Irtishspb.ru

Строительство и Ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет крепления откосов грунтовых плотин

Грунтовые плотины

Плотины возводятся в целях создания искусственных водоемов. Одним из самых распространенных типов плотин является грунтовая их разновидность, само ее название говорит о том, что в качестве основного материала для возведения плотины служит грунт.

Такой тип плотин достаточно распространен, в основном потому, что грунт — это тот материал, который не требует использования дорогостоящей технологии добычи. Немаловажен и тот факт, что грунтовая плотина может возводиться в практически любом климатическом поясе, также её строительство не имеет ограничений по высоте и ширине.

Несправедливым было бы утверждать, что грунтовые плотины лишены недостатков. Конечно же, они есть. Сюда можно отнести и то, что в теле строения имеется в наличии фильтрационный поток, кроме того, довольно большие объемы воды могут быть утрачены в результате того, что грунт имеет высокую водопроницаемость.

Отметим и сложности, сопряженные со строительством грунтовых плотин в условиях длительных по времени отрицательных температур воздуха, неравномерных осадков по продольному и поперечному профилям.

Типы земляных плотин

Все грунтовые плотины можно подразделить на несколько типов в зависимости от того, как именно осуществлялись работы. Так, выделяют конструкции с отсыпкой грунта насухо, с отсыпкой в воду, с механическим уплотнением материала, намывные плотины и те, что создаются при помощи направленных взрывов.

Ещё одно подразделение на типы зависит от конструкции препятствующих фильтрации устройств и тела самой плотины. Тут принято выделять плотины из неоднородного и, напротив, однородного грунта, с экраном из негрунтового или грунтового материала, с диафрагмой, выполненной из негрунтового материала и ядром из грунтового материала.

В зависимости от того, какие именно противофильтрационные меры были приняты при строительстве плотины, выделяют плотины с диафрагмой, замком, зубом, инъекционной или висячей завесой, со шпунтовой стенкой. Могут также использоваться комбинации из этих конструкций.

Читайте так же:
С чего сделана грунтовка для стен

Если говорить о разделении грунтовых плотин на классы в соответствии со СНиП, то такая классификация подразумевает наличие четырех классов. От того, какой класс имеет плотина, напрямую зависят используемые расчетные характеристики.

Рисунок: Противофильтрационные устройства в основании грунтовых плотин:

a — зуб; б — замок; в — шпунтовая стенка; г — шпунтовая стенка в сочетании с зубом; д — инъекционная завеса, доведенная до водоупора; e — висячая инъекционная завеса; ж — понур в сочетании с экраном

При строительстве грунтовой плотины основополагающим этапом принято считать выбор вида её створа. Располагают створ в зависимости от того, каковы в данной местности топографические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Такие условия влияют на водопроницаемость грунта, а также на его прочностные качества. Для определения объемов воды и расчетных расходов требуется проведение гидрологических изысканий, в процессе которых намечают несколько мест для расположения створов. Выбирается один из них на основе анализа технико-экономических показателей, а сам результат изысканий оформляется как чертеж с пояснительной запиской.

В плотинных водоемах, которые были созданы при помощи грунтовых плотин, различают 3 уровня поверхности воды. УМО — уровень мертвого объема, НПУ — так называют нормальный подпорный уровень и ФПУ — аббревиатура от словосочетания «форсированный подпорный уровень» (самый верхний).

Принято обозначать специальными терминами верхнюю и нижнюю часть поперечного сечения плотины, которое образует трапецию. Верхняя часть этой трапеции называется гребнем, нижняя же — подошвой.

Огромное значение при строительстве плотины имеют характеристики грунта. Нормативы предписывают исключать из применяемых материалов грунты с содержанием более пяти процентов водорастворимых солей, к ним относят хлоридные и сульфатно-хлоридные типы, содержание же сульфатных солей не должно превышать двух процентов общей массы грунта. Ещё один тип грунтов, не используемый в строительстве плотин — грунт в котором содержится более восьми процентов неразложившихся органических соединений.

Читайте так же:
Силикатная грунтовка для стен

Геология и оценка грунтов

Во время проведения оценки грунтов, используемых для основания плотины, следует обращать внимание на наличие суффозионных грунтов, а также на избыточное поровое давление при консолидации грунта. Если в месте расположения плотины имеются иловые грунты, нужно предусмотрите систему дренирования основания, также этот фактор должен сигнализировать об ограничении плотины по высоте и более низких темпах возведения плотины. Если в основании имеется торф, то плотина должна возводиться с учетом его осадки, степень же разложения торфа должна быть не менее пятидесяти процентов. Грунты с имеющимися в них корневыми системами растений и ходами животных-землероев следует удалить.

Что касается создания противофильтрационных систем, то их следует выполнять из грунтов с низкими характеристиками водопроницаемости — глин, суглинков, глинобетона. Ещё в таких целях нередко используют асфальт, бетон, полимерные материалы. Допускается использование торфа со степенью разложения не менее пятидесяти процентов для экранов и понуров.

Откосы плотин из грунта испытывают давление со стороны волн, и показатели этого давления нужны для определения оптимальной высоты конструкции. При определении показателей используют специальную формулу, которую можно найти в справочных изданиях.

Основные расчеты

Для этого следует знать высоту волны, ее длину и период повторяемости. Кроме высоты наката волны, требуется определить ещё и высоту ветрового нагона волны. Для этого существует формула вида h= 2*10-6 W2D/gH*cos a3

За W принимают скорость ветра заданной вероятности превышения, измеряемую в м/с; D — длина разгона волны в метрах; g — ускорение силы тяжести, м/c 2 ; Н—средняя глубина воды в зоне ветрового нагона в метрах; αB — угол между продольной осью водоема и направлением ветра, измеряемый в градусах.

При расчете показателей конструктивных элементов плотины обращают внимание на максимальную высоту плотины и ширину её гребня. Гребень обычно применяется для прохода и проезда транспорта. В таком случае ширина гребня определяется той категорией дороги, которая по нему будет проходить, однако в любом случае она должна быть не менее пяти метров. Если на гребне не планируется проезд транспорта, его ширина может составлять от трех метров.

Читайте так же:
Сертификат состав грунтовочный лаэс грунтовка глубокого проникновения

При расчете отметки гребня плотины, исходя из условия о недопустимости перелива воды, то есть превышения d над расчетным форсированным уровнем, используется формула

где hH — величина наката волны на мокрый откос в метрах; h — величина ветрового нагона волны в метрах; α— конструктивный запас. Последний берется как большее из значений 0,5 метра или 0,1/г 1% (высоты волны в метрах с вероятностью превышения 1 %).

Рисунок: Поперечное сечение грунтовой плотины:

1 — верховой откос; 2 — берма верхового откоса; 3 — упор крепления; 4 — крепление верхового откоса; 5 — гребень плотины; 6 — тело плотины; 7 — низовой откос; 8 — берма низового откоса; 9 — крепление низового откоса; 10 — дренажная призма; 11 — естественная поверхность грунта; 12 — основание плотины; 13 — замок; 14 — водопроницаемое основание плотины; 15 — водопроницаемое основание плотины; H — высота плотины

Мокрый откос плотины, подверженный воздействию волн, как правило, укрепляют прочными материалами. На крупных сооружениях часто применяют бетонные и железобетонные плиты, толщину которых также высчитывают по специальной формуле.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector