости течения у берегов, ледовые и волновые нагрузки. Наибольшим воздействиям подвержена зона переменного уровня, расположенная между ГМВ и границей наката волны на откос при расчетном ГВВ. В меньшей степени — подводная (ниже) и незатопляемая верхняя зона откоса.

Конструкция берегоукрепления состоит из покрытия (одежды) и основания (фильтрующей подготовки), уложенных на поверхность откоса устойчивого очертания. Основание делают из песчано-гравелистых грунтов в один, два или три слоя, а для сопряжения различных конструкций предусматривают упоры. Они одновременно служат для повышения устойчивости откосов, укрепления против сползания и предохранения от подмыва в подошве откоса.

Покрытие, как правило, выполняют из каменной наброски, из бетонных и железобетонных плит, иногда мощения (рис. 6.13), а на реках с кратковременными затоплениями и небольшими скоростями течения откосы укрепляют одерновкой или посевом трав. В качестве покрытия берегов на городских территориях широко используют железобетонные сборные плиты с отверстиями, которые заполняют камнем в подводной зоне откоса и землей с посевом трав выше ГМВ. Упором для плит могут служить сваи, забитые в грунт.

Рис. 32. Крепление откосов:

а — каменной наброской; б — мощением; в — железобетонными плитами: 1 — упор-понур; 2 — каменная наброска; 3 — фильтрующий слой основания; 4 — бортовой камень; 5 — каменное мощение одно или двухслойное; 6 — железобетонные плиты

Покрытия напорных откосов, работающих при постоянном или длительном за топлении, могут быть устроены из асфальтобетона и материалов на основе нефтепродуктов, хотя они в настоящее время не получили достаточно широкого применения.

Наряду с однородными по длине откоса креплениями проектируют неоднородные, учитывая при этом особенности условий работы соответствующих зон откоса. Так, например, в зоне наибольшего волнобоя напорных откосов устраивают покрытие из бетонных плит значительной толщины, которые укладывают на двух- или трехслойный обратный фильтр. За пределами этой зоны — выше или ниже — покрытие проектируют из каменного мощения или железобетонных плит меньшей толщины с основанием из фильтрующего слоя.

Лекция № 11

Инженерная подготовка территорий, расчлененных оврагами

1. Причины оврагообразования

С геологической точки зрения образование оврагов является следствием струйчатой эрозии, вызванной периодической деятельностью воды. Во время снеготаяния и обильных дождей потоки поверхностных вод постепенно образуют на склонах поверхности вытянутые промоины — овраги, называемые еще депрессиями рельефа.

Явление размыва поверхности зависит от многих факторов, в первую очередь от геологического строения территории и интенсивности выпадения осадков. Наиболее сильному размыву подвержены лёссовидные и глинистые грунты. Отсутствие растительности и расчлененный рельеф усугубляет разрушительную деятельность воды. В развитии оврагов могут участвовать и грунтовые воды, которые вскрываются при врезании дна и склонов оврага в толщу водоносных пород. Грунтовые воды способствуют нарушению устойчивости откосов в местах выхода их на поверхность и, суммируясь с потоком поверхностных вод, дальнейшему интенсивному росту оврага.

Овраги могут быть следствием хозяйственной деятельности человека. Бессистемная разработка грунта на склонах и у их подножья, неорганизованный сброс отработанной воды, утечки из канализационных и водопроводных сетей являются причинами оврагообразования.

Рис. 33. Схемы продольного и поперечных профилей оврага:

а, б, в — соответственно верхняя, средняя и устьевая части с уклонами

Рост оврага в длину ограничен водоразделом в его вершине и базисом эрозий в нижней части — отметкой дна, равной горизонту воды водоема в устье.

Продольный профиль дна оврага имеет неодинаковый уклон. Его величина уменьшается от вершины к устью (рис. 33). В верхней части дно оврага почти отвесно, а поперечное сечение представляет щель, расширяющуюся кверху. В средней части продольный уклон еще достаточно велик, а поперечное сечение имеет трапециевидную форму. В нижней части продольный уклон уменьшается по сравнению со средней частью, достигая минимальных величин в устье. Поперечное сечение на низовом участке сохраняет форму трапеции, боковые склоны уполаживаются и могут приближаться к устойчивому очертанию.

Параметры продольного и поперечного профиля зависят от стадии развития оврага. Затухшие, рост которых закончен, характерны стабильными размерами сечения и обычно покрыты растительностью. Повторная активизация роста такого оврага возможна только при понижении базиса эрозии.

Наиболее опасны для прилегающей территории действующие овраги, особенно с крутыми склонами, лишенными растительности. В этих случаях происходит нарушение устойчивости склонов оврага, которое проявляется в виде оползней, обвалов и сплывов.

Причинами потери устойчивости крутых склонов являются внутренние или внешние силовые воздействия, вызывающие нарушение естественного равновесия откоса. Эти воздействия могут быть связаны с размещением вблизи склона зданий и сооружений, изменением гидродинамических сил фильтрационных потоков, уменьшением пассивного давления подошвы склона и другими факторами.

Очертания поверхностей скольжения при оползневых подвижках обычно криволинейны, хотя для склонов, сложенных разнородными по свойствам грунтами, на границах слоев эта поверхность нарушена изломами. В ряде случаев склоны могут разрушаться в основании, что происходит, когда несущая способность обнажаемого нижнего слоя меньше верхнего.

В плане овраги образуют различные формы, соответствующие топографии местности. Нередко они имеют многочисленные боковые ответвления—отвершки, представляющие собой овраги в начальной стадии развития.