Инженерная подготовка территории

Рис. 4 Увеличение пропускной способности русла реки:

1 – существующее русло; 2 – новое русло; ГВВ (1) – горизонт высоких вод при существующем русле; ГВВ (2) – горизонт высоких вод при новом русле.

 

6. Методы защиты от подтопления, дренажи и их системы.

 

Подземные воды – одно из важных природных условий. Они имеют большое значение как источник водообеспечения, хотя в настоящее время в основном, главным источником водоснабжения для различных хозяйственных нужд служит поверхностная вода рек и других водоемов. Вместе с тем реки, озера, водохранилища, пруды – лишь видимая часть воды, основной объем которой находится под землей. Так, почти под каждой рекой протекает другая (подрусловый сток), под каждым озером находится другой водоем, объемы подземных вод могут во много раз превышать поверхностные.

Задачи инженерной подготовки при подтоплении городской территории понижение уровня подземных вод в целях осушения территории и защита зданий и сооружений от затопления – решаются устройством дренажных систем в комплексе с вертикальной планировкой, организации поверхностного стока и благоустройства территории.

В зависимости от назначений территории устанавливают наивысший допустимый уровень подземных вод. Наименьшая глубина от поверхности земли до наивысшего уровня подземных вод определяется как норма осушения. Для участков, предназначенных под застройку жилыми и общественными зданиями, норма осушения принимается не менее 2 м (от проектной отметки территории), для стадионов, парков, скверов – не менее 1 м. Для территорий с застройкой зданиями, имеющими подвальные помещения служебного или хозяйственного назначения, норма осушения 0,5–1 м от отметки пола помещения, для территории под сельскохозяйственными культурами– 0,5–1 м в зависимости от их вида.

Осушение территории с высоким уровнем подземных вод, т.е. достижение требуемой нормы осушения, можно произвести различными способами. Наиболее простое решение, одновременно обеспечивающее целый комплекс других градостроительных задач, – правильная организация стока поверхностных вод и высокий уровень благоустройства застраиваемой территории.

Эти мероприятия, хорошо разработанные и осуществленные в полном объеме, способствуют понижению горизонта подземных вод на городской территории, поскольку значительно уменьшается инфильтрация осадков в грунт с поверхности. Кроме того, они оказывают влияние непосредственно на источник питания подземных вод, основным из которых, как отмечалось выше, являются атмосферные осадки.

Дренажи и их типы.

Осушить территорию можно и не затрагивая непосредственно грунтовые воды. При этом требуемая норма осушения достигается подсыпкой территории, т.е. повышением планировочных отметок поверхности. В этом случае увеличивается глубина от проектной отметки территории (поверхности земли) до горизонта подземных вод. Данное мероприятие применяется для территорий, расположенных в равнинных условиях рельефа. Наиболее часто сплошная подсыпка территории производится в случае защиты ее от затопления при подъеме уровней воды. При этом сплошная подсыпка территории играет двоякую роль – защита от затопления и одновременно мероприятие по осушению территории.

Основной способ осушения территории – устройство дренажа. Дренаж – инженерное сооружение, предназначенное для искусственного понижения уровня подземных вод или их полного перехвата, рассчитанное на длительный период непрерывного действия. Осушающее действие дренажа основано на отводящей способности конструкции дрены, опущенной под водоносный горизонт, за счет чего понижается уровень подземных вод.

Дренажные системы представляют собой отдельные линии или дренажную сеть, состоящую из различных элементов. В зависимости от конструкции приемных устройств и расположения дрен в водоносном слое дренажи разделяются на горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных дренажах осушающее действие обусловлено самотечным движением подземных вод, которые поступают в дрены из-за значительного увеличения коэффициента фильтрации дрены по отношению к окружающему грунту. В системе вертикальных дренажей отвод и понижение уровня подземных вод осуществляется созданием разряжения в системе с помощью насосов.

Дренажные системы.

В зависимости от мощности потока подземных вод, на значения дренажа, его расположения по отношению к защищаемой территории и источнику поступления грунтовых вод применяются следующие дренажные системы: однолинейные, с горизонтальными или вертикальными дренами, которые перехватывают грунтовые воды, поступающие на защищаемую территорию, с одной стороны, двухлинейные с устройством двух дренажных линий для защиты территории от грунтовых вод, поступающих с двух сторон в виде системы дренажных линий (систематический дренаж), которые располагаются на значительной по площади территории для защиты ее от подтопления грунтовыми водами.

При защите городской территории от подтопления грунтовыми водами, имеющими различные источники питания, применяются головной, береговой, кольцевой, систематический и специальный дренажи (рис. 5).

Рис. 5 Типы дренажей (дренажные системы): а – головной дренаж; б – систематический дренаж; в – кольцевой дренаж; z –береговой дренаж; 1 – дренаж–осушитель; 2 – дренаж-собиратель; 3 – отводящий коллектор

 

Головной дренаж предназначен для перехвата потока подземных вод, поступающего в направлении к городу.

Береговой дренаж защищает территорию города от подтопления фильтрационными водами со стороны реки или иного водоема. Кольцевой дренаж применяют для защиты отдельных зданий и сооружений и прокладывают по их контуру. Систематический дренаж предназначен для осушения сравнительно больших по площади территорий с высоким уровнем горизонта подземных вод. Применяется на территориях микрорайонов, жилых районов, парков, садов и т.д. Специальный дренаж служит для перехвата грунтовых вод при неблагоприятных природных условиях и физико-геологических процессах. Дрены специального назначения прокладывают у оврагов, на оползневых склонах и пр.

 

7. Мероприятия по стабилизации и благоустройству оврагов.

 

Овраги – продукт эрозии, т.е. размыва пород текучей водой временными потоками, образующимися в результате атмосферных осадков (дождей, ливней, таяния снегов). Такие временные потоки на возвышенно-равнинных участках ведут к оврагообразованию.

Овраги развиваются на склонах возвышенностей или берегов рек из небольших промоин в результате стока по ним дождевых и талых вод. Поверхностный сток углубляет промоину, причем глубина и ширина поверху увеличивается до десятков метров с одновременным ростом длины. Чем больше поверхностный слой и скорость течения, тем быстрее размываются рыхлые породы. Наиболее неустойчивы слабопроницаемые глинистые грунты. Сыпучие породы, такие, как песок, легко пропускающие воду, разрушаются в редких случаях.

При инженерной подготовке территорий, предназначенных для городского строительства, сооружения крупных промышленных объектов, организации зон отдыха и т.п., проектировщикам и строителям нередко приходится сталкиваться с необходимостью полной или частичной ликвидации оврагов или же их обустройства. Борьба с оврагами очень важна и для успешного развития сельского хозяйства, особенно для увеличения площади пахотной земли. Поэтому устранение оврагов, их благоустройство, полноценное освоение заовраженных территорий представляет весьма актуальную проблему.

Система мероприятий по борьбе с оврагами.

В зависимости от стадии развития оврагов применяют те или иные мероприятия по борьбе с ними. Так, на первой стадии развития для борьбы с оврагообразованием следует предусмотреть заравнивание промоин, посев многолетних трав, прекращение вырубки кустарников и лесов, планировку территории для упорядочения стока поверхностных вод.

На второй стадии могут быть применены те же мероприятия, но в гораздо больших масштабах. Кроме того, в таких случаях предусматривают укрепление дна оврага (мощением или сооружением лотков, запруд, плетней и других конструкций, способствующих задержанию и выпадению наносов), устройство обвалования и нагорных канав вдоль бровки откоса, задерживающих неорганизованный сброс поверхностных вод. На третьей стадии особое внимание должно быть уделено устранению боковых абразивных процессов. Здесь уместно устраивать у подножия склонов продольные плетневые ограды с забивкой их землей и проводить другие противоэрозионные мероприятия. И, разумеется, весьма эффективная мера – облесение склонов. На четвертой стадии крепление оврагов заключается в посеве многолетних трав на склонах, посадках кустарников и деревьев.

Мероприятия по инженерной подготовке одновременно являются и мероприятиями по благоустройству городской территории (водостоки, зеленые насаждения и т.п.). Поэтому обе группы мероприятий целесообразно проводить одновременно, в состав этих мероприятий входят следующие работы: вертикальная планировка территории, выполняемая с помощью земляных работ; сооружение открытых и закрытых водостоков; понижение и перехват подземных вод; облесение приовражных территорий и самих оврагов (рис. 6).

 

8. Рис. 6 Мероприятия по инженерной подготовке и благоустройству оврагов: а – уполаживание и террасирование склонов; б – частичная засыпка; в – сплошная засыпка; г – устройство донных запруд; д – нагорная канава для перехвата поверхностных вод; е – озеленение оврага  
   Борьба с оползнями и селями.

 

Мероприятия по стабилизации оползневых склонов.

Основные задачи инженерной подготовки оползневых территорий: обеспечение стабильного состояния оползневого склона, т.е. сохранение равновесия всех действующих сил, и создание условий для использования оползневого склона и прилегающих территорий в градостроительных целях (застройка, парки и сады, дороги и т. д.).

