Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить заложение откосов дамбы

5.10. Контроль качества при строительстве плотин, дамб и дорог

В ходе строительства насыпных сооружений и при сдаче работ контролируют плановое и высотное положение насыпей в пространст-ве; геометрические размеры сооружения и ровность поверхности; свойства грунтов, используемых для возведения насыпных сооруже-ний и залегающих в их основании; качество укладки грунтов.

При возведении и контроле профильных насыпей, отметки верха которых твердо заданы, следует учитывать запас на осадку грунтов в теле насыпи до 3 % от высоты на сжимаемых грунтах и на осадку основания. На лессовых грунтах следует учитывать прогнозируемую просадку. Для получения заданной крутизны откосов используют шаблоны. При необходимости часто измерять крутизну откосов с различными коэффициентами заложения лучше использовать откосомеры и универсальные шаблоны.

Допустимые отклонения размеров от проектных следующие:

– отклонения отметок бровок или оси сооружения – ±0,05 м;

– сужение земляного полотна между осью и бровкой: для плотины не допускается, для дорог – 10 см;

– увеличение крутизны откосов: для плотин не допускается, для дорог – +10 %;

– поперечные размеры дренажной призмы – ±5 см.

Допустимые отклонения при возведении профильных насыпей следующие:

– смещение фактической оси от разбивочной: для плотины не допускается, для дамб обвалования – 20–50 см при напоре соответственно 1–2 м;

– отклонение ширины по гребню: для плотин не допускается, для дамб и дорог – 15–50 см, для отметок бровок и оси для плотин и дамб также не допускается, для земляного полотна дорог – до 50 мм;

– отклонения требуемого коэффициента уплотнения допускаются 4 % не более чем у 10 % образцов;

– увеличение крутизны откосов: для плотин не допускается, для дамб – 15 %, для дорог – 10 %.

После вскрышных работ в основании насыпей перед их возведением необходимо проверить качество грунтов основания, чтобы выявить соответствие свойств фактически вскрытых в основании грунтов свойствам, принятым в проекте.

Требуемый состав определяемых характеристик и объем грунта, от которого отбирают пробы, следующий:

– для глинистых и песчаных грунтов без крупных включений методом режущего кольца – 100–200 м 3 с определением плотности и влажности;

– для мелкозернистых и гравийно-галечниковых грунтов с крупными включениями методом шурфиков – 200–400 м 3 .

Кроме того, для оценки плотности на строительстве применяют следующие методы: пенетрации, радиометрический.

Отсыпка насыпей на слабые основания (торф со степенью разложения 50–70 %), рыхлые водонасыщенные заторфованные грунты или имеющие примеси органических веществ осуществляется слоями, причем последующий слой укладывается только после консолидации основания, под влиянием ранее приложенных нагрузок. Осадка основания может явиться причиной образования трещин в теле насыпи. При их появлении требуется разделка трещины путем устройства траншей, засыпки их и ручного уплотнения. Время, необходимое для консолидации основания при заданной нагрузке (высоте насыпи), определяется опытным путем в период строительства нивелировкой специальных марок, устанавливаемых на контакте насыпи с основанием.

До начала отсыпки первое звено марки определенной длины с площадкой устанавливается на выровненное основание и верх ее нивелируется. Затем марка осторожно присыпается грунтом насыпи заданной толщины. Нивелировка верха марки проводится в день засыпки и затем первые 5–7 дней ежедневно, а в дальнейшем один раз в 10–15 дней. После достижения заданной степени консолидации, когда рост осадки приобретает явно затухающий характер, верх марки очищается от грунта и с помощью муфты присоединяется следующее звено определенной длины. После нивелировки верха наращенной марки производится увязка отметок и отсыпается следующий слой. Если осадка не затухает или скорость ее увеличивается, работы по отсыпке следует прекратить или увеличить ширину насыпи по сравнению с проектной.

Как определить заложение откосов дамбы

Автор — Б.В. Трушин

В февральском номере Бюллетеня ТБО мы показали основные отклонения от проектных решений, фиксируемые при строительстве, реконструкции и рекультивации полигонов ТБО. В качестве основного нарушения проектных решения было отмечено несоблюдение нормативных углов откосов полигона. Углы заложения откосов, фиксируемые сегодня на действующих полигонах ТБО, достигают и превышают 1:1 (более 45°) при нормативных – 1:4 (13°) (экологическая экспертиза соглашается с углом заложения 1:3). Отмечалось, что несоблюдение углов заложения откосов приводит к следующим экологическим последствиям:

  • На крутых откосах невозможно в дальнейшем провести работы по строительству противофильтрационного финального перекрытия и, как следствие, выполнить рекультивационные мероприятия (в том числе биологический этап), поскольку на откосах с заложением круче 1:3 не может работать строительная техника.
  • На крутых откосах полигонов могут формироваться негативные инженерно-геологические процессы, выражающиеся в оползневых и обвальных проявлениях, а также образованиях размывов бортов временными потоками (заложение оврагов).

Кроме того, заложение крутых откосов приводит к значительному (по сравнению с проектным) завышению объемов складируемых на полигоне отходов, что увеличивает срок существования полигона. В результате, неконтролируемо возрастает воздействие полигона на окружающую среду до масштабов, существенно превышающих утвержденное в положительном заключении государственной экологической экспертизы.

Поскольку выполнить выполаживание откосов на конечном этапе эксплуатации полигона практически невозможно, проектами всегда предусматривается заложение и выполаживание откосов на начальном этапе эксплуатации (реконструкции) полигона.

Вслед за нашей публикацией 1 июня 2006 г около двух часов ночи на одном из полигонов Московской области произошел оползень. Размеры сползшего массива по фронту 230 – 250 м, по ширине – 80 – 100 м. Произошло мгновенное перемещение массива отходов около 600 тыс. тонн на расстояние 15 – 20 м. Поверхность оползневого тела сохранила относительную целостность без нарушения травяного покрова, взаимного положения деревьев и кустарников. Фронтальная часть оползня (язык) разрушила дренажную систему, подъездную автодорогу с твердым покрытием, железобетонный забор (фото.1).

Вслед за перемещением оползневого тела произошли обвалы в верхней части склона с образованием крутых обрывов и обнажились слои отходов (фото. 2). Отметим, что консолидированные слои отходов в процессах оползания и последующих обвалов участия не принимали.

До схода оползня борт полигона имел угол откоса порядка 45° или 1:1. Он был сложен в основном глинистыми грунтами, организованными в виде ограждающих дамб, которые перекрывали захороненные отходы. Высота полигона над прилегающей территорией достигла на этом участке 40 м. Образованию оползня предшествовали проливные дожди, отмеченные в период, начиная с 27 мая. Атмосферные осадки привели к перенасыщению водой грунтовой обваловки борта полигона на участке оползня, глинистые породы обваловки разбухли и перешли в пластическое или текучее состояние. В результате в основании слоя образовались ослабленные зоны сцепления, объединившиеся в единую поверхность скольжения по которой и произошло перемещение оползневого массива.

Нами были проведены расчеты устойчивости откоса полигона для средних значений деформационных характеристик обваловочных суглинистых грунтов. Расчеты выполнялись для двух вариантов расчетных моделей: по методу Г.И.Тер-Степаняна и М.Н. Гольдштейна и по методу «равнопрочного откоса» И.Н. Маслова. При расчетах угол внутреннего трения принят равным 24°, сцепление – 0,22 кг/см2, объемный вес – 1,6 кг/см3. Расчеты, выполненные по обоим методам, показывают, что предел устойчивости – откос с углом заложения 1:2 (26,50).

Выполненный расчет показывает, что случившийся оползень произошел на крутом неустойчивом борту полигона, Инициировали его интенсивные атмосферные осадки. Поскольку примерно на 60 % полигонов ТБО Московской области проектные углы откосов не соблюдаются сегодня необходимо провести оценку оползнеопасности бортов действующих полигонов ТБО и разработать мероприятия по предупреждению образования оползней. Необходимо отметить, что положительные заключения государственной экологической экспертизы по проектам этих полигонов уже потеряли юридическую силу в связи с «реализацией объекта государственной экологической экспертизы с отступлениями от документации, получившей положительное заключение государственной экологической экспертизы…» (ст. 18, Федеральный закон «Об экологической экспертизе»).

Обвалование территорий

Оградительные дамбы размещают вдоль границ защищаемой территории, поэтому их положение определяется рельефом местности и конфигурацией площади, осваиваемой для городских нужд. Трассу дамбы прокладывают в зависимости от местных условий, диктующих принципиальные схемы ее размещения (рис.36).

Рис. 36. Трассирование дамб обвалования: 1 — Граница затопления; 2 — защитная дамба; 3 — границы застраиваемой территории; 4 — насосная станция; 5 — «источник затопления»; б — аккумулирующий бассейн; 7 —плотина, 8 — отводящий канал

Дамбу можно расположить вдоль водоема с некоторым отступом от бровки откоса (рис. 36, а) без поперечных ответвлений или с ними (рис. 36, б), если требуется исключить затопление территории с флангов.

Поперечные ответвления трассируют до примыкания к существующим отметкам склона, равным отметкам гребня дамбы. В процессе проектирования обычно рассматривают два варианта расположения продольных дамб: первый с полной защитой всей территории и второй — с частичной, при которой защищают лишь участок, необходимый для размещения первой очереди строительства.

