СП 342.1325800.2017 Действует

- высоту, дальность и характер движения камней по склону и на участке непосредственно перед сооружением;

- скорости движения камней на участке непосредственно перед сооружением;

- места ударов камней о сооружение;

- высоту набега камней по откосу амортизирующей отсыпки;

- случаи перелета и переката камней через сооружение и случаи выскакивания камней за его пределы с указанием для каждого случая высоты подскока и дальности падения камней;

- глубину проникновения камней в амортизирующую отсыпку;

- число, размеры и форму упавших камней (при определении числа и размеров упавших камней следует учитывать все камни – как сбрасываемые и дошедшие в целостности до сооружения, так и расколовшиеся по пути следования на части объемом 0,02 м3 и более).

Приложение Г

Расчет общей и местной устойчивости скальных склонов (откосов)

Г.1 Расчет общей устойчивости

Г.1.1 Расчет устойчивости склонов (откосов) при бытовом (природном), проектном и промежуточных очертаниях следует производить по первому предельному состоянию – несущей способности (по условиям предельного равновесия).

Для определения устойчивости скальных откосов и склонов использован метод предельного равновесия. Расчет устойчивости заключается в оценке дефицита устойчивости S (разности между сдвигающими и удерживающими силами) как для всего откоса или склона запроектированной (имеющейся) конфигурации в целом, так и для отдельных его блоков или отсеков и соответствует условию:

S=ncT - R≤ 0 (Г.1)

где nс – коэффициент сочетания нагрузок;

Т – расчетное значение обобщенной активной сдвигающей силы, определенное с учетом коэффициента перегрузки, кН/м;

m – коэффициент условий работы;

Kн – коэффициент надежности, учитывающий степень ответственности сооружения, его капитальность и значимость последствий при нарушении устойчивости;

R – расчетное значение обобщенной силы предельного сопротивления сдвигу, определенное с учетом коэффициента безопасности по грунтам, кН/м.

Г.1.2 Значение коэффициента перегрузки принимают для грунтов в природном залегании 1,1.

Г.1.3 Значения коэффициента безопасности по грунтам устанавливают согласно статистической обработке результатов определения физических и механических характеристик грунтов при их испытаниях по ГОСТ 20522.

Г.1.4 Коэффициент надежности Кн принимают равным для сооружений:

1-го класса – 1,25;

2-го класса – 1,20;

3-го класса – 1,15;

4-го класса – 1,10.

Г.1.5 Коэффициент условий работы т при расчетах естественных и искусственных откосов и склонов принимают равным 1.

Г.1.6 Коэффициент nс учитывает вероятность неблагоприятного сочетания временных нагрузок или воздействий и должен вводиться при наличии двух или более временных воздействий. Поскольку при расчетах устойчивости скальных откосов, как правило, все действующие нагрузки (собственный вес, фильтрационное давление, нагрузки от внешних сил) являются постоянно действующими, а временная нагрузка только одна – сейсмическое воздействие, то коэффициент сочетания нагрузок в этом случае принимают равным 1.

Г.1.7 С учетом Г.1.5 и Г.1.6 условие устойчивости (Г.1) записывается в виде

S = T - R ≤ 0 (Г.2)

При S > 0 откос или склон рассматриваемого очертания является неустойчивым. В этом случае необходимо или перепроектировать его или предусмотреть укрепление, т. е. приложить дополнительное удерживающее усилие величиной S.

Г.1.8 При сопоставлении различных решений за критерий оценки устойчивости может быть принят коэффициент устойчивости, определяемый при условии S < 0.

Kу = ≥ Kн. (Г.3)

Г.1.9 Расчет общей устойчивости скальных откосов и склонов необходимо начинать с установления положения поверхности обрушения (скольжения).

Г.1.10 Под благоприятным залеганием поверхностей ослабления понимается их расположение:

- наклонное в сторону массива (запрокинутое);

- наклонное в сторону откоса под углом, меньшим угла внутреннего трения по поверхности ослабления;

- вкрест простирания поверхности откоса, за исключением тех случаев, когда поверхности ослабления пересекают поверхности откосов под углами менее 30° и одновременно имеют угол падения в направлении откоса, превышающий угол внутреннего трения по поверхности ослабления.

Г.1.11 Под неблагоприятным залеганием поверхностей ослабления понимается их расположение, наклонное в сторону откоса под углом, превышающим угол внутреннего трения, а также расположение вкрест простирания с поверхностью откоса, когда поверхность ослабления пересекает поверхность откоса под углом менее 30° и одновременно имеет угол падения в направлении откоса, превышающий угол внутреннего трения по поверхности ослабления.

