СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов.


Плотины из грунтовых материалов

СНиП 2.06.05-84*

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИГим.Б.Е. Веденеева (д-ртехн. наук И. Б. Соколов и канд. техн. наук А.П. Пан —руководители темы; проф., канд. техн. наук А.Л. Можевитинов; М.П.Павчич и Г.А. Чугаева, доктора техн. наук в.а. Мелентьев, П.Л.Иванов, Л.В. Горелик и А.Л. Голдин, канд. техн. наук Г.Х. Праведный,В.С. Кузнецов, Н.Ф. Кривоногова, Т.Ф. Липовецкая, Е.А. Смирнов)и Проектно-изыскательским и научно-исследовательским объединением«Гидропроект» им. С.Я. Жука (кандидаты техн. наук Л.П.Михайлов, И.С. Моисеев, В.Д. Новоженин — руководители темы;кандидаты техн. наук В.И. Вуцель, Н.А. Красильников, Г.Ф. Биянов) сучастием треста «Гидромеханизация» и проектной конторы«Гидромехпроект» Минэнерго СССР (Б.Г Гурьев —руководитель темы; С.Т. Розиноер и Л.Н. Булаков), НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Госстроя СССР (д-р техн. наук В.А. Ильичев —руководитель темы; проф., д-р техн. наук М.И. Горбунов-Посадов), В/ОСоюзводпроект (Б.в. Орлов и Ю.И. Аксенов — руководители работ;А.И. Василенко) и института Южгипроруда Минметаллургии СССР (Ю.С.Богословский — руководитель работ; Э.А. Бакши и Р.И. Курбатов),института мерзлотоведения СО АН СССР (д-р техн. наукP.M. Каменский — руководитель темы; канд. техн. наукР.В. Чжан) и МИСИ им. В.В. Куйбышева Гособразования СССР (д-р техн.наук И.Х. Костин — руководитель работ; кандидаты техн. наукЯ.А. Кроник и С.Г. Лосева).

Изменения разработаны ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (канд. техн.наук А.Г. Василевский, канд. техн. наук А.П. Пак — руководительтемы; д-р техн. наук А.Л. Гольдин: Е.А. Смирнов), канд.геолого-минерал. наук Н.Ф. Кривоногова; канд. техн. наук ас.Кузнецов; М.П. Павчич и Всесоюзным проектно-изыскательским инаучно-исследовательским объединением «Гидропроект» им.С.Я. Жука (канд. техн. наук В.Д Новоженин — руководитель темы;канд. техн. наук Г.Ф. Биянов) с участием треста «Гидромеханизация»и проектной конторы «Гидромехпроект» Минэнерго СССР (Б.ГГурьев — руководитель темы; С.Т. Розиноер), институтамерзлотоведения СО АН СССР (д-р техн. наук P.M.Каменский — руководитель темы; канд. техн. наук Р.В. Чжан),МИСИ им. В.В. Куйбышева Гособразования СССР (д-р техн. наук И.X.Костин — руководитель работ; кандидаты техн. наук Я.А. Кроник иС.Г. Лосева) и ЛПИ Гособразования РСФСР (д-р техн. наук А.К.Григорьев — руководитель работ; канд. техн. наук Г.Т. Трунков).

ВНЕСЕНЫ Минэнерго СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (А.И.Голышев, В.А. Кулиничев).

С введением в действие СНиП 2.06.05-84* "Плотины из грунтовыхматериалов" утрачивают силу СНиП 2.06.05-84 "Плотины изгрунтовых материалов".

В настоящие строительные нормы и правила внесены изменения,утвержденные постановлением Госстроя СССР от 17 сентября 1990 г.№ 77.

Пункты, таблицы и приложения, в которые внесены изменения, помеченызвездочкой. Новые таблицы и чертежи приведены с двойной нумерацией.

При пользовании нормативным документом следует учитыватьутвержденные изменения строительных норм и правил и государственныхстандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительнойтехники", "Сборнике изменений к строительным нормам иправилам" Госстроя СССР и информационном указателе"Государственные стандарты СССР" Госстандарта СССР.


Строительные нормы и правила

СНиП 2.06.05-84*

Госстрой СССР

Плотины из грунтовых

материалов

Взамен СНиП II.4-73 (II-53-73)

Настоящие нормы распространяются на проектирование новых иреконструкцию существующих плотин (или напорных дамб) из грунтовыхматериалов (земляных насыпных и намывных, каменно-земляных икаменно-набросных), входящих в состав сооружений различных видовстроительства (гидроэнергетического и водно-транспортного,мелиоративных систем, систем водоснабжения, рыборазведения, защитытерриторий от затопления).

При проектировании плотин, предназначенных для строительства всейсмических районах, на просадочных и набухающих грунтах, а также наплощадках, подверженных оползням, селям и карсту, надлежит учитыватьдополнительные требования, предъявляемые к строительству сооружений вуказанных условиях соответствующими нормативными документами,утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

Классыплотин устанавливаются в соответствии с требованиями СНиП 2.06.01-86.

Внесены Министерством энергетики и электрификации СССР

Утверждены постановление-Госстроя СССР от 28 сентября 1984 г. № 169

Срок введения в действие

1 июля 1985 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1* Инженерные изыскания, в том числе инженерно-геодезические,инженерно-геологические, инженерно-геокрио­ло­ги­чес­кие,инженерно-гидрометеорологические, необходимые для проектирования истроительства плотин из грунтовых материалов, следует проводить всоответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87, СНиП 2.01.14-83 и СНиП2.02.04-88 с учетом специфики гидротехнического строительства идополнительными исходными данными, содержащимися в задании напроектирование и учитывающими конкретные условия проектируемогообъекта.

В северной строительно-климатической зоне состав, объем и методикаинженерно-геологических и геокриологических изысканий, площадь иглубина изучения инженерно-геологического разреза должнысоответствовать стадии проектирования, сложности природнойобстановки, принципу использования вечномерзлых грунтов в качествеоснования, типу и параметрам плотины.

* Переиздание по состоянию на 1 января 1991 г.

1.2.* Плотины из грунтовых материалов в зависимости от материала ихтел и противофильтрационных устройств, а также способов возведения,подразделяют на основные типы, указанные в табл. 1.

Таблица 1

Тип плотины

Отличительные признаки

Земляная насыпная (см. разд. 2)

Грунты от глинистых до гравийно-галечниковых; отсыпают насухо с уплотнением или в воду

Земляная намывная (см. разд. 3)

Грунты от глинистых до гравийно-галечниковых; намывают средствами гидромеханизации

Каменно-земляная (см. разд. 4)

Грунты тела — крупнообломочные; противофильтрационных устройств — от глинистых до мелкопесчаных

Каменно-набросная (см. разд. 4)

Грунты тела — крупнообломочные; противофильтрационные устройства — из негрунтовых материалов

В северной строительно-климатической зоне плотины из грунтовыхматериалов в зависимости от материала их тел и противофильтрационныхустройств, способов возведения, а также температурного состояниягрунтов плотин и их оснований подразделяют на основные типы,указанные в табл. 1.1.

1.3.* Створ плотины следует выбирать на основаниитехнико-экономического сопоставления вариантов в увязке с компоновкойгидроузла и в зависимости от топографических, гидрологических,инженерно-геологических и инженерно-геокриологических условийплощадки строительства и требований охраны природной среды.

При этом следует учитывать:

а) необходимость расположения водопропускных сооружений такимобразом, чтобы исключить возможность опасных размывов и термоабразииберегов, подмыва плотины при сбросе воды в нижний бьеф и отложенияпродуктов размыва в размерах, ухудшающих условия эксплуатациигидроузла;

Таблица 1.1


Отличительные признаки типов плотин

Тип

материалы и грунты


принцип

плотины

противофильтрационных устройств

тела плотины

способы укладки и замораживания грунтов

строительства

Земляная насыпная талая

Глинистые грунты, мел­кие и пылева­тые пески, крупно-обло­мочные гру­нты с сугли­нистым или супесчаным заполнителем, искусствен­ные грунтовые смеси, негрун­­товые матери­алы

Крупнообломочные, песчаные глинистые1 грунты

Послойная укладка талых глинистых грунтов, в том числе и с включениями мерзлых комьев, насухо с уплотнением и отсыпка их в воду (прудки), в том числе со льда.

Послойная укладка талых крупнообломочных и песчаных, морозных крупнообломочных грунтов насухо с уплотнением.

Отсыпка мерзлых крупнообломочных и песчаных грунтов в воду (при безкотлованном методе строительства)

II

Земляная насыпная мерзлая

То же

То же

Послойная укладка талых глинистых грунтов, в том числе и с включениями мерзлых комьев, насухо с уплотнением.

Послойная укладка талых крупнообломочных и песчаных, морозных крупнообломочных грунтов насухо с уплотнением.

Отсыпка талых или мерзлых глинистых грунтов в воду возможна при технико-экономическом обосновании.

Устройство мерзлотной завесы в теле противофильтрационного устройства плотины и его основании

I

Земляная намывная талая

Пески мелкие, пылеватые и глинистые грунты

От песчаных до гравийно-галечниковых грунтов

Намыв средствами гидромеханизации

II

Земляная намыв­ная мерз­лая

Пески мелкие и пылеватые (для плотин с комбиниро­ванным про­филем — глинистые грунты)

То же

То же, с устройством мерзлотной завесы

I

Каменно-земляная талая

Глинистые и крупнообломочные грунты с суглинистым или супесчаным заполнителем, искусственные грунтовые смеси

Каменная наброска (валунные или глыбовые грунты), горная масса

Послойная укладка талых глинистых грунтов, в том числе и с включениями мерзлых комьев, насухо с уплотнением и отсыпка их в воду (прудки).

Послойная укладка горной массы и грунтов переходных зон с уплотнением.

Поярусная укладка камня, валунных или глыбовых грунтов без уплотнения

II

Каменно-земляная мерзлая

То же

То же

Послойная укладка талых глинистых грунтов, в том числе и с включениями мерзлых комьев, насухо с уплотнением.

Поярусная укладка камня, валунных или глыбовых грунтов без уплотнения. Послойная укладка горной массы и грунтов переходных зон с уплотнением.

Устройство мерзлотной завесы в теле противофильтрационного устройства плотины и его основании

I

Каменно-набросная талая

Негрунтовые материалы

Каменная наброска (валунные или глыбовые грунты), горная масса

Поярусная укладка камня, валунных или глыбовых грунтов без уплотнения.

Послойная укладка горной массы и грунтов переходных зон с уплотнением

II

1 Для однородных плотин.

Примечание. Проектирование таломерзлых земляных насыпных плотин снегрунтовыми противофильтрационными устройствами и каменно-земляныхплотин разрешается при соответствующем обосновании.

б) возможность пропуска воды через створ плотины в период еестроительства, а также возможность прокладки по плотине и на подходахк ней дорог различного назначения как в период строительства, так и впериод эксплуатации;

в) целесообразность включения перемычек (банкетов), необходимых дляперекрытия русла реки в период строительства гидроузла, в телоплотины;

г) режим расходов и уровней водотока;

д) условия пропуска льда, наносов, леса, судов, рыбы и другиеспециальные требования, предъявляемые к проектируемому объекту;

е) возможность образования незамерзающей зимой полыньи в нижнем бьефеи ее влияние на повышение влажности воздуха и туманообразования наприлегающей территории.

1.4*. Тип плотины (см. табл. 1 и табл. 1.1) следует выбирать взависимости от топографических и инженерно-геологических илиинженерно-геокриологических условий основания и берегов, особеннольдистости грунтов основания и размеров подруслового талика,гидрологических и климатических условий района строительства,величины напора воды, наличия грунтовых строительных материалов,сейсмичности района, общей схемы организации строительства ипроизводства работ, особенностей пропуска строительных расходов воды,сроков ввода в эксплуатацию и условий эксплуатации плотины.

Тип и конструкцию плотины следует выбирать на основаниитехнико-экономического сравнения вариантов, учитывающих технологиюстроительных работ, а также общую компоновку гидроузла. Сравниваемыеварианты должны иметь одинаковую стелень проработанности инадежности. Для возведения плотины из грунтовых материалов надлежитпредусматривать использование грунта и камня, полученных из полезныхвыемок.

Выбор конструкций плотин, возводимых в сейсмических районах, а такжемероприятий по повышению их сейсмостойкости, следует производить сучетом требований СНиП II-7-81*.

1.5*. Возведение плотин из грунтовых материалов можно предусматриватькак на скальных, так и на нескальных грунтах основания, находящихся вталом или в мерзлом состоянии с учетом прогноза изменения ихкриогенного состояния в период строительства и эксплуатации.

Возведение плотин на нескальных грунтах основания, содержащихводорастворимые включения в количестве большем, чем указано в п.2.5*, допускается только при проведении исследований скоростирасселения и выщелачивания и учете этих процессов при оценкефильтрационного расхода, устойчивости и деформируемости сооружения.Для предотвращения выщелачивания грунтов основания могутпредусматриваться различные конструктивные меры (например, устройствопонуров, зубьев, завес, обеспечение насыщения раствора в основанииплотины и др.).

При строительстве плотин из грунтовых материалов на торфяном(заторфованном) основании необходимо выполнять исследования попрогнозу разложения торфа во времени и учету этого процесса приобосновании устойчивости сооружения.

Плотины на илистых грунтах допускается возводить только при наличиинадлежащего обоснования.

На основаниях, сложенных сильнольдистыми грунтами ii>0,4и сильносжимаемыми при оттаивании вечномерзлымигрунтами следует предусматривать строительство мерзлых плотин изгрунтовых материалов.

1.6*.При оценке качества грунтов нескального основания надлежит обращатьособое внимание на наличие в нем:

а) суффозионных и термопросадочных грунтов,

б) грунтов, в которых при возведении плотины может развиватьсяпоровое давление в связи с их консолидацией. Условия необходимостиучета порового давления изложены в рекомендуемом приложении 1;

в) льдонасыщенных грунтов, теряющих несущую способность приоттаивании.

1.7* При оценке качества скального основания следует обращать особоевнимание на наличие в нем:

а) трещин, заполненных легковымываемыми мелкими фракциями грунта, атакже полностью или частично заполненных льдом;

б) тектонических нарушений (сбросов и сдвигов);

в) ослабленных зон, которые могут разрушаться под влиянием фильтрациии насыщения их водой и оказаться неустойчивыми.

1.8. Основные расчеты при проектировании плотин из грунтовыхматериалов следует выполнять в соответствии с требованиями разд. 5.

1.9*. При проектировании плотин из грунтовых материалов выборспособов производства работ по их возведению следует производить всоответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87 и СНиП 3.07.01-85. Длякаждого элемента плотин должны быть разработаны технические условияна его возведение с учетом материала, способа производства работ,климатических, геокриологических и других местных условий,предусматривающие также контроль качества работ, обеспечивающегонадежную работу плотин. Технические условия при соответствующемобосновании могут изменяться и уточняться в процессе строительства.

1.10*. В проектах плотин необходимо предусматривать специальныйпроект на установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) дляпроведения натурных наблюдений за работой сооружения как в процессестроительства, так и в период его эксплуатации согласно обязательномуприложению 2*.

1.11. Реконструкцию плотин из грунтовых материалов следуетосуществлять при необходимости:

а) увеличения призмы регулирования водохранилища;

б) повышения требований к надежности сооружения и условиям егоэксплуатации;

в) повышения экономичности сооружения за счет уменьшения потерь водыи затрат на его эксплуатацию;

г) выполнения требований по охране природной среды.

1.12. Проектами реконструкции плотин из грунтовых материалов должныбыть учтены результаты обследований эксплуатируемого сооружения инеобходимость реконструкции сопрягающихся с ним сооружений(водосливных плотин, зданий ГЭС, шлюзов, рыбопропускных сооружений ит.д.).

1.13. В проектах грунтовых плотин при соответствующем обоснованииследует предусматривать возможность их реконструкции в периодэксплуатации.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

1.14*. Для проектирования плотин и дамб из грунтовых материаловнеобходимо определять следующие основные характеристики грунтов,предназначенных для укладки в тело сооружений:

а) зерновой состав, а для глинистых грунтов, отсыпаемых в воду,дополнительно количественное содержание комьев грунта по размеру;

б) плотность грунта р;

в) плотность частиц грунта рs;

г) влажность талого грунта w,суммарную влажность мерзлого грунта wtot,влажность мерзлого грунта между включениями льдаwm, суммарную льдистостьмерзлого грунта itot,льдистость мерзлого грунта за счет включений льда ii;

д) плотность сухого грунта pdпри влажности w = 0(для сыпучих грунтов в максимально плотном Pd,maxмаксимально рыхлом Pd,minсостоянии);

е) оптимальную влажность wopt,и оптимальную плотность сухого грунта Pd,opt.Для глинистых грунтов эти величины определяют с учетом конкретныхтипов грунтоуплотняющих механизмов;

ж) границы пластичности для глинистых грантов (текучести ираскатывания wp),а при необходимости — и максимальную молекулярную влагоемкостьwm,а также минеральный состав глинистых частиц;

з) прочностные: угол внутреннего трения j,удельное сцепление с, а также прочность наодноосное растяжение st,(в случаях необходимости проверки трещиностойкости глинистыхпротивофильтрационных устройств плотин и дамб);

и) показатели деформируемости:

для талых грунтов коэффициент уплотнения а,модуль деформации Еи коэффициент поперечного расширенияv;

для оттаивающих грунтов коэффициент оттаивания Аth,коэффициент сжимаемости s,относительную осадку Sth;

для мерзлых грунтов коэффициент сжимаемости sf,модуль деформации Ef;

к) коэффициент фильтрации k;

л) показатели фильтрационной прочности грунтов: критические градиентынапора (при расчетах выпора Icr,u,суффозии Icr,pи контактного размыва Icr,c)и критические скорости фильтрации;

м) показатели просадочности для глинистых (лёссовых) грунтов;

н) показатели набухания и усадки для глинистых грунтов, а такжепучения при воздействии отрицательных температур;

о) теплофизические:

для талых грунтов коэффициент теплопроводности lth,коэффициент температуропроводности аth,объемную теплоемкость Сth;

для мерзлых грунтов коэффициент теплопроводности lf,коэффициент температуропроводности аf,объемную теплоемкость Сf;

п) температуру начала замерзания грунта Tb,f;

р) коэффициенты линейного расширения глинистых грунтов в талом имерзлом состояниях, соответственно аf и аtf.

Кроме того, необходимо определять содержание в грунтахводорастворимых солей, а также органических примесей и стелень ихразложения. Для камня и крупнообломочных пород следует определятьводопоглощение и морозостойкость (если они предназначены для укладкив зонах промерзания).

Виды грунтов плотин и оснований, их физико-механические итеплофизические характеристики необходимо определять в соответствии стребованиями ГОСТ 25100—82* СНиП 2.02.02-85 и СНиП 2.02.04-88.

Характеристики грунтов (прочностные, деформационные, фильтрационные итеплофизические) следует определять экспериментально с учетом ихсостояния по плотности, влажности и температуре, в котором грунтыбудут находиться в плотине в процессе ее строительства иэксплуатации, для плотин Iкласса — с учетом последовательности возведения и виданапряженно-деформированного и температурно-влажностного состояния.

1.15* Для проектирования плотин I и II классов дополнительно кхарактеристикам грунтов, указанным в п.1.14*, следует определять:

а) расчетное сопротивление сжатию и коэффициент размягчаемостиисходной горной породы — для камня и крупнообломочных грунтов;

б) анизотропные фильтрационные и прочностные характеристики намытыхгрунтов.

1.16*. Характеристики грунтов, предназначенных для укладки в телоплотин и дамб, а также грунтов их оснований следует устанавливать поматериалам инженерно-геологических и геокриологических изысканий иисследований.

При проектировании грунтовых сооружений из искусственных смесей иххарактеристики определяют путем специальных исследований.

Характеристики грунтов намывных плотин устанавливают с учетом данныхо плотинах-аналогах, возведенных из карьерных грунтов, близких позерновому составу и форме частиц к грунтам проектируемого сооруженияи намытых по одинаковой с аналогом технологии.

При назначении характеристик грунтов намывных плотин надлежитучитывать изменение их показателей с течением времени по данныманалогов и исследований или по результатам проведенияопытного намыва.

Для неоднородных земляных намывных плотин (п. 3.1)физико-механические характеристики намытого грунта следует определятьотдельно для каждой зоны.

1.17* Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов(плотность, деформируемость, фильтрационные показатели и т.п.)следует устанавливать статистической обработкой результатов полевых илабораторных определений, руководствуясь требованиями СНиП 2.02.02-85и СНиП 2.02.04-88.

При проектировании частей намывных плотин, намытых выше уровня воды,из песчаных, гравийных и галечниковых грунтов расчетные значенияфизико-механических характеристик намываемого грунта могутприниматься по данным табл. 2 с последующей корректировкой пофактическим показателям. Плотность сухого грунта для частей намывныхплотин, намытых под воду, следует принимать как среднееарифметическое плотности сухого грунта rdи плотности rd,minнамываемого грунта в максимально рыхлом состоянии.

Таблица 2

Грунт

Плотность сухого грунта rd, т/м3

Угол внутреннего трения водонасыщенного грунта j, град

Коэффициент фильтрации k, м/сут

Песок:




пылеватый

1,35—1,50

22—24

0,5—5

мелкий и средний

1,45—1,60

24—30

2—25

крупный

1,55—1,65

30—32

5—35

гравелистый

1,60—1,75

32—34

10—50

Гравийный с содержанием песка менее 50 %

1,70—1,90

34—36

Св. 30

Примечания: 1. Табл. 2 составлена для грунтов с плотностью частиц rс= 2,65 — 2,70 т/м3

2. Большие значения плотности rdи коэффициента фильтрации kотносятся к грунту с зернами окатанной формы, меньшие — кгрунту с неокатанными зернами.

3. Большее значение угла внутреннего трения относится к грунту снеокатанными зернами, меньшее — к грунту с зернами окатаннойформы.

4. При учете анизотропии характеристик намытых песчаных грунтоврекомендуется в расчетах фильтрации и устойчивости откосов намывныхплотин корректировать приведенные в табл. 2 значения коэффициентафильтрации и угла внутреннего трения согласно опытным данным.

Прочностные характеристики крупнообломочных грунтов допускаетсяопределять на основе моделирования их составов.

1.18. За расчетные значения плотности сухого грунта в телеплотины следует принимать величины rd,соответствующие односторонней доверительнойвероятности a=0,95. Исходя из этого, устанавливают контрольные показателифизико-механических характеристик грунта для сооружения в целом илиотдельных его частей.

1.19*. В проектах необходимо предусматривать геотехнический контрольза возведением плотины и состоянием ее основания. При выполнениигеотехнического контроля следует учитывать требования СНиП3.02.01-87,СНиП 3.07.01-85и проекта.

При строительстве плотин в северной строительно-климатической зоненеобходимо дополнительно осуществлять контроль за температурнымсостоянием грунтов тела и основания плотины, а также за температурнымсостоянием грунтов в карьерах, буртах зимнего хранения, притранспортировании и укладка

1.20* Плотность сложения грунта земляных насыпных, каменно-земляных икаменно-набросных плотин следует назначать с учетом:

а) исследований свойств грунтового материала и расположения его втеле плотины (как по высоте, так и по элементам профиля);

б) внешних нагрузок;

в) напряженно-деформированного состояния;

г) способа отсыпки и уплотнения грунтового материала и интенсивностивозведения.

Плотность сложения грунта, как правило, назначают переменной повысоте плотины. При этом, учитывая изменение его физико-механическихсвойств в процессе строительства и эксплуатации сооружения, болееплотный грунт принимают для нижних частей плотины.

Для плотин, возводимых в сейсмических районах, плотность сложениягрунта в верхней части их профиля со стороны верхнего бьефа должнабыть выше, чем в остальных частях. Размеры этой части определяютрасчетом в зависимости от конструкции плотины с учетом требованийСНиП II-7-81*.

В северной строительно-климатической зоне верхнюю промерзающую частьплотины (выше НПУ) следует возводить из уплотненных непучинистых илислабопучинистых грунтов.

Окончательно плотность сложения грунта устанавливают сравнениемтехнико-экономических показателей разрабатываемых вариантов.

1.21* Для плотин IиII классов из грунтовых материалов следует, какправило, предусматривать опытные заготовки, отсыпку и укатку илинамыв грунтов на участках, предпочтительно располагаемых в пределахпрофильных объемов проектируемого сооружения, для отработкитехнологии строительных работ, уточнения расчетных характеристик, адля намывных плотин также для определения раскладки грунта(фракционирования) по длине откоса намыва.

Плотность крупнообломочных грунтов каменно-земляных икаменно-набросных плотин IIIи IVклассов допускается назначать по аналогам с учетом зернового составагрунта, прочности камня на сжатие, толщины отсыпаемогослоя, а также методов его уплотнения.

2.ЗЕМЛЯНЫЕ НАСЫПНЫЕ ПЛОТИНЫ

2.1*. Земляные насыпные плотины по конструкции тела ипротивофильтрационных устройств в теле и основании подразделяют наосновные виды, указанные в табл. 3 и на черт. 1.

Таблица 3

Элементы плотины

Вид плотины

Тело плотины

Однородная (черт. 1, а)

Неоднородная (черт. 1, б, в)

С экраном из негрунтовых материалов (черт. 1, г)

С грунтовым ядром (вертикальным или наклонным), черт. 1, д

С негрунтовой диафрагмой (черт. 1, е)

С грунтовым экраном (черт. 1, ж)

Противофильтраци­онное устройство в основании плотины

С зубом (черт. 1, г)

С инъекционной (цементационной и др.) завесой (черт. 1, д)

Со стенкой, шпунтом (черт. 1, е)

С понуром (черт. 1, ж)

Примечания: 1. Грунтовые противофильтрационные устройстванеоднородной плотины при большой их толщине называют верховыми (черт. 1, б) или центральными (черт. 1, в)призмами (противофильтрационными) соответственно их расположению.

2. Конструкции тела плотины могут сочетаться с различнымиконструкциями противофильтрационных устройств в ее основании; выборзависит от геологии основания и обосновывается расчетами итехнико-экономическим сопоставлением вариантов. Возможно сопряжениетела плотины с основанием без противофильтрационных устройств.

Черт 1.Виды земляных насыпных плотин

аж— см. табл. 3;

1 — тело плотины; 2 — поверхностьдепрессии; 3 — дренаж; 4 — креплениеоткосов; 5 верховая грунтоваяпротивофильтрационная призма; 6 диафрагма; 7— верховая призма: 8 — низоваяпризма; 9— переходный слой; 10— экран изнегрунтовых материалов; 11 — грунтовое ядро; 12 —центральная грунтовая противофильтрационная призма; 13 —шпунт или стенка; 14 — понур; 15 —инъекционная (цементационная) завеса (висячая); 16 —зуб; 17 — грунтовый экран; h— высота плотины; b — ширинаплотины понизу; bum —ширина противофильтрационного устройства понизу: bup— ширина плотины по гребню; mh— коэффициент верхового откоса; mt— коэффициент низового откоса

В северной строительно-климатической зоне земляные насыпные плотины взависимости от температурного состояния грунтов, конструкции тела ипротивофильтрационных устройств подразделяют на основные типы и виды,указанные в табл. 3.1 и на черт. 1.1.

Таблица 3.1

Тип

плотины

Элементы плотины

вид плотины

Земляная насыпная талая

Тело плотины

Однородная (черт. 1.1, а)

С грунтовым экраном (черт. 1.1, б)

С ядром (черт. 1.1, в)

С центральной призмой (черт. 1.1, г)

С диафрагмой (черт. 1.1, д)

С экраном из негрунтовых материалов (черт. 1.1, е)


Противофильтрационное устройство в основании плотины

С зубом (черт. 1.1, б, в, е)

С инъекционной (цементационной) завесой (черт. 1.1, е)

Со стенкой, шпунтом (черт. 1.1, д)

Земляная насыпная мерзлая

Тело плотины

Однородная с мерзлотной завесой (черт. 1.1, ж)

С ядром и с мерзлотной завесой (черт. 1.1,з)

С центральной призмой и с мерзлотной завесой (черт. 1.1, и)


Противофильтрационное устройство в основании плотины

С мерзлотной завесой (черт. 1.1, ж, з, и)

С зубом и мерзлотной завесой (черт. 1.1, з)

Черт. 1.1. Типы и виды земляных насыпных плотин, возводимых всеверной строительно-климатической зоне

аи — см. табл. 3.1; 1 — телоплотины; 2 — поверхность депрессии; 3 —дренаж; 4 — крепление откосов; 5 —теплоизоляционный слой; 6 — диафрагма; 7 —верховая призма; 8 — низовая призма; 9 —переходный слой; 10 — экран из негрунтовых материалов;11 — грунтовое ядро; 12 — центральнаягрунтовая противофильтрационная призма; 13 — шпунт илистенка; 14 — грунтовый экран; 15 —инъекционная (цементационная) завеса; 16 — зуб; 17— цементационная галерея; 18 — замораживающаясистема; 19 — линия раздела талого и мерзлого грунтов; h— высота плотины; b — ширина плотины понизу;bum— ширина противофильтрационного устройства понизу; bup— ширина плотины по гребню; mh— коэффициент верхового откоса; mt— коэффициент низового откоса

2.2* При проектировании земляных насыпных плотин на нескальномосновании следует отдавать предпочтение однородным плотинам, а такжеплотинам с грунтовым противофильтрационным устройством (призмой,ядром, экраном).

При проектировании плотин в северной строительно-климатической зонена нескальных основаниях, сложенных из мало- и среднесжимаемых приоттаивании мерзлых грунтов, предпочтение следует отдавать мерзлымплотинам с ядром, а на сильнольдистых основаниях — мерзлымплотинам с центральной противофильтрационной призмой.

2.3. При возведении плотин в две или несколько очередей следует, какправило, проектировать их однородными или неоднородными — спротивофильтрационной верховой призмой или с экраном.

2.4*. Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройстванапорных сооружений в виде экранов, ядер и понуров можно возводитьотсыпкой грунтов в воду.

Грунт отсыпают в воду как в искусственные прудки, так и вестественные водоемы (без постройки перемычек и организацииводоотлива) с учетом глубин и скоростей течения.

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

2.5*. Земляные насыпные плотины можно возводить из всех видовгрунтов, за исключением:

а) содержащих водорастворимые включения хлоридных солей более 5% помассе, сульфатных или сульфатно-хлоридных более 10% по массе;

б) содержащих не полностью разложившиеся органические вещества(например, остатки растений) более 5% по массе или полностьюразложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфномсостоянии, более 8% по массе;

в) сильнольдистых и льдистых грунтов.

Указанные в подпунктах «а» и «б»грунты допускается применять для создания тела плотины при наличиисоответствующего обоснования и при условии проведения необходимыхзащитных инженерных мероприятий, а также соблюдения правил охраныповерхностных вод от загрязнения сточными водами.

В северной строительно-климатической зоне допускается применениемерзлых слабольдистых грунтов при возведении земляных насыпных плотинпри соответствующем обосновании.

2.6*. Для создания грунтовых противофильтрационных устройств в теле иосновании плотины (экранов, ядер, понуров, зубьев) следует применятьслабоводопроницаемые грунты.

При выборе этих грунтов надлежит учитывать следующее:

а) наиболее пригодными грунтами для образования противофильтрационныхустройств являются глинистые с коэффициентом фильтрации k< 0,1 м/сут и при числе пластичности Ip³ 0,05 (при соответствующемобосновании Ip³ 0,03);

б) допускается применять искусственную грунтовую смесь, содержащуюглинистые, песчаные, дресвяные и крупнообломочные грунты. Составгрунтовой смеси следует определять по результатам исследований ипроверки его в производственных условиях на опытных отсыпках ивыбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов;

в) для экранов и понуров плотин III иIV классов допускается применять торф (с учетомуказаний п. 1.5*), причем необходимо предусматривать защитноепокрытие из минеральных грунтов.

В северной строительно-климатической зоне допускается применениеторфа в качестве материала для экранов и понуров плотин присоответствующем обосновании;

г) допускаемые величины засоленности грунтов, предназначенные кукладке в ядра и противофильтрационные призмы мерзлых плотин, следуетустанавливать по результатам теплотехнических расчетов и на основаниитехнико-экономического сравнения вариантов.

2.7*. Песчаные грунты (мелкозернистые, средней крупности и крупные)следует применять для однородных плотин и плотин с центральной иливерховой противофильтрационной призмой, если обеспечиваетсяфильтрационная прочность грунтов плотины, а величина фильтрационногорасхода воды через ее тело допустима по результатам водохозяйственныхи энергоэкономических расчетов.

2.8*. Песчаные и крупнообломочные грунты при необходимой прочности,морозостойкости и водостойкости и при обеспечении сопряжения спротивофильтрационным устройством и основанием допускается применятьбез ограничений для призм земляных насыпных плотин. Возможностьукладки этих грунтов в тело плотины определяется фильтрационным,термовлажностным и напряженным состоянием плотины.

ОЧЕРТАНИЯ ОТКОСОВ И ГРЕБНЯ ПЛОТИНЫ

2.9. Крутизну откосов плотины надлежит назначать исходя из условия ихустойчивости с учетом:

а) физико-механических характеристик грунтов откосов и основания;

б) действующих на откосы сил: собственного веса, влияния воды(взвешивания, фильтрационных сил, капиллярного давления),сейсмических, динамических, внешних нагрузок на гребне и откосах идр.;

в) высоты плотины;

г) производства работ по возведению плотины и условий ееэксплуатации.

При предварительном назначении крутизны откосов допускаетсяпользоваться аналогичными данными построенных сооружений споследующей проверкой расчетом устойчивости откосов.

При наличии на верховом откосе плотины экрана, образованногоматериалом, имеющим более низкие значения и с по сравнению ссоответствующими характеристиками грунтов тела плотины, крутизнуверхового откоса следует назначать с учетом не только возможностиобрушения откоса в целом, но и сдвига экрана по контакту с теломплотины, а также сдвига защитного слоя по поверхности экрана.

2.10. На откосах плотин, как правило, следует предусматриватьустройство берм, определяя их число в зависимости от высоты плотины,условий производства работ, типов крепления откоса и его общейустойчивости.

Бермы следует предусматривать на верховом откосе у нижней границы егокрепления для создания необходимого упора, на низовом откосе —для служебных проездов, сбора и отвода атмосферных вод, размещенияконтрольно-измерительной аппаратуры (КИА).

Устройство берм не должно вести к уположению откоса, определенногорасчетом.

2.11. Ширину гребня плотины следует устанавливать в зависимости отусловий производства работ и эксплуатации (использования гребня дляпроезда, прохода и других целей), но не менее 4,5 м.

Ширину гребня плотины в местах сопряжения с другими сооружениями илис берегами следует устанавливать в соответствии с конструкциейсопряжения и необходимостью создания площадок.

2.12*. Отметку гребня плотины следует назначать на основе расчетавозвышения его над расчетным уровнем воды.

Возвышение гребня плотины надлежит определять для двух случаевстояния уровня воды в верхнем бьефе:

а) при нормальном подпорном уровне (НПУ) или при более высокомуровне, соответствующем пропуску максимального паводка, входящего восновное сочетание нагрузок и воздействий;

б) при форсированном подпорном уровне (ФПУ), при пропускемаксимального паводка, относимого к особым сочетаниям нагрузок ивоздействий. Возвышение гребня плотины hs,в обоих случаях определяется по формуле

hs =Dhset + hrun 1% + a, (1)

где Dhset ветровой нагон воды вверхнем бьефе;

hrun 1% —высота наката ветровых волн обеспеченностью 1 %;

а — запас возвышения гребня плотины.

При определении первых двух слагаемых формулы (1) следует приниматьобеспеченности скорости ветра для расчета элементов волн, наката инагона при основном сочетании нагрузок и воздействий (при НПУ) поСНиП 2.06.04-82* при особом сочетании нагрузок и воздействий (приФПУ) эти обеспеченности следует принимать для сооружений III классов 20 %, для IIIкласса — 30 %, для IV класса — 50%. Запас а для всехклассов плотин следует принимать не менее 0,5 м.

Из двух полученных результатов расчета выбирают более высокую отметкугребня.

При возведении плотины в сейсмических районах отметку гребня следуетназначать с учетом высоты гравитационной волны, возникающей вводохранилище в случае образования в нем сейсмотектоническихдеформаций при землетрясении, определяемой в соответствии стребованиями СНиП II-7-81*.

Отметку гребня плотины проектируют с учетом строительного подъема,назначаемого сверх определенного поп.2.12* возвышения hs.Величину строительного подъема определяют по прогнозируемой осадкегребня согласно пп. 5.16* и 5.17*.

2.13. При наличии на гребне плотины сплошного парапета, рассчитанногона воздействие волн, возвышение его верха над уровнем верхнего бьефанадлежит принимать не ниже значений, полученных, по формуле (1).Возвышение гребня плотины в этом случае назначают на 0,3 м над НПУили на отметке ФПУ, причем принимают высшую из них.

2.14*. При расположении автодороги на гребне плотины ограждения инаправляющие устройства следует выполнять в соответствии стребованиями ГОСТ 23457—86.