При поэтапном освоении поймы реки положение трассы дамб обвалования определяют по границам защищаемой территории на соответствующем этапе освоения.

Секционное обвалование (рис. 36, в) проектируют, когда на защищаемой территории имеются боковые притоки с водосборными бассейнами, значительно превышающими площадь защищаемой территории. С градостроительной точки зрения эта схема имеет недостатки по сравнению с предыдущими, так как нарушает целостность композиционного решения города и осложняет планировочную ситуацию, перегораживая дамбами его территорию. Вместе с тем, такое решение позволяет в период паводков и половодий сбросить расходы боковых водоемов в основной и предусмотреть перекачку поверхностных вод только с ограниченных дамбами площадей.

Читать еще:  Монтаж откосов с клипсой

При небольших расходах бокового водотока трассирование можно выполнить по схеме (рис. 36, г) с размещением дамбы вдоль береговой линии и устройством бассейна, аккумулирующего собираемую с поверхности защищаемой территории воду. Определенные преимущества имеет схема (рис. 36, д), где предусмотрено устьевую часть водотока отводить за пределы дамбы и населенного пункта, а насосную станцию использовать только для перекачки ливневых и дренажных вод. Эту схему можно использовать и в случае несовпадения периодов максимальных расходов основной реки и боковых притоков.

Кольцевое обвалование защищаемой территории (рис. 36, е) предусматривают чаще всего для небольших населенных пунктов или промышленных зон.

Дамбы могут возводить как на одном берегу, устраивая одностороннее обвалование, так и на двух, если застройка идет с обеих сторон реки.

При защите территорий от нагонных наводнений трассы дамб назначают в зависимости от конкретных условий района проектирования. Например, для защиты Санкт-Петербурга от нагонных наводнений запроектирована дамба, протяженность которой более 25 км, в том числе 22,2 км по акватории Финского залива.

По условиям работы и назначению дамбы обваловывания делятся на незатопляемые и затопляемые.

Незатопляемые дамбы предназначены для постоянной защиты территорий от затопления. Эти дамбы не должны пропускать перелива воды через их гребень при любых уровнях воды. Авария дамб недопустима, так как может привести к человеческим жертвам и большому материальному ущербу.

Затопляемые дамбы предназначаются в основном для временной защиты от затопления сельскохозяйственных земель. В период половодий такие дамбы затапливаются вмести с защищаемой территорией, сохраняя естественные условия пойменных лугов.

В конструктивном отношении незатопляемые и затопляемые дамбы различаются между собой в основном по характеру крепления откосов и гребня. В поперечном сечении защитные дамбы имеют обычно трапецеидальную форму. Наиболее типичные профили незатопляемых дамб показаны на рис. 37 .

Рис. 37. Схемы профилей незатопляемых дамб : а — нормально обжатый; б — распластанный; 1 — защитные покрытия откосов; 2 — одежда проезжей части дороги; 3 — одерновка или посев трав; 4 — кривая депрессии при НПГ; 5 — кривая депрессии в половодье; 6 — трубчатый дренаж дамбы; 7 — кювет; ФГ — фактический горизонт.

Первый из этих профилей (рис. 37, а), имеющий правильную трапецеидальную форму применяется при постоянном напоре и относительно небольших повышениях горизонта воды (1-1,5 м), когда превышение гребня дамбы над нормальным подпорным горизонтом (НПГ) определяется в основном высотой волны.

Второй (рис. 37, б) — распластанный трапецеидальный профиль дамбы с широкой бермой на низовом откосе более целесообразен при значительных подъемах уровня воды над НПГ (2 м и более).

По способу возведения дамбы делятся на два основных типа:

— дамбы укатанные, т. е. возводимые путем отсыпки грунта и искусственного уплотнения на месте механизмами;

— дамбы намывные, когда разработка, транспорт и укладка грунта в сооружениях производится при помощи воды, то есть методами гидромеханизации.

Конструкция защитных дамб должна удовлетворять следующим основным требованиям:

— основание дамб должно быть устойчивым при переработке берегов;

— откос и гребень дамбы должны быть защищены от разрушающего воздействия волн, течения в русле, ливневых вод, льда и ветра;

— фильтрационный поток при выходе его на низовой откос или дренаж должен быть предохранен от промерзания в зимнее время;

— грунт тела и основания дамбы должен быть предохранен от фильтрационных деформаций путем устройства соответствующего дренажа.

Особенное значение получают дамбы обваловывания, расположенные на берегах морей в водохранилищ. Значительные местности в Голландии, Франции, Бельгии, Великобритании защищены дамбами, расположенными на морских берегах. В РФ, например, на Горьковском водохранилище защищены города Кинешма, Кострома, Юрьевец и Плес; на Куйбышевском – Казань, Ульяновск.

В конструкциях речных и морских дамб есть много общего. Те и другие являются земельными плотинами и в поперечном сечении имеют вид трапеции. Ряд различий вытекает из условий их работы. Речные дамбы в большинстве случаев сооружают из однородного местного грунта в зоне небольших скоростей речного потока. На обвалованных акваториях, как правило, не бывает большого ветрового волнения. Такие дамбы «работают» непосредственно в период паводка, который длится несколько недель в году. «Работа» морских дамб значительно отличается. Напорный откос крепится в зоне деяния волн. В речных дамбах обычно не устраивают никаких дренажей, в морских дамбах такой элемент есть.

Дамбы сооружают практически из любого местного минерального грунта, за исключением илистых и содержащих большое количество легко растворимых солей. Оптимальным является грунт, зерновой состав которого характеризуется наличием мелких глинистых частиц, заполняющих поры между крупно-зернистыми частицами, не нарушая при этом непосредственного соприкосновения частиц между собой. Такой грунт обладает большим углом внутреннего трения, малой водопроницаемостью и высоким сцеплением, обеспечивая устойчивость откосов сооружения.

Наиболее просты для производства работ дамбы из однородных грунтов (рис. 38, а), в качестве которых используют суглинки или пески. При их возведении из песков и других водопроницаемых грунтов поперечный профиль делают более массивным или устраивают специальные экранизирующие противофильтрационные элементы (схемы б, в). Дамбы могут быть возведены и из неоднородных грунтов, послойно формирующих тело сооружения (схема г). Параметры поперечного профиля дамбы — ширину по гребню и заложение откосов назначают из условия обеспечения устойчивости и надежности сооружения. Проектная ширина гребня b зависит от вида грунтов, тела дамбы и ее градостроительного использования, но должна быть не менее 3 м. Если она служит в качестве городской магистрали (рис. 38, б), то ширину гребня определяют требованиями, предъявляемыми к планировке транспортных путей.

Однако во всех случаях обеспечивают возможность движения по гребню дамбы грузового транспорта, необходимого для эксплуатации сооружения.

Рис. 38. Конструкции дамб:

1— слабоводопроницаемые грунты; 2 — водопроницаемые; 3 — противофильтрационный глинистый экран; 4 — водонепроницаемый слой; 5 — жесткий экран-диафрагма; 6 — защитный песчаный слой; 7 — супесь; 8 — песок; 9 — гравий

Заложение откосов дамбы зависит от условий их работы, грунтов сооружения и его высоты. Верховой откос, работающий в напорных условиях и подвергающийся воздействию акватории, проектируют более пологим по сравнению с низовым, который таких воздействий не испытывает (рис. 38, а—в). Низовой откос защищают от размыва дождевыми и талыми водами.

Волновые нагрузки, фронтально действующие на дамбу, могут быть смягчены уполаживанием верхового откоса, запроектированного с коэффициентами m=15-30 и выполняющего волногасящую роль за счет распластанного профиля (рис. 38, в). Отрицательной стороной такого решения является возрастание объемов земляных работ, которое не всегда компенсируется упрощением конструкции одежды берегоукрепления напорного откоса.

Пологие (распластанные) напорные откосы из несвязных грунтов успешно эксплуатируют с креплением травами специально подобранного состава. В этом случае проектируют очертание откоса в виде ломаной линии с переменными коэффициентами m на различных участках. Если высота дамб значительна (10 м и более), то на ее откосах устраивают горизонтальные площадки (бермы) шириной не менее 3 м.

Дамбы могут играть роль руслорегулирующих сооружений. В этом случае, как правило, они не перегораживают всей ширины реки, а возводятся в поперечном, а иногда продольном направлении по отношению к руслу реки. Иногда они представляют собой «пороги» на дне русла или же искусственные выемки руслового грунта. Такие дамбы не создают, как правило, подпора воды, но воздействуют на направление и величину скоростей потока, перераспределяя их и тем самым воздействую на формирование русла – его глубину, размеры и форму в плане. Эти сооружения могут обеспечивать необходимые глубины, скорости течения для судоходства на реках, создавать нормальные условия для забора воды из рек, обеспечивать стабильность речных берегов. Их строят:

— на меандрирующих реках в качестве средств инженерной защиты территории от затопления следует предусматривать руслорегулирующие сооружения;

— продольные дамбы, располагаемые по течению или под углом к нему и ограничивающие ширину водного потока реки;

— струенаправляющие дамбы – продольные, прямолинейные или криволинейные, обеспечивающие плавный подход потока к отверстиям моста, плотины, водоприемника и другим гидротехническим сооружениям;

— береговые и дамбовые крепления, обеспечивающие защиту берегов от размыва и разрушения течением и волнами.

При разработке проектов инженерной защиты следует предусматривать использование гребня дамб обвалования для прокладки автомобильных и железных дорог. В этом случае в ширину дамбы по гребню и радиус кривизны следует принимать в соответствии с требованиями СП.

Во всех других случаях ширину гребня дамбы следует назначать минимальной, исходя из условий производства работ и удобства эксплуатации.

Укрепление берегов

Дата добавления: 2017-06-13 ; просмотров: 4704 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Инженерные сооружения, дамбы, мосты, подпорные стенки, плотины, откосы

Дамба – это гидротехническое сооружение, представляющее собой барьер для текущей воды или сдерживающий текучую воду. Д. строятся в низких местах долин, в болотах и руслах рек, а также вдоль морских берегов, для проведения полотна дорог над водою, или же для целей гидротехнических.

Читать еще:  Арочный откос своими руками

Виды дамб: 1)напорные оградительные – предназначенные для защиты низменностей в долинах крупных рек и морских побережий от затопления, наводнений; 2)безнапорные – для регулирования русел рек; 3)сопрягающие – для соединения сооружений гидроузла с берегами.

Кто возводит: бобры; люди; поток воды – может наносить бревна и устроить затор или вследствие образования во время ледохода.

По материалам дамбы бывают: грунтовые; по методу возведения подразделяется на намывные, насыпные и созданные с помощью направленного взрыва; каменные; из каменной кладки; каменно-земляные; бетонные, железобетонные.

По конструктивным признакам: гравитационные; контрфорсные; арочные; из металлоконстукций; деревянные; из специальных искусственных материалов.

По срокам, на которые возводится: постоянные; временные (например, на время наводнений создают дамбы из мешков с песком; для отведения водного потока на время проведения строительных работ в русле реки).

Мост, или переход, создается для сообщения между берегами рек, протоков, каналов, ручьев, оврагов, для обеспечения прохода на острова. В зависимости от назначения мосты могут быть из камня, дерева, реже кирпича или металла.

Местоположение моста определяется конкретными условиями и, прежде всего, очертаниями и размерами водоемов, архитектурно-планировочным решением территории, возможностями создания наиболее интересных композиций с гармоничным включением в создаваемый пейзаж сооружения выразительной архитектуры. Конструктивные решения, силуэт и художественное оформление мостов должны находиться в единстве с окружающим ландшафтом. Нередко их применяют для подчеркивания масштаба или логичного завершения дальних перспектив.

Строительство моста должно быть функционально оправданно и согласовано с сетью аллей, тропинок и их пропускной способностью. Мост может выполнять функции видовой площадки — с него в сторону водных поверхностей открываются живописные панорамы

Подпорные стенки – сооружения, ктр. устраивают на участках со сложным рельефом.

По назначению стенки бывают: 1)Укрепительные – удерживают грунтовые массы от сползания. 2)Декоративные – выполняют архитектурно-художественную функцию

По высоте: Низкие до 1 м. Средние 1-2м. Высокие более2м.

Низкие стенки не нуждаются в фундаменте. Толщина основания рассчитывается в зависимости от высоты и типа грунта. На глиняных грунтах 1:4. На сыпучих 1:2..

Основание стенки больше чем верхняя часть. По типу конструкции: гравитационные и свайные.

Гравитационные обеспечивают устойчивость за счет массы стенки и массой грунта находящийся над подошвой конструкцией. Свайные – облегченные конструкции, защемленные в грунтовом основании.

Для повышения устойчивости стенок при проектировании предусматривают: 1)Заднюю грань стенки проектируют с наклоном в сторону засыпки; 2)Устраивают дренаж в засыпке; 3)Увеличивают шероховатость задней грани стенки; 4)С лицевой стороны устраивают выступ – консоль (для предотвращения опрокидывания).

Основными элементами конструкции подпорной стенки являются фундамент, тело, дренаж и водоотвод. Фундамент – подземная часть несущей конструкции подпорной стенки. Бывает ленточный и свайный.

Ленточный представляет собой монолитную или сборную, состоящую из отдельных блоков конструкцию, повторяющую линию подпорной стенки. Свайный более глубокий, чем ленточный, ряды свай заглубляют в грунт на несколько метров. Глубина фундамента принимается в зависимости от конструкции и высоты стенки, глубины промерзания, залегания грунтовых вод, от типа грунтов.

Тело подпорной стенки – надземная часть несущей конструкции, ктр. выполняет и декоративные функции. По конструкции тело стенки бывает: 1)Жесткозакрепленные (монолитные конструкции из бетона, кладки из камня, кирпича или бетонных блоков, связанных цементным раствором). 2)Упругие (могут выдерживать небольшие деформации без растрескивания – сухая кладка).

Дренаж и водоотвод. Дренаж используют для повышения прочности конструкции за счет снижения давления воды со стороны грунта, предотвращает эрозию, морозное пучение грунта. Для организации поверхностного стока верхнюю часть подпорной стенки планируют с уклоном 20 0 /00 в сторону отводящей канавы, ктр. проектируют вдоль стенки и связывают ливневой сетью.

Подпорная стенка в сочетании с цветочными растениями является основой декоративного оформления резкого перепада между террасами, а иногда — основным фоном и ограждающим сооружением отдельных газонных участков и площадок. Возможно применение вертикального озеленения с использованием вьющихся растений. В этом случае заранее в стенку заделывается анкер для укрепления трельяжа или другой опоры, так как вьющиеся растения плохо держатся на гладкой поверхности бетона.

В тело подпорной стенки можно вмонтировать конструкции лестниц, скамей, пристенных и питьевых фонтанчиков и другие декоративные элементы. Высокие подпорные стенки иногда заменяют несколькими стенками меньшей высоты для создания более спокойного высотного перехода между террасами. На таких переходных террасах устраивают видовые площадки с газонами и цветниками.

Плотина – это гидротехническое сооружение, прегрождающее поток воды или водоем для подъема уровня воды (предназначено для регулирования стока).

По отношению к пропуску стока плотины подразделяются на глухие, водосливные и фильтрующие (наподобие бобровы деревянно-веточных плотин).

По основным используемым материалам плотины могут быть грунтовые (однородные и неоднородные), каменные, каменно-набросные, габионные, каменно-земляные, намывные, из армированного грунта, деревянные, ряжевые, бетонные, железобетонные и др.

По способу возведения земляные плотины можно подразделить на: насыпные с уплотнением, намывные, взрывонабросные и др.

Применяется на значительных территориях, а также не территориях с существующей застройкой. Ширина дамбы (b) должна быть в верхней части не менее 4,5м для обеспечения проезда обслуживающего транспорта. Дамба м.б. использована для движения транспорта, может служить местом для отдыха населения. На дамбах иногда устраиваются бермы шириной 1,5 – 2м. Откосы укрепляются дерновкой, мощением, камнем, бетоном, облицовкой.

Откосы – искусственно созданная наклонная поверхность, ограничивающая естественный или насыпной массив грунта, расположенный между горизонтальными участками, различающимися по высоте. Также откосы проектируют для укрепления береговых линий и при необходимости преобразования склонов с помощью террасирования. Откос хар-ся высотой и длиной горизонтального заложения и крутизной.

Высота откосов не более 2,3 – 3м. Для повышения устойчивости высоких откосов и предотвращения возможного сползания грунта в середине откоса размещают горизонтальную площадку – берму, при этом нижнюю часть откоса проектируют более пологой чем верхнюю.

Откосы можно устраивать как путем выемки грунта, так и путем насыпи.

В зависимости от расположения откосы могут быть сухими и влажными (открытые русла водоемов).

Укрепление откосов может выполняться с помощью посева трав или посадки кустарников, ктр. своими корнями способны удерживать слой грунта, предотвращая его размывание. Также используют габионные конструкции, георешетки, геотекстильные материалы, газонные решетки.

Для устойчивых грунтов уклон применяется 1:1; 1:0,5 (45-60 0 ). Для грунтов средней устойчивости до 1:1,5 (супеси, суглинки). Для сыпучих грунтов крутизна 1:1,5 и менее.

Основы гидротехники — Плотины из местных материалов

Содержание материала

  • Основы гидротехники
  • Введение
  • Особенности и условия работы гидротехнических сооружений
  • Классификация гидротехнических сооружений
  • Назначение и классификация плотин
  • Фильтрация воды и основание плотины и в ее теле
  • Плотины из местных материалов
  • Деревянные плотины
  • Бетонные плотины
  • Водосбросы и водоспуски плотин
  • Гидротехнические затворы
  • Способы возведения гидроузлов
  • Назначение и виды сооружении переходов
  • Мостовые переходы
  • Виды мелиорации
  • Водно-земельные ресурсы СССР
  • Использование водной энергии
  • Технические основы использования водной энергии
  • Графики нагрузки, колебания мощности и выработки энергии
  • Понятия о водяных двигателях
  • Гидроэнергетические сооружения
  • Силовые здания ГЭС
  • Гидроэнергетические узлы сооружений
  • Работа ГЭС в энергосистемах, показатели, типы
  • ГАЭС
  • Происхождение и формирование сточных вод
  • Виды загрязнений водных объектов
  • Мероприятия по борьбе с загрязнением полных источников
  • Законодательные и организационные мероприятия по охране от загрязнений
  • Назначение водохозяйственных расчетов и исходные данные для их выполнения
  • Водохранилища, их типы, параметры и характеристики
  • Потери воды из водохранилищ

Земляные плотины.

Земляные плотины широко применяют почти при всех видах водохозяйственного строительства. Они просты по конструкции и долговечны. Латсриалы для их возведения (суглинистый и супесчаный грунты, а для отдельных их частей песок, гравийно-песчаные смеси и глина) почти всегда имеются на месте строительства. По своим технико-экономическим показателям земляные плотины успешно соперничают с другими типами плотни из местных материалов при напорах до 80 м.
По способу производства работ земляные плотины подразделяют на два основных типа: насыпные с искусственным уплотнением укладываемого в тело плотины грунта; намывные и полунамывные, которые строят с применением средств гидромеханизации.
Земляные и каменнонабросные плотины, возводимые с помощью направленных взрывов, относят к насыпным.
Высота земляных плотин достигает 120 м (р. Дюране, Франция). В СССР плотина на р. Иори (Грузинская ССР) имеет высоту 84,8 м, а на р. Куре у Мингечаурской ГЭС (Азербайджанская ССР) —80,0 м.
Профиль тела земляной плотины из однородного материала имеет форму трапеции и состоит из ряда конструктивных элементов, выполняющих определенные функции (рис. 2.4).

Тело плотины должно быть устойчиво при полном напоре воды на нее и при опорожнении водохранилища. Верховой откос надежно защищают от силовых воздействий ветровых волн и ударов плавающих тел, низовой — от размыва ливневыми и талыми водами. При наличии дороги на гребне плотины его укрепляют защитным покрытием. Откосы плотины не должны разрушаться в результате промерзания. При полном напоре на плотину фильтрация через ее тело и в основание не должна быть значительной, а появление фильтрующейся через него воды на низовом откосе недопустимо.
Величина заложения (крутизна) откосов земляной плотины, при которой обеспечивается их устойчивость, определяется способностью грунта, насыщенного водой, оказывать сопротивление сдвигу и зависит от угла внутреннего трепня грунта и удельного сцепления в нем.

При сооружении высоких земляных плотин крутизна откосов должна быть переменной: в верхней части откосы крутые, у основания — более пологие. Крутизна откосов и размеры профиля земляной плотины зависят от природных свойств грунта и от способов его укладки.
Верховые откосы защищают от разрушения с помощью бетонных плит, каменном наброски, каменной мостовой, укладываемых по слою обратного фильтра. Низовой откос укрепляют одерновкой или посевом трав.
Конструкции дренажа земляных плотин весьма разнообразны. Обычно дренаж представляет собой упорную (см. рис. 2.4) или прислонную 1 каменную призму, сквозь которую профильтровавшаяся вода свободно уходит в и. б.
1Несколько слоев песчаного или гравелистого материала разной крупности. уложенного так. что слон, представленный мелкими частицами, обращен навстречу фильтрационному потоку.
Прислонная дренажная призма укладывается на откосе (прислоняется к нему).