Г.1.12 При оценке общей устойчивости скальных откосов рекомендуется руководствоваться расчетными схемами, приведенными на рисунке Г.1.

1 – контур поверхности обрушения; 2 – трещины, расчленяющие массив возможного обрушения на блоки;3 – выветрелый слой в схеме Л

Рисунок Г.1 – Расчетные схемы общей устойчивости

Силы Т и R вычисляют по формулам:

T = G[sin α + Кс cos (α-δ)]+u2 cos α + Q, (Г.4)

R=tgφтр{G[cos α – Kc sin (α-δ)]+P-u1-u2 sin α}+CтрL, (Г.5)

где G – вес рассматриваемого массива*, кН/м;

α – угол падения трещины, град;

Кс – коэффициент сейсмичности;

δ – угол наклона сейсмической силы к горизонту (принимается наиболее невыгодным для устойчивости – обычно вектор KcG берется параллельным поверхности смещения), град;

и2 и u1 – силы гидростатического давления, воды соответственно на боковую и низовую грани рассматриваемого массива, кН/м;

Q – сумма проекций на направление смещения приложенных к откосу внешних сил, кН/м;

φтр – угол внутреннего трения по системе трещины

Р – сумма проекций на нормаль к плоскости смещения приложенных к откосу внешних сил, кН/м.

Стр – сцепление по системе трещины

L – размер рассматриваемого участка трещин, м.

Устойчивость откосов можно считать обеспеченной, если при всех возможных значениях L, м, условия, определяемые условиями (Г.1) и (Г.2), удовлетворяются.

Для откосов, находящихся под действием только сил собственного веса, требуемую для расчета глубину трещины отрыва hв вычисляют по выражению

hв= (Г.6)

Ее расстояние от бровки откоса вычисляют по выражению

(Г.7)

___________

*Здесь и далее предполагается, что вес скальных откосов (отсеков) определен с учетом коэффициента перегрузки п.

При полученных значениях hв и в максимально допустимая высота откоса составляет

, (Г.8)

где α0 – угол наклона откоса, град;

γ0 – удельный вес скального грунта, кН/м3.

Г.2 Расчет местной устойчивости

Г.2.1 Для расчета местной устойчивости грунты, слагающие откосы и склоны, следует классифицировать по их устойчивости к выветриванию во времени.

Г.2.2 Расчет местной устойчивости для грунтов групп I-III и IV-V следует осуществлять по двум методам, что обусловливается разным характером выветривания грунтов этих групп под воздействием природных факторов.

Грунты групп I-III после вскрытия массива практически не выветриваются или выветриваются преимущественно до состояния каменисто-щебенисто-дресвяных фракций. Грунты групп IV-V выветриваются до состояния глинисто-пылевато-песчаных фракций характеризуются повышенной интенсивностью выветривания во времени и отличаются значительной мощностью выветрелой зоны, в пределах которой в перспективе их можно считать рыхлыми грунтами. Поэтому на грунты групп IV-V при расчетах устойчивости (как общей, так и местной) распространены те же рекомендации, которые приняты для рыхлых грунтов.

Г.2.3 Расчет местной устойчивости для грунтов групп I-III сводится к определению интенсивности поступления продуктов выветривания (объема осыпи) с единицы поверхности откоса и величины отступления бровки откоса во времени.

Г.2.4 Проверка местной устойчивости откосов и склонов в грунтах групп IV-V заключается в определении возможности образования на них поверхностных сплывов выветрелого до состояния мелкозема грунта.

Приложение Д

Определение расчетных скоростей движения обломков скального грунта по горным склонам и откосам

Расчетные скорости движения обломков скальных грунтов по горным склонам и откосам следует определять с учетом их конфигурации, в зависимости от которой они подразделены на четыре типа.

Тип I

Склоны и откосы уступчатого профиля с отдельными уступами высотой не более 5 м (рисунок Д.1, а, б) и ломаного профиля с отдельными участками вдоль склона длиной менее 10 м при разнице в углах крутизны не более 5°

Рисунок Д.1 – Схемы поперечного профиля – тип I

Расчетные скорости движения обломков vр определяют как для однообразного склона (откоса) по спрямленному профилю и вычисляют по формуле

vр=, (Д.1)

где ε – коэффициент, определяемый в зависимости от крутизны склона (откоса) (таблица Д.1);

Нск – высота падения обломков скального грунта, м.

Т а б л и ц а Д.1 Значения коэффициента ε

αск, град | Коэффициент ε при обеспеченности р, % | αск | Коэффициент ε при обеспеченности р, % | 1 | 5 | 10 | | 1 | 5 | 10 30 | 1,11 | 0,89 | 0,80 | 61 | 3,19 | 2,82 | 2,57 31 | 1,33 | 1,11 | 0,97 | 62 | 3,23 | 2,84 | 2,62 32 | 1,51 | 1,33 | 1,15 | 63 | 3,25 | 2,86 | 2,64 33 | 1,68 | 1,46 | 1,28 | 64 | 3,28 | 2,88 | 2,66 34 | 1,77 | 1,59 | 1,42 | 65 | 3,30 | 2,90 | 2,68 35 | 1,86 | 1,68 | 1,51 | 66 | 3,32 | 2,92 | 2,70 36 | 1,99 | 1,77 | 1,59 | 67 | 3,35 | 2,97 | 2,73 37 | 2,08 | 1,86 | 1,66 | 68 | 3,37 | 3,00 | 2,75 38 | 2,14 | 1,90 | 1,73 | 69 | 3,41 | 3,01 | 2,79 39 | 2,21 | 1,92 | 1,77 | 70 | 3,43 | 3,04 | 2,82 40 | 2,30 | 2,04 | 1,83 | 71 | 3,45 | 3,00 | 2,84 41 | 2,35 | 2,09 | 1,90 | 72 | 3,50 | 3,10 | 2,88 42 | 2,43 | 2,13 | 1,95 | 73 | 3,54 | 3,14 | 2,92 43 | 2,48 | 2,17 | 1,99 | 74 | 3,58 | 3,19 | 2,97 44 | 2,55 | 2,21 | 2,04 | 75 | 3,62 | 3,20 | 3,01 45 | 2,58 | 2,26 | 2,08 | 76 | 3,67 | 3,23 | 3,03 46 | 2,63 | 2,30 | 2,13 | 77 | 3,69 | 3,28 | 3,10 47 | 2,7 | 2,35 | 2,15 | 78 | 3,72 | 3,32 | 3,12 48 | 2,75 | 2,39 | 2,17 | 79 | 3,76 | 3,37 | 3,14 49 | 2,79 | 2,43 | 2,21 | 80 | 3,81 | 3,41 | 3,23 50 | 2,83 | 2,48 | 2,26 | 81 | 3,85 | 3,46 | 3,28 51 | 2,88 | 2,52 | 2,28 | 82 | 3,90 | 3,50 | 3,37 52 | 2,92 | 2,57 | 2,30 | 83 | 3,94 | 3,58 | 3,41 53 | 2,96 | 2,59 | 2,35 | 84 | 4,00 | 3,63 | 3,50 54 | 3,00 | 2,62 | 2,39 | 85 | 4,06 | 3,76 | 3,59 55 | 3,03 | 2,66 | 2,42 | 86 | 4,13 | 3,80 | 3,68 56 | 3,06 | 2,68 | 2,44 | 87 | 4,20 | 3,94 | 3,81 57 | 3,10 | 2,70 | 2,46 | 88 | 4,17 | 4,07 | 3,94 58 | 3,12 | 2,74 | 2,48 | 89 | 4,34 | 4,20 | 4,12 59 | 3,14 | 2,77 | 2,52 | 90 | 4,43 | 4,43 | 4,32 60 | 3,17 | 2,79 | 2,57 | | | |

Значение при углах откоса или склона = 30–90° определяют по таблице Д.1.

Тип II

Склоны и откосы ломаного профиля с отдельными участками крутизной от 30 до 60° при длине участков более 10 м и при разнице в углах крутизны смежных участков более 5° (рисунок Д.2)

Рисунок Д.2 – Схема поперечного профиля – тип II

Расчетные скорости вычисляют по формуле

vр= (Д.2)

Тип III

Ломаные откосы и склоны с отдельными пологими участками при углах крутизны αск < 30° и крутыми участками с углами крутизны αск < 60° при длине участков более 10 м и при разнице в углах крутизны смежных участков более 5° (рисунок Д.3)

Расчетные скорости рекомендуется определять по отдельным участкам с учетом замедления движения на пологих элементах откоса или склона (менее 30°). В конце каждого участка, кроме самого верхнего, скорость вычисляют по формуле

v, (Д.3)

где  в случае когда, ; v0(1) = , если;

– скорость в конце пологого участка откоса или склона, м/c.

Рисунок Д.3 – Схема поперечного профиля – тип III

При коэффициенты вычисляют по формуле

=0,0048 +0,416. (Д.4)

В подошве верхнего крутого участка откоса или склона скорость вычисляют по формуле (Д.1).

Тип IV

Ломаные склоны с очень крутыми участками при>60° с высотой более 10 м (рисунок Д.4)

Рисунок Д.4 – Схема поперечного профиля – тип IV

Расчетную скорость в месте расположения защитного сооружения vз вычисляют по формуле

(Д.5)

где vt(0) – тангенциальная составляющая скорости отражения в точке Б, м/c.

vt(0)=(1-λ)vрcos( - ), (Д.6)

где vр – скорость падения обломка в точке 5, вычисляемая по формуле (Д.1);

λ – коэффициент мгновенного трения, принимаемый по таблице Д.2 в зависимости от характера поверхностного покрова и рода поверхностного слоя грунта на участке непосредственно у подошвы крутого склона;

– угол откоса по спрямленному профилю, град.

Т а б л и ц а Д.2 Значения коэффициента мгновенного трения λ

Поверхностный покров | ρ | λ Скальные обнажения | 0,7 | 0,1 Плотный крупнообломочный делювий | 0,5 | 0,3 Одернованная гладкая поверхность | 0,3 | 0,1 Рыхлый делювий, застрявшие обломки скального грунта, осыпь | 0,3 | 0,4 При неглубоком залегании коренных грунтов у поверхности откоса или склона (0,5 м) | 0,5 | 0,3

При наличии на склоне растительного покрова в виде густого мелкого кустарника или леса значения расчетных скоростей следует уменьшить на 20 % – 40 % в зависимости от плотности растительного покрова. Для склонов со скальными обнажениями расчетные скорости следует увеличивать на 10 % – 20 %.

Приложение Е

Классификационные показатели оползней

Е.1 Проектирование предупреждающих сооружений от оползней определяется в зависимости от следующих классификационных показателей:

- масштаб явлений;

- скорость движения и активность перемещения;

- мощность оползневого процесса;

- наличие крутизны склона;

- место образования.

Е.1.1 При выборе конструкций защиты необходимо руководствоваться: Е.1.1.1 размером площади оползней, га:

- 400 и более,

- 200–400,

- 100–200,

- 50–100,

- 5–50,

- не более 5;

Е.1.1.2 Значениями скорости движения оползней, которые приведены в таблице Е.1.

Таблица Е.1 – Характеристика оползней по скорости движения

Таблица Е.1Скорость движения | Оценка движения 3 м/с | Исключительно быстрое 0,3 м/мин | Очень быстрое 1,5 м/сутки | Быстрое 1,5 м/месяц | Умеренное 1,5 м/год | Очень медленное 0,06 м/год | Исключительно медленное

Е.1.1.3 Значениями мощности процесса оползней, тыс. м3:

- не более 10,

- от 11 до 100,

- от 101 до 1000,

- свыше 1000 тыс. м3;

Е.1.1.4 в зависимости от крутизны склона оползня от 5° до 7° до 19°.

По месту образования оползней в соответствии с классификацией, приведенной в таблице Е.2.

Таблица Е.2 – Общая классификация оползней по типу, строению, причинам и характеру (форме) смещения

Таблица Е.2Тип оползня | Геологическое строение склона | Гидрология склона | Причина оползневых смещений | Характер смещения | Форма поверхности 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 I – оползень выдав-ливания | Горизонтально залегающие пласты прочных и жестких пород, подстилаемых в основании глинами | Подземные воды в массиве пород могут как присутствовать, так и отсутствовать | Изменения напряженного состояния массива вследствие увеличения высоты и крутизны склона при подрезании его основания рекой, морем, озером, водохранилищем, подсечки выемкой и нагружения при возведении на склоне зданий и сооружений | Вязкопластическое течение и выдавливание ползучей глинистой породы в подошве склона со сколом и разрывами на блоки пластов, лежащих выше жестких пород | Четкой поверхности смещения нет. Образуется зона перемятого грунта на неровной прогнувшейся кровле глинистого пласта II – оползень срезания | Одна глинистая порода или горизонтально и слабо наклонно залегающие слои различных прочных пород | | Ползучесть глин (крип) | Смещение откалывающихся от массива блоков пород по ослабленной (часто увлажненной) поверхности | Криволинейная, круглоцилиндрическая