2.15. В случае, если гребень плотины или ее откосы сложены изглинистых грунтов, следует предусматривать их защиту от сезонногопромерзания слоем песчаного, гравийного или щебенистого грунта.Толщину защитного слоя следует назначать в соответствии степлотехническими расчетами. При соответствующем обоснованиидопускается не предусматривать устройство защитного слоя.

КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ

2.16. Откосы земляных насыпных плотин следует защищать специальнымикреплениями, рассчитанными на воздействие волн, льда, течений воды,изменения уровня воды, атмосферных осадков, ветра и прочихклиматических и других разрушающих откос факторов (проникновенияземлеройных животных, пучения глинистого грунта в зимний период идр.).

2.17. Для защиты верхового откоса, как правило, следует применятьследующие виды креплений:

а) каменные (насыпные);

б) бетонные монолитные, железобетонные сборные и монолитные с обычнойи предварительно напряженной арматурой;

в) асфальтобетонные;

г) биологические.

При наличии данных, обоснованных исследованиями или опытомстроительства и эксплуатации плотин, допускается применять и другиевиды креплений верховых откосов, например,гравийно-галечниковые, грунтоцементные и др.

2.18. Вид крепления следует устанавливать исходя изтехнико-экономической оценки вариантов с учетом максимальногоиспользования средств механизации и местных материалов, характерагрунта тела плотины и основания, агрессивности воды, долговечностикрепления в условиях эксплуатации, архитектурных требований.

2.19. Крепление верхового откоса плотины делится на основное,расположенное в зоне максимальных волновых и ледовых воздействий,возникающих в эксплуатационный период, и облегченное — нижеосновного крепления.

Верхней границей основного крепления, как правило, следует считатьотметку гребня плотины.

В случае значительного возвышения гребня над расчетным уровнем водыосновное крепление следует заканчивать ниже гребня на отметке высотынаката hrun;далее до гребня доводят облегченное крепление.

2.20. Нижнюю границу основного крепления следует назначать, считая отминимального уровня сработки водохранилища на глубине

h= 2h1%. (2)

При этом нижняя граница основного крепления должна быть нижеминимального уровня сработки водохранилища не менее чем на 1,5t,где t —расчетная толщина ледяного покрова.

Примечание. Облегченное крепление должно защищать откос отповреждений при воздействии льда, волн и течений не только в процессенормальной эксплуатации сооружений, но и в периоды наполнения иопорожнения водохранилища. Облегченное крепление должно сопрягаться соснованием плотины или с бермой, например, устройством упора из камняили бетона. В случае устройства крепления дна перед сооружениемкрепление откоса плотины должно быть сопряжено с ним.

2.21. При сопряжении основного и облегченного креплений необходимопредусматривать конструктивные меры, например, устройство в видеупора из камня или бетона. Размеры упора следует назначать взависимости от крутизны откоса, а также коэффициента трения крепленияи упора по грунту откоса.

2.22. Для крепления откосов каменной наброской следует применять, какправило, несортированный камень (горную массу).

2.23*. Необходимые массу и размеры отдельных камней в наброскекрепления откосов, число камней размером менее расчетного, а такжетолщину наброски следует определять расчетом в соответствии стребованиями СНиП 2.06.04-82*.

2.24. Толщину каменной наброски следует принимать с учетомвозможности частичного выноса мелких частиц из наброски при волновомвоздействии, подвижки крупных камней, уплотнения материала крепления,а также опыта эксплуатации аналогичных креплений, но не менее 3ds,85,где ds,85—диаметр камня, масса которого вместе с массой более мелких фракцийсоставляет 85 % массы всей каменной наброски крепления.

2.25. Каменные материалы для крепления откосов следует применять изизверженных, осадочных и метаморфических пород, обладающихнеобходимой прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.

2.26.Монолитные железобетонные крепления откосов следует проектировать,как правило, в виде секций размером не более 45х45 м каждая,разделенных между собой температурными поперечными и осадочнымипродольными швами. Секции крепления следует проектировать состоящимииз отдельных плит.

Плиты, как правило, следует принимать прямоугольной формы ссоотношением сторон 1 £ £ 2, гдеbsl меньшаясторона, располагаемая перпендикулярно урезу воды;размер bslназначается, равным 0,4 l,где l — расчетная длинаволны, но не более 20 м. Увеличение длины секций допускается принадлежащем обосновании. В пределах каждой секции армирование должнобыть непрерывным.

2.27. Крепление откосов из сборных железобетонных плит следуетпроектировать с омоноличиванием их в секции. При соответствующемобосновании допускается крепление из неомоноличенных плит с открытымишвами.

Максимальный размер плит следует устанавливать исходя из условийтранспортирования и удобства укладки их на откос.

2.28*. Толщину монолитных и сборных железобетонных креплений следуетопределять расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82*,а также при соответствующем обосновании — по имеющимсяаналогам.

2.29. При пологих откосах плотин (1:7 —1:12) и высоте волны не более 1 м может быть применено облегченноекрепление в виде слоя крупнообломочного грунта, крупность частиц итолщину которого следует определять расчетом или исследованиями.

2.30*. Крепление низового откоса следует выбирать в зависимости отматериала, из которого возведена низовая призма плотины, с цельюзащиты его от атмосферных воздействий и разрушения землеройнымиживотными. Для крепления низового откоса из песчаных или глинистыхгрунтов следует, как правило, применять посев трав по растительномуслою толщиной 0,2—0,3 м, отсыпку щебня или гравия слоемтолщиной 0,2 м и другие виды облегченных покрытий.

В северной строительно-климатической зоне толщину слоя креплениянизового откоса плотины, отсыпаемого из щебня или гравияследует принимать в соответствии с теплотехническимирасчетами.

2.31. Если низовой откос подвержен воздействию льда и волн со сторонынижнего бьефа, его крепление следует рассчитывать так же, как и дляверхового откоса.

2.32. Обратные фильтры под креплением откосов, выполненным в видекаменной наброски, плит с открытыми швами или со сквознымиотверстиями и т.п.,могут состоять из одного слоя разнозернистого материала или двухслоев материалов с различными по крупности частицами, а также изискусственных водопроницаемых материалов (стекловолокна, минеральнойваты и др.).

2.33. Материал для обратного фильтра, число слоев и их толщинувыбирают в зависимости от вида грунта откоса, наличия и составаместного материала и результатов технико-экономического сравнениявариантов.

2.34. Под обратными фильтрами на откосах из глинистых, мелкозернистыхпесчаных или разжижающихся при динамических нагрузках грунтов следуетукладывать песчаную пригрузку, зерновой состав и толщину которойустанавливают на основании данных исследований и расчетов.

2.35. Под креплениями из монолитных или сборных железобетонных плит(с уплотненными швами или замоноличенных в секции) на откосах изпесчаных или глинистых грунтов следует, как правило, укладыватьоднослойный обратный фильтр.

2.36. Допускается применение монолитных железобетонных бесфильтровыхкреплений при соблюдении условий, обеспечивающих надежную работуконструкции.

2.37. Крутизну неукрепленного волноустойчивого грунтового откосаследует принимать в соответствии с расчетным волновым воздействием.При этом очертание откосов должно быть принято с учетом «профилядинамического равновесия». применение неукрепленных откосовдолжно быть обосновано исследованиями и технико-экономическимсопоставлением с вариантами укрепленных откосов.

ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

2.38*. Противофильтрационные устройства следует выполнять изслабоводопроницаемых грунтов (глинистых и мелкозернистых песчаных,глинобетона, а также торфа) или негрунтовых материалов (бетона,железобетона, полимерных, битумных материалов и др.) в виде верховойили центральной противофильтрационной призмы, экрана, диафрагмы,ядра, понура, шпунта, стенки, в том числе и создаваемой методом«стена в грунте», цементационной и других завес, а присоответствующем обосновании — в виде комбинированнойконструкции из грунтовых и негрунтовых материалов.