Противооползневые мероприятия разделяются на профилактические и коренные, причем перечень таких мероприятий весьма велик. Задача профилактических мер заключается в сохранении стабильного состояния оползня, коренных – в устранении основных причин образования оползня.

Наибольшее значение в противооползневых мероприятиях придается организации стока поверхностных вод и дренированию, поскольку они одна из основных причин возникновения оползневых явлений.

Для предотвращения подмыва откосов на морях, водохранилищах и реках применяют волноотбойные стенки из бетона и железобетона, волноломы и буны, производят укрепление берегов, в том числе подпорными стенками – набережными.

Целесообразность проведения противооползневых мероприятий определяется степенью его соответствия основной причине оползневого явления. Например, при местных вывалах достаточно расчистить откос и сбросить камни, находящиеся в неустойчивом состоянии. В более сложных случаях необходимо устройство улавливающих стенок, анкерование угрожающих падением каменных массивов металлическими анкерами, укладка проволочных сетей и пр.

В качестве основных противооползневых мероприятий применяются: организация стока поверхностных вод в зоне оползней и прилегающей к ней городской территории; понижение уровня грунтовых вод путем сооружения открытых и закрытых дренажных систем; ограждение откосов и защита их от подмыва и размыва проточными водами рек или волнами водоемов; уполаживание откосов и их пригрузка; посадка зеленых насаждений поверху откоса и на оползневом склоне; искусственное закрепление масс оползня, искусственные сооружения для удержания грунтовых масс.

Организация стока поверхностных вод обеспечивает перехват их с прилегающих к оползневому склону территорий и не допускает попадания в тело оползня. Поверхностные воды перехватываются лотками или закрытыми водостоками и сбрасываются в водоем, минуя оползневой склон. Нагорные канавы устраиваются на расстоянии 6–10 м от откоса. При необходимости сброса воды открытой системой через оползневой склон устраиваются укрепленные лотки, конструкция которых предусматривает возможность некоторой деформации (рис. 7).

Рис. 7 Железобетонный телескопический лоток: а – продольный разрез; б – поперечное сечение; 1 – контур основного зуба лотка; 2 – невеночная подготовка

 

При дренировании оползневого склона используют два типа дренажей: головной, перехватывающий грунтовые воды выше склона, и откосный дренаж для осушения тела оползня.

Основной дренаж проходит вдоль верхней бровки откоса. Перехватывая грунтовые воды, головной дренаж предотвращает вынос частиц грунта, смачивание плоскости скольжения и осушает тело оползня. Применяется открытый дренаж, горизонтальный трубчатый, а призначительной мощности водоносного слоя – дренаж галерейного типа (проходной и полупроходной). Откосный дренаж представляет собой систему открытых канав небольшой глубины, расположенных непосредственно по откосу (рис. 8).

Рис. 8 Откосные дренажи

 

Сопротивление движению оползня достигается устройством подпорных стенок, свайных рядов, контрфорсов (железобетонные тонкостенные корпуса, которые заполняются после установки песком и закрываются плитами), контрбанкетов, отсыпаемых в нижней части оползня из перемещенного с верхних оползневых террас грунта при уполаживании склонов или из песка и др. (рис.9).

Рис. 9 Устройства для сопротивления движению оползня: а – контрбанкет; б – контрфорс; в – свайные ряды

 

Подпорные стенки, как правило, используют при малой мощности оползающего слоя. При этом они должны быть заложены на устойчивой, не затронутой оползневым движением толще, т.е. ниже поверхности скольжения. Иначе подпорная стенка может сместиться вместе с откосом.

В последнее время достаточно часто используют противооползневые контрфорсы из железобетонных массивов – корпусов, которые после их установки заполняются песком. В качестве береговых укреплений, защищающих контрфорсы или контрбанкеты от размыва, используются тетраподы, укладываемые рядами по высоте (рис. 10).

Рис. 10 Противооползневые береговые укрепления: а –контрфорс с упорным поясом из массивов гигантов; в – укрепление из тетраподов; 1 – откосное крепление из сварного железобетона; 2 – массивы-гиганты на каменной постели; З – фильтровая подготовка под откосным креплением; 4 – тело противооползневою контрфорса из намытого песка; 5 кладка из тетраподов массой 7.5 т; 6– наброска из тетраподов массой 1.5 т; 7– штучный камень крупностью 30–35 см; 8 – крепление сборным железобетоном; 9 – противооползневой контрфорс из местного грунта; 10 – мелкозернистый песок; 11 – однослойный обратный фильтр