Продолжение таблицы Е.2

Тип оползня | Геологическое строение склона | Гидрология склона | Причина оползневых смещений | Характер смещения | Форма поверхности III – оползень соскальзывания | Пласты породы наклонены вниз по склону. На контактах пластов могут присутствовать глинистые прослои и примазки | Подземных вод нет, или они поступают в массив периодически, нерегулярно | Снижение прочности пород, главным образом глинистых, на контактах пластов и по трещинам при увлажнении подземными и подтопляющими водами | Смещение откалывающихся от массива блоков пород по ослабленной (часто увлажненной) поверхности | Плоская наклонная, по трещинам разрыва сплошности массива иногда вертикальная IV – оползень суффозионного всплывания | На склон выходит слой водоносного песка среди пластов других пород, в том числе водоупорных | Подземные воды содержатся в песчаных слоях и вытекают на склон | Разрыв сплошности массива при вымывании частиц песка на склон подземными водами под действием гидродинамического давления | Всплывание песка на склон или в его подошве, сопровождающееся сколом, оседанием и смещением залегающих выше толщ пород | Совпадает с кров- лей водоупорного пласта, подстилающего водоносный песок, нередко фиксируется зона смещения в песчаных отложениях V – оползень течения | Глинистые иногда с примесью грубо- обломочного материала и реже другие породы | На контакте покровных и подстилающих пород присутствуют грунтовые воды типа верховодки | Снижение прочности пород, при увлажнении и выветривании (усадка и набухание, промерзание и оттаивание глинистых пород) | Пластическое течение толщи покровных пород со сколом корки залегающего выше подсушенного более жесткого грунта | Определяется рельефом кровли пород, подстилающих покровные грунты. Эта поверхность часто неровная VI –оползень разжижения | Глинистые, ранее засоленные, а затем выщелоченные тиксотропные грунты малой прочности | Грунты насыщены водой, но находятся в состоянии геля | Снижение прочности пород при выщелачивании солей водой. Быстрый переход грунта из состояния геля в состояние золя (жидкости) при вибрации и ударах (проход поездов, ураган, землетрясение и др.) | Быстрое вязкое течение по склону, откосу разжиженных грунтов покровных слоев. Сплывы и оплывины | Поверхность смещения нечеткая, чаще совпадает с подошвой слоя выветривания и выщелачивания пород VII –просадочный оползень-поток | Лессовые просадочные покровные грунты, перекрывающее глинистые породы или плотную скалу | Замачивание с образованием верховодки в лессовом грунте и по кровле подстилающих пород | Разрушение структурных связей застойными водами и резкое падение прочности лессового грунта | Пластическое течение толщи лессовых покровных грунтов со сколом корки залегающего выше подсушенного грунта | Определяется рельефом кровли пород, подстилающих покровные лессовые грунты. Чаще слабо наклонная поверхность

Приложение Ж

Классификационные показатели селей

Ж.1 В проектах по устройству защиты от селей должны быть предусмотрены следующие основные требования в соответствии с классификацией на основе причины возникновения (таблица Ж.1).

Таблица Ж.1 – Классификация селей на основе причины возникновения

Таблица Ж.1Тип | Причина | Распространение и зарождение 1 Дождевой | Ливни, затяжные дожди | Самый массовый тип селей, который образуется в результате размыва склонов и появления оползней 2 Снеговой | Интенсивное снеготаяние | Связан со срывом и переувлажнением снежных масс 3 Ледниковый | Интенсивное таяние снега и льда | В высокогорных районах. Зарождение связано с прорывом талых ледниковых вод 5 Сейсмогенный | Сильные землетрясения | В районах высокой сейсмичности. Срыв грунтовых масс со склонов 6 Лимногенный | Образование озерных плотин | При разрушении плотин 7 Антропогенный прямого воздействия | Скопление техногенных пород. Некачественные земляные плотины | На участках складирования отвалов. Размыв и сползание техногенных пород. Разрушение плотин 8 Антропогенный косвенного воздействия | Нарушение почвенно-растительного покрова | На участках сведения лесов, лугов. Размыв склонов и русел Примечание – Классификация селей учитывает повторяемость активности развития или его селеактивность по их воздействию на сооружения.

Ж.2 С учетом трех групп селевых бассейнов:

- высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3–5 лет и чаще);

- средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6–15 лет);

- низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).