Водонепроницаемость грунтовых противофильтрационных устройств мерзлыхплотин (ядер, центральных призм) следует обеспечивать устройством вних мерзлотных завес, смыкающихся, в частности, с вечномерзлымигрунтами основания.

2.39. Противофильтрационные устройства следует выбирать в зависимостиот вида земляной плотины, характеристик грунтов ее тела и основания,наличия необходимых грунтовых или негрунтовых материалов дляпротивофильтрационных устройств, высоты плотины, положения водоупораоснования и условий производства работ, от результатовтехнико-экономического сопоставления вариантов.

2.40* Толщину грунтового экрана или ядра плотины следует увеличиватьсверху вниз.

Минимальную толщину экрана или ядра поверху назначают из условийпроизводства работ, но не менее 0,8 м, а понизу — такую, чтобыградиенты напора фильтрационного потока, принимаемые для глинобетона,глины и суглинка, удовлетворяли критерию фильтрационной прочности (п.5.5*).

Участки ядра или экрана, а также понура, на которых возможны ихпромерзание и размыв вследствие значительных скоростей течения воды(например, при подходе к донному водоспуску), следует покрыватьзащитным слоем.

2.41* Гребень грунтового экрана (после окончательной осадки плотины)должен быть выше форсированного уровня воды в верхнем бьефе с учетомвысоты волны и нагона уровня воды (п. 2.12*).

Гребень ядра должен быть выше форсированного подпорного уровня воды сучетом нагона, но без учета наката волны (п. 2.12*).

2.42*. При глубоком залегании водоупора следует при экране (ядре)предусматривать устройство понура или завесы. Понур, как правило,следует выполнять из того же материала, что и экран (ядро).

Длину понура следует назначать в зависимости от допустимыхфильтрационных расходов, а также по условию недопущения опасныхфильтрационных деформаций грунта основания плотины.

Толщину понура следует принимать исходя из условий обеспечения егофильтрационной прочности (п. 5.5 *). Наименьшую конструктивнуютолщину грунтового понура принимают не менее 0,5 м.

В случае, если под экраном расположен крупнозернистый грунт телаплотины, между экраном и этим грунтом следует укладывать обратныйфильтр (то же при проектировании понура на крупнозернистом грунтеоснования).

2.43*. При отсутствии на месте строительства плотины грунтов,пригодных для противофильтрационного устройства, или принеблагоприятных климатических условиях необходимо предусматриватьнегрунтовые противофильтрационные устройства из асфальтобетона,железобетона, полимерных материалов или инъекционную диафрагму.

2.44*. Асфальтобетонные экраны следует выполнять из гидротехническогоасфальтобетона или полимерасфальтобетона с заданными по условиямстроительства и работы конструкции показателями егофизико-механических свойств. Свойства асфальтобетона длястроительства экранов следует назначать из условия устойчивости егона откосе, трещиностойкости при отрицательных температурах воздуха,усталостной прочности и жесткости при волновых нагрузках.

Применение асфальтобетонных экранов при температурных воздействияхниже минус 50°С не допускается.

Толщину асфальтобетонного экрана и его конструкцию следуетустанавливать из условия сохранения его сплошности и прочности приволновых, ледовых и температурных воздействиях. Подготовку под экранвыполняют по принципу переходного споя. Его конструкция должнаисключать появление противодавления под экраном.

2.45* Асфальтобетонные диафрагмы выполняют из литого, пластичного иуплотняемого горячего асфальтобетона. Тип и состав асфальтобетона длястроительства диафрагмы следует выбирать исходя из прочностныхсвойств материала, технологических и экономических расчетов.

Применение асфальтобетонных диафрагм при температурных воздействияхниже минус 50°С не допускается.

Основным требованием к конструкции диафрагмы является обеспечение ееработы в сжатом состоянии совместно с грунтом тела плотины. При этомнапряжения и деформации в диафрагме не должны превышать расчетныхзначений выбранного для данной диафрагмы состава асфальтобетона.

Состав грунта переходных слоев следует проектировать из условиянедопустимости проникания в его поры асфальтобетона диафрагмы и егонепросыпаемости в поры грунта тела плотины.

Конструкция примыканий асфальтобетонной диафрагмы к основанию и кбетонным сооружениям должна обеспечивать возможность скольжениядиафрагмы по поверхности примыканий. Асфальтовый материал в зонепримыкания должен при этом работать в сжатом состоянии.

2.46. Толщина асфальтобетонной диафрагмы назначается по расчету изусловия сохранения ее сплошности и несущей способности в строительныйи эксплуатационный периоды. Предварительно ее толщина задается поформуле t = а+ 0,008Н, где Ннапор в рассматриваемом сечении диафрагмы, а =0,4 — 0,5 м.

Асфальтобетонные диафрагмы следует, как правило, применять прибольших деформациях тела плотины.

2.47*. Железобетонные экраны в земляных насыпных плотинах следуетприменять при соответствующем технико-экономическом обосновании.Основные требования к проектированию железобетонных экранов изложеныв пп. 4.25, 4.26, 4.27, 4.28*.

2.48* Бетонные и железобетонные (сборные и монолитные) диафрагмыследует проектировать в соответствии с требованиями СНиП 2.06.08-87.Диафрагмы следует разрезать вертикальными и горизонтальными швами ссоответствующими уплотнениями, допускающими температурно-осадочныедеформации.

2.49* При использовании полимерных материалов (например,полиэтиленовой, поливинилхлоридной, бутилкаучуковой пленок и др.) длясоздания противофильтрационных устройств конструкция этих устройств итехнология строительства должны обеспечивать защиту их от солнечнойрадиации и механических повреждений.

В зависимости от величины допускаемых фильтрационных потерь иматериала соединение полимерных элементов между собой может бытьсварным, клеевым или механическим в виде нахлеста.

Толщину противофильтрационного устройства из полимерного материаласледует назначать расчетом исходя из следующих условий:

величина максимальных растягивающих напряжений в материале не должнапревышать величины допускаемого растягивающего напряжения,определяемого требуемой долговечностью;

зерновой состав контактирующего грунта должен обеспечиватьнеповреждаемость полимерного материала. В виде исключения, присоответствующем обосновании, допускается снижение требования кнеповреждаемости, что должно быть обосновано экспериментальнымиисследованиями общей и местной фильтрационной надежности сооружения.Противофильтрационные конструкции из полимерных материаловдопускается применять для плотин IIIи IVклассов, а также при надлежащем обосновании, для плотинIи II классов высотой до 60 м.

2.50. Инъекционную диафрагму в плотине следует создавать путемнагнетания в поры грунта тела плотины специального уплотняющегораствора различного состава и консистенции.

Состав и технологию нагнетания инъекционных растворов обосновываютсоответствующими исследованиями, а при необходимости — опытнымиработами.

Толщину инъекционной диафрагмы в основании следует принимать не менее1/10 напора на плотину.

Инъекционная диафрагма должна обладать необходимой фильтрационнойпрочностью, обеспечивающей долговечность плотины.

ДРЕНАЖНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.51. Устройство дренажа тела земляной плотины следует проектироватьс целью:

а)организованного отвода воды, фильтрующейся через тело иоснование плотины в нижний бьеф;

б) предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и взону, подверженную промерзанию;

в) экономически обоснованного снижения депрессионной поверхности дляповышения устойчивости низового откоса (внутренний дренаж),

г) повышения устойчивости верхового откоса при быстрой сработкеводохранилища, а также для снятия порового давления, возникающего присейсмических воздействиях;

д) отвода воды, профильтровавшейся через экран, ядро. В случаеслабоводопроницаемого материала низовой призмы плотины и наличиянизовой переходной зоны отвод воды следует осуществлять специальнымдренажным слоем на поверхности основания, соединенным с дренажемнизовой призмы плотины.

В высоких плотинах, выполняемых из суглинистого или супесчаногогрунта, для ускорения консолидации и устранения влияния поровогодавления может быть предусмотрено устройство горизонтальных иливертикальных дрен в толще низовой и центральной частей тела плотины.

2.52*. При проектировании дренажных устройств необходимо учитыватьфизические характеристики грунтов тела и основания плотины, ихсуффозионность и условия фильтрации в области дренажа.

Размеры дренажных устройств следует определять для каждогоконкретного случая исходя из фильтрационных условий, исключающихкольматаж грунта в области дренажа.

Конструкциидренажных устройств низовой части плотины представлены на черт. 2.

Черт. 2. Схемы основных видов дренажа

врусле: адренажный банкет; б — наслонный дренаж. На берегу: в— трубчатый дренаж; г — горизонтальный дренаж; дж— комбинированные дренажи; 1 — дренажный банкет; 2— поверхность депрессии; 3 — обратный фильтр;4 — наслонный дренаж; 5 —труба; 6 дренажная лента; 7 — отводящая труба; 8 —отводящая канава: df— максимальная глубина промерзания;mtкоэффициент низового откоса: bb ширина банкета поверху

Дренаж талой плотины, возводимой в северной строительно-климатическойзоне, следует располагать в непромерзающей части профиля плотины(черт. 1.1, а).

2.53. Для устройства обратного фильтра дренажа должны применятьсянесвязные естественные или получаемые дроблением грунты, а такжеискусственные пористые материалы — пористый бетон и др. (п.2.71).

Дренажный коллектор следует проектировать из камня, бетонных,железобетонных, асбестоцементных, гончарных труб и др. с учетомагрессивности воды.

2.54* Дренажный банкет (черт. 2, а) следует выполнять, какправило, на русловых участках плотины при ее возведении без перемычеки при перекрытии реки отсыпкой камня в воду.

Превышение гребня дренажного банкета hs(при отсутствии наслонного дренажа) над максимальным уровнем нижнегобьефа (черт. 2, а, б) следует определять с запасом наволнение, величину которого устанавливают в соответствии с п. 2.12*но не менее 0,5 м. Ширину банкета поверху назначают из условийпроизводства работ, но не менее 1 м.

При сопряжении тела плотины с дренажным банкетом должна бытьобеспечена фильтрационная прочность сопряжения за счет устройстваобратного фильтра по внутреннему откосу банкета. При наличии восновании мелкозернистого грунта и больших выходных градиентов напорапод дренажным банкетом надлежит предусматривать горизонтальныйобратный фильтр. Гребень дренажного банкета следует защищать отзасорения поверхностными стоками.

2.55* Наслонный дренаж (черт. 2, б) следует выполнять научастках плотины, перекрывающих затопляемую пойму, а также приотсутствии на месте строительства достаточного количества камня.

Толщину наслонного дренажа с обратным фильтром следует назначать изусловий производства работ, но не менее величины

t = 5ds,85+ tf (3)

где ds,85— диаметр частиц, масса которых вместе смассой более мелких фракций составляет 85 %массы грунта всего дренажного слоя; tf толщина обратного фильтра.

Материал наслонного дренажа должен сопрягаться с материалом обратногофильтра и защищать низовой откос от волнового воздействия в нижнембьефе, а в некоторых случаях — и от промерзания.

Превышение гребня наслонного дренажа hsнад максимальным уровнем нижнего бьефа следует принимать, как и длядренажного банкета (п. 2.54*), с учетом высоты выклиниванияфильтрационного потока на низовой откос плотины и глубиныпромерзания.

2.56.Трубчатый дренаж (черт. 2, в) следует применять, как правило,на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнембьефе отсутствует или присутствует кратковременно.

Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных илиасбестоцементных труб (перфорированных) с заделанными илинезаделанными стыками, с обсыпкой обратным фильтром.

Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами.Диаметр дренажной трубы следует принимать не менее 200 мм.

По длине трубчатого дренажа необходимо предусматривать смотровыеколодцы, располагаемые с учетом рельефа местности и требуемыхуклонов.

2.57. Горизонтальный дренаж (черт. 2, г) следует проектироватьв виде сплошного дренажного слоя или отдельных горизонтальныхпоперечных или продольных дренажных лент, выполняемых изкрупнозернистого материала и защищаемых обратным фильтром.

2.58. Комбинированный дренаж (черт. 2, дж) представляет собой одну извозможных комбинаций дренажей, указанных в пп. 2.54* 2.57.Отметку гребня банкета комбинированного дренажа(см. черт. 2, д) следует назначать с учетомусловий перекрытия русла реки.

2.59.Размеры дренажных устройств в виде плоских дренажей или дренажныхлент следует определять гидравлическими и фильтрационными расчетами сучетом условий выполнения дренажа.

2.60* Вид дренажных устройств может меняться на различных участкахплотины, и их конструкцию следует выбирать на основаниитехнико-экономического сравнения вариантов в зависимости от:

а) вида плотин, инженерно-геологических и гидрогеологических условийоснования и берегов;

б) физико-механических характеристик грунтов для дренажей;

в) условий производства работ;

г) климатических условий района строительства;

д) условий эксплуатации и температурного режима сооружения;

е) стелени агрессивности воды.

2.61. Дренажи тела плотины, как правило, не устраивают в следующихслучаях:

а) при возведении плотин на водопроницаемом основании, в которыхдепрессионная поверхность без устройства дренажа оказываетсядостаточно удаленной от поверхности низового откоса и не попадает взону промерзания;

б) в низовой части плотин с экранами, ядрами и диафрагмами приусловии обеспечения отвода профильтровавшейся воды;

в) в плотинах, низовая часть которых выполнена из каменной наброскиили из другого крупнообломочного материала (гравийного, галечниковогои т. п.).

2.62. В случае, если земляная плотина сопрягается с бетонной, дренажиих должны быть увязаны между собой.

2.63. В местах примыкания плотины к береговым участкам, расположеннымвыше уровня нижнего бьефа в межень, должен быть предусмотренорганизованный отвод воды, профильтровавшейся через плотину(например, горизонтальный дренаж).

2.64. При строительстве земляных насыпных плотин на водонасыщенныхгрунтах, в которых под нагрузкой возникает поровое давление, котороенарушает прочность основания и не может быть уменьшено за счетснижения интенсивности возведения плотины, поверхность основания впределах низкой части плотины следует покрывать горизонтальнымдренажем, а для отвода воды, отжимаемой из грунта основания,рекомендуется дополнительно устраивать вертикальные дрены.Необходимость и размеры такого дренажа и расстояние междувертикальными дренами должны быть обоснованы расчетом консолидацииоснования с учетом интенсивности возведения плотины.

2.65* Устойчивость верхнего слоя грунта основания в нижнем бьефеследует оценивать расчетом на выпор от действия восходящегофильтрационного потока, если этот слой имеет водопроницаемостьменьшую, чем нижележащий грунт.

При недостаточной устойчивости слоя грунта подошвы низового откосаплотины надлежит устраивать вертикальный дренаж, прорезающий этотслой и снижающий противодавление.

Вместо вертикального дренажа, при соответствующем обосновании,следует предусматривать пригрузку основания за низовым откосомплотины с устройством при необходимости обратного фильтра.







Stroy.Expert
66,75 75,78