Нагорный дренаж; 2 - трубчатая дрена; 3 - обваловка откоса; 4 - место возможного сползания грунта; 5 - травяной покров; 6 - подлотковый дренаж

В случаях полного нарушения устойчивости откосов выемок со сплывом грунта в боковые канавы и даже на обочины рекомендации по их укреплению разрабатывают индивидуально после обстоятельных инженерно-геологических обследований.

Откосы насыпей высотой более 6 м, возведенных из иловатых грунтов, аргиллитовых или глинисто-сланцевых обломков, мергелей и других аналогичных горных пород очень часто деформируются. Особенно часто деформации наблюдаются с низовой стороны земляного полотна по отношению к склону местности. Основной причиной нарушения устойчивости откосов насыпей являются низкая водо- и морозостойкость, а также высокая дробимость горных пород, из которых они возведены. Чтобы повысить устойчивость откосов, сложенных из легковыветривающихся горных пород, с низовой стороны устраивают упорные призмы из галечника, гравия или гравелистого песка. Повышению устойчивости способствует и уширение насыпи в низовую сторону.

Для предупреждения заиливания упорной призмы грунтом уширяемой насыпи желательно между ней и призмой закладывать противозаиливающую прокладку из стеклоткани, полимерного материала и т. п.

Крутизна наружного откоса призм, отсыпаемых из каменных материалов, не должна превышать 1:1,3. Выкладывая наружный откос крупным камнем, можно допустить увеличение крутизны до 1:1 (рис 12.34, а). Иногда в целях снижения стоимости строительства призмы отсыпают из непылеватых глинистых грунтов (рис. 12.34, б). Наружный откос призмы, отсыпаемой из глинистых грунтов, должен быть не круче 1:2,5.

Рис. 12.34. Пример повышения устойчивости низового откоса высоких насыпей устройством упорных призм:

А - из крупноскелетных материалов; б - из глинистых практически непроницаемых грунтов; 1 - упорная призма; 2 - противозаиливающий слой; 3 - искусственный травяной покров; 4 - врезка в косогор

Для стока просачивающейся через насыпь воды подошву призмы планируют в сторону падения косогора, придавая ей уклон 10-20 ‰. Но если грунт насыпи за период эксплуатации стал водонепроницаемым и призму также осыпают из практически водонепроницаемых грунтов, то ее врезают уступами в косогор с уклоном до 100 ‰ в сторону оси насыпи.

Размеры упорных призм определяют расчетом [46, 52]. Повышение устойчивости низовых откосов упорными призмами или контрбанкетами широко применяют в России, особенно в северных районах страны.

На откосах упорных призм и насыпей, устроенных из крупнообломочных горных пород, укладывают защитный слой водонепроницаемого грунта толщиной не менее 0,6 м. При использовании грунтов, обработанных вяжущими материалами, в том числе и местными малоактивными, толщину защитного слоя можно уменьшить до 0,15-0,2 м.

При деформациях, возникающих в грунте поверхностного слоя откосов в результате снижения их прочности под влиянием погодно-климатических факторов, а также для защиты от температурных и силовых воздействий паводковых или поверхностных вод устраивают более капитальное укрепление - специальные покрытия различного исполнения. К ним относятся решетчатые конструкции из бетонных элементов с заполнением ячеек щебнем, камнем, обработанным вяжущим грунтом. В ином исполнении это пластмассовые пространственные георешетки (геовебы) с высотой ребра 15-20 см и различным заполнением ячеек, устраиваемые для защиты от вымывания грунта и фильтрации грунтовых и поверхностных вод на подстилке из нетканого материала.

В зависимости от условий подтопления при укреплении откосов применяют различные бетонные или железобетонные плиты с устройством обратного фильтра из щебня или геосинтетического материала нетканого типа с высоким коэффициентом фильтрации, геоматы, каменную наброску, габионы на основе сетчатых металлических каркасов, заполняемых камнем различного грансостава, слои из бетона, укладываемого на металлическую сетку пневмопогрузчиком и др. (рис. 12.35 и 12.36). В качестве термозащитных слоев используют торфопесчаные и мохоторфяные смеси, прослойки из геоматериала, пенопласт, пенополистирол. Каждый из этих видов укрепления имеет свою область наиболее эффективной работы в сооружении и защиты поверхности откоса.

Рис. 12.35. Конструкции укрепления откосов:

А - покрытие из геотекстиля; б - укрепление каменной наброской, в том числе по геотекстильной прослойке; в - укрепление различными плитами, в том числе по обратному фильтру из геотекстиля; г - габион из металлической каркасной сетки, заполненной камнем; 1 - геотекстиль; 2 - элемент крепления; 3 - канавка; 4 - каменная наброска; 5 - плита; 6 - обратный фильтр; 7 - упор; 8 - габионный элемент; 9 - зона подмыва.

В последние годы широкое применение получили химические способы закрепления откосов. В табл. 12.4 приведен перечень мероприятий, по ликвидации и предупреждению деформаций, связанных как с потерей общей, так и местной устойчивости, выполняемых химическим способом (рис. 12.37).

При нарушении местной устойчивости неукрепленных откосов выполняют профилирование их поверхности и укрепление. Укрепление травой используется для защиты неподтопляемых или кратковременно подтапляемых откосов от водной и ветровой эрозии, для лечения и предотвращения сплывов, оплывин и других нарушений местной устойчивости в районах с благоприятными условиями для прорастания трав и развития корневой системы. Травосеяние может использоваться и в комплексе с другими методами укрепления, например, решетчатыми конструкциями, геовебами. Разновидностью этого метода можно считать одерновку. Наиболее технологичным является биологическое укрепление с помощью геоматериалов с включенными в их структуру семенами трав оптимального состава или травосеяние с покрытиями из геоматериалов, обеспечивающими защиту прорастающих семян. На подтопляемых откосах с невысокими скоростями потока и малой высотой подтопления возможно биологическое укрепление в виде посадки кустарника, плетневого прорастающего укрепления, прорастающей выстилки, фашинные конструкции.

Рис. 12.36, Варианты конструкции укрепления откосов: