Оползни - это очень просто

Адам Гликман
НТФ «Геофизпрогноз»
8 апреля 2008, Санкт-Петербург

     При ведении строительства на холмах, на краю горных склонов либо обрывов зачастую бывает, что начинается сползание грунта. Естественно, с грунтом сползает и сооружение. Серьезным фактором становятся оползни при строительстве и прокладке дорог в горных и холмистых районах, а также при эксплуатации открытых месторождений полезных ископаемых, когда приходится решать проблемы устойчивости бортов и откосов карьеров. Настоящим бедствием стали оползни в Киеве, в Саратове, много неприятностей от них в Пятигорске...
     Чисто умозрительно понятно, что для того, чтобы возник оползень, необходимо иметь в земной толще некую поверхность скольжения. Однако выявить ее до сих пор не удавалось. Как отличить оползневый склон от неоползневого? До сих пор это делалось одним путем - построить и ждать, поползет или не поползет.
     Согласно физике спектрально-акустических (спектрально-сейсморазведочных) измерений, границы, выявляемые с помощью метода спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) [1], представляют собой поверхности, по которым контактирующие друг с другом среды имеют возможность взаимного проскальзывания. Взаимное проскальзывание - это и есть суть процесса, называемого оползневым. Поэтому, по логике, поверхность скольжения должна бы выявляться с помощью ССП.
     Проверка этой идеи была осуществлена на берегу Азовского моря, вблизи Темрюка. На рис.1 приведен ССП-разрез, полученный вдоль профиля, расположенного от обрывистого берега моря вглубь материка. Разрез характеризуется в целом наличием нескольких воронкообразных объектов, причем только с одной образующей.
     На глубине около 100м залегает известняковая плита, для которой характерно наличие косых границ вследствие ее излома. Одна из таких границ выявлена непосредственно у обрыва (0-3 м профиля). Тангенс ее угла наклона равен 10 (угол равен 84°), то есть положение плиты почти вертикально. Вышележащий массив на данном отрезке профиля наследует этот излом, о чем свидетельствует наличие более пологой границы на глубине около 12м. Тангенс ее угла наклона равен 0,77 (угол равен 38°). При динамическом воздействии на массив вблизи обрыва рано или поздно оползень произойдет.

Рис. 1

     Постоянное динамическое воздействие на структуру обеспечивается со стороны прибоя. Если начать строительство вблизи обрыва, то динамическое воздействие со стороны строительной техники резко ускорит сползание грунта.
     На участке 8-12м профиля на глубинах 35 и 90м присутствуют практические такие же образующие воронкообразных объектов. Однако обрыв к 8-му профиля никогда не приблизится, поскольку на участке 4-8м оползнеопасных поверхностей скольжения нет. И поэтому участок 8-12м неоползневоопасный, и имеет обычные свойства, характерные для зон тектонических нарушений (ЗТН) [2]. То есть, фундамент в этой зоне будет разрушаться и уходить в грунт.
     Далеко не все участки, находящиеся около обрывов, являются оползнеопасными, и в этом их коварство. Так, в Пятигорске многие дома построены на краю обрывов. Они стоят много лет, и нет никаких признаков того, что они могут поползти. Иначе получилось с домом N79 по ул. Февральской.
     Построенный на краю обрыва в 70-х годах, этот 9-этажный панельный дом несколько лет назад начал показывать признаки разрушения. Дом стал наклоняться в сторону, показанную стрелкой, стали разрушаться его опорные панели, и под домом со стороны обрыва местами стал уходить грунт.
     На рис.2 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании в направлении обрыва, рядом с торцом этого дома. Плоскости скольжения здесь не видно, но под самым краем обрыва прорисовался четкий V-образный объект. То есть, непосредственно на краю обрыва находится зона тектонического нарушения. Сразу становится понятным механизм процесса разрушения дома. За время существования дома зона нарушенности пород, свойственная ЗТН, поднялась до поверхности, и стала уменьшаться несущая способность грунта.

Рис. 2

     Таким образом, механизм воздействия на дом оказался отличным от классического оползня, а последствия - такими же. Дом наклоняется, и в перспективе, безусловно сползет с обрыва.
     Для того, чтобы предотвратить сползание дома, рядом с ним и вокруг него создают поле 10-метровых буронабивных свай, чтобы укрепить грунт. Но понятно, что в данном случае это не поможет, и вместо того, чтобы укреплять грунт, сваи будут в него погружаться.
     В принципе, метод удержания дома от разрушения и сползания очень прост. Нужно просто поддомкрачивать дом со стороны обрыва, причем так, чтобы компенсировать уход в грунт самих домкратов. В случае, когда оползень обусловлен плоскостями скольжения, применение домкратов должно быть дополнено канатом, который охватывает дом, и опоры для него должны быть заглублены в грунт вне оползневой зоны.
     Сейчас стало совершенно очевидно, что применение метода ССП в предпроектный период позволит выявить разного рода краевые эффекты, и либо отказаться от строительства в потенциально опасных местах, либо заложить во время строительства меры по их компенсации.

ЛИТЕРАТУРА

Гликман А.Г. «Спектральная сейсморазведка - истоки и следствия»
Гликман А.Г. «Свойства зон тектонических нарушений (ЗТН)»