Лекции для студентов

Инженерная подготовка городских территорий — Дренирование подземных вод на оползневых территориях

Дренирование подземных вод на оползневых территориях

Дренирование подземных вод предусматривают для предохранения грунтов откоса от насыщения водой. Это мероприятие проводят как для действующих, так и недействующих оползней. Подземные воды перехватывают, ограждая зону оползня от их поступления или непосредственно осушая оползневой склон.

Обычно подземные воды дренируют одновременно на прилегающей территории и оползневом склоне, так как только полное исключение влияния подземных вод дает необходимый эффект. Это объясняется тем, что подземные воды, поступившие на склон, успевают негативно воздействовать на коренные отложения, поэтому осушение только тела оползня практически приводит лишь к уменьшению скорости подвижек.

Для перехвата подземных вод на прилегающей к склону территории устраивают дренажные сооружения, расположенные на безопасном расстоянии от зоны оползания. Тип и систему дренажных устройств проектируют в соответствии с гидрогеологическими условиями территории на основе требований, изложены ранее.

На оползневом склоне проектируют специфические дренажные сооружения, откосные прорези, наклонный дренаж, каптажные колодцы и наклонные скважины. В качестве простейших систем могут служить лотки и канавы глубиной до 3 м. Область их применения — это защита неглубоких оползней типа сплывин. Лотки используют также в качестве элементов выпуска подземных вод из слоев грунта, близких к поверхности склона.

Откосные дренажи применяют обычно для осушения откосов, потенциально подверженных поверхностным оползневым смещениям при неясно выраженных водоносных слоях или при многочисленных выходах подземных вод наружу в виде ключей. В конструктивном отношении они представляют собой сравнительно неглубокие траншеи, закладываемые ниже поверхности возможного оползания и заполненные дренирующим материалом (рис. 43, а). Их располагают поперек склона, а для наиболее полного перехвата грунтовых вод устраивают в виде призм разветвлениями различной формы на расстоянии друг от друга от 3 до 15 м в зависимости от характера и состояния осушаемых грунтов.

Рис. 43. Схемы дренажных устройств на оползневых склонах:

1 — коренные породы; 2 — поверхность скольжения; 3 — бровка откоса: 4 — дренажное устройство; 5 — лоток; 6 — колодцы; 7 — водоотводящие трубопроводы; 8 — грунт обратной засыпки; 9 — песок; 10 — гравий или щебень; 11 — бетонный лоток; 12 — дренажные скважины; 13 — депрессионная кривая; 14 — одерновка; 15 — утепляющий слой; 16 — контрфорс; 17 — дренажная труба; 18 — водонасыщенный грунт; 19 — каптажный колодец

Дренажные прорези устраивают при осушении толщи наносов на оползневых склонах, где другие типы дренажей, даже при незначительных подвижках, быстро выходят из строя. Их закладывают на бровке, отводя воду из насыщенного слоя (рис. 43, б). Для ее сброса дренажные прорези соединяют трубопроводами с нижним лотком или другими водоотводящимн сооружениями.

Прорези представляют собой траншею глубиной 6-12 м, заполненную дренирующим материалом и врезанную основанием в коренной грунт. Дренирующий материал подбирают по соотношению:

где D_обс — крупность частиц, масса которых в обсыпке составляет 50 %;

d _пор — то же, в осушаемом грунте.

Прорези защищают от засорения, укладывая поверх дренирующего материала дерн корнями кверху или соломенные маты и другие материалы, и забивают траншею глиной и грунтом.

Если водоносные горизонты имеют выход на склон, то их осушают горизонтальными или наклонными скважинами, заложенными со стороны склона (рис. 43, в) на отметках, близких к водоупору. Часть трубы перфорируют, превращая в фильтр. Механизм действия таких дрен заключается в следующем. При поступлении воды к откосу на участках, где заложены дрены, она постепенно поглощается перфорированной частью труб. В результате по мере приближения к откосу УГВ понижается, образуя сводчатую депрессионную кривую, имеющую общее падение вдоль дрен.

При фронтальном выклинивании водоносного горизонта на оползневом склоне применяют насланный дренаж, который укладывают на устойчивый откос на всю мощность водоносного горизонта. В конструктивном отношении он аналогичен пластовому и состоит из фильтра, дренажной трубы и утепляющего слоя, толщину которого назначают с учетом глубины промерзания грунтов (рис. 43, г).

Когда грунтовые воды выклиниваются на склоне в виде родников, проектируют бетонные или железобетонные каптажные колодцы, снабженные обратными фильтрами в местах выхода одиночных родников (рис. 43, б). Дренажные воды, как правило, отводят из колодца через трубчатый водосброс в ливневую канализацию.

Дренажные сооружения для стабилизации откосов в равной мере необходимы как на естественных склонах, так и при возведении искусственной насыпи, где оползневые смещения могут появиться в грунтах основания из-за чрезмерного напряжения от массы насыпи и гидростатического давления подземных вод, режим которых нарушен. На рис. 41, в приведен пример предотвращения оползня на склонах искусственной насыпи автомобильной дороги, путем устройства дренажей и замены грунтов.

Устройства для перехвата и понижения подземных вод и предотвра­щения оползневых процессов выбирают на основе технико-экономического сопоставления. При этом рассматривают несколько вариантов различных дренажных сооружений, но сравнивают их и с другими методами защиты.