Читать еще:  Когда устанавливать откосы при ремонте квартиры

По плоскости соприкосновения дренажа с откосом плотины укладывают обратный фильтр. Задача фильтрационною расчета земляной плотины состоит в выявлении при принятых размерах условий движения в ее теле фильтрационного потока и влияния его на устойчивость низового откоса плотины и основания. Кривая депрессии должна размещаться в теле земляной плотины ниже глубины его промерзания и сопрягаться с дренажным устройством.
Тело земляной плотины при отсутствии в достаточном количестве на месте строительства маловодопроницаемого грунта может быть выполнено и из разных грунтов неоднородная (смешанная) плотина. Маловодопроницаемые грунты укладывают в центр профиля плотины но всей ее длине, образуя так называемое ядро, плотина с ядром (рис. 2.5 а) или ими покрывают верховой откос, образуя покрытие, называемое экраном, плотина с экраном (рис. 2.5, б). Ядро и экран выполняют обычно из суглинка и сопрягают с основанием плотины с помощью зуба или шпунтовой стенки, доводя их до водоупора. При глубоком залегании водоупора к экрану со стороны в. б. присоединяют понур горизонтальный водонепроницаемый участок экрана, который выполняют из того же грунта, что и экран (рис. 2.5, в).
Назначение ядра и экрана — уменьшить фильтрацию через земляную плотину. Будучи выполненными из суглинка, они обладают достаточной пластичностью и при усадке тела плотины, оседая вместе с ним. не дают трещин.
Для защиты от промерзания суглинистые экраны покрывают слоем песка и гравия (щебня) толщиной 1-1,5 м. у основания плотины и толщиной не меньше глубины промерзания выше максимального подпорного уровня.
Жесткие экраны из бетона и железобетона дороже суглинистых и из смеси глины с песком; кроме того, при осадке тела плотины они обычно повреждаются и поэтому распространения не получили. В настоящее время применяют гибкие экраны из материалов, полученных на основе битумов и полимеров (асфальтобетон, пластобетон, полиэтиленовая пленка).
Если в районе строительства нет грунта для ядра или понура, их заменяют диафрагмой — плотины с диафрагмой (рис. 2.5 г). Диафрагмы выполняют из армобетона, железобетона. реже из древесины, обработанной антисептиками. Верх диафрагмы располагают выше самого высокого уровня воды в в. б., а низ заглубляют в основание и надежно сопрягают с водоупором.
В рассмотренных типах земляных плотин насыпка их тела производится грунтом, привозимым из карьера. Грунт укладывают слоями, слабо наклоненными в сторону верхового откоса, толщиной 0,20—0,25 м и укатывают катками для придания ему надлежащей плотности. Поэтому эти плотины называют также укатанными.

При строительстве намывных земляных плотин грунт в тело подается в разжиженном состоянии (в виде пульпы) вместе с водой, которой он был размыт на месте разработки. Для предохранения от растекания пульпу направляют в пространство, огражденное небольшими дамбочками.

Если места сброса пульпы расположены возле дамб, здесь из нее выпадают и откладываются более крупные частицы грунта; более мелкие уносятся водой в центральную, пониженную часть образовавшегося бассейна, где они отстаиваются, а вода профильтровывается и частью сливается в реку. Намыв один ярус плотины, возводят на нем новые дамбочкн и повторяют операцию намыва. Намывная плотина относится к типу неоднородных. В центре ее образуется ядро из маловодопроницаемого грунта, а по сторонам располагаются водопроницаемые крупнозернистые грунты. При этом переход от ядра к боковым частям профиля тела плотины происходит постепенно.
В земляных плотинах, возводимых полунамывным способом, грунт привозят на место укладки в состоянии естественной влажности и набрасывают в виде валов по сторонам будущею тела плотины. Эти валы затем размывают струен воды, мелкие частицы при этом сносятся водой к центру, и получается намывной профиль.
Наиболее пригодными грунтами для возведения намывных плотин являются грунты средней крупности, содержащие примеси как глинистых, так и гравелистых частиц.
Все типы земляных плотин выполняют глухими, устраивая водосбросные отверстия вне их.

Каменнонабросные плотины.

Каменнонабросными называют плотины, тело которых состоит из каменной наброски, а противофильтрационные устройства представляют собой экраны или диафрагмы, выполненные из негрунтовых материалов. Они могут быть жесткими, полужесткими, гибкими. Экраны выполняют из железобетона, бетона, асфальтобетона, из полимерных материалов, металлическими и деревянными. Преимущественное распространение получили плотины с экранами. Экраны, особенно жесткие, вследствие их чувствительности к осадке наброски в теле плотины укладывают не на наброску, а на подэкрановую кладку слой постол истого камня, уложенный насухо и образующий наклонную стенку, положенную на откос наброски. Экран но всей длине плотины сопрягают с противофильтрационным устройством в виде шпунтового ряда, цементационной завесы, зуба или понура. Путем врезки экрана в берега на достаточную длину уменьшают фильтрацию в обход плотины. Во избежание образования в экранах трещин при изменении температуры, их, если они выполнены из полимерных материалов, заранее разделяют температурными швами, которые уплотняют пластичным материалом (гудрон, битум).
Заложение верхового откоса набросных плотин принимают около 1:1,3, что примерно соответствует углу естественного откоса наброски; заложение низового откоса принимают более пологим, обычно около 1:1,5.
Гибкие экраны устраивают из нескольких слоев железобетонных плит с прослойками из битума. Асфальтобетонные экраны на высоких плотинах выполняют многослойными, толщиной 25-30 см с подстилающим дренажным слоем из фильтра или пористого бетона.

Полимерные экраны (пленки) делают в виде сплошного водонепроницаемого покрытия, уложенною на верховом откосе плотины между бетонными сборными элементами, или покрытого защитным слоем грунта. На плотине на р. Храми (Грузинская ССР), имеющей высоту 32 м. был применен металлический экран из стального листа толщиной 8 мм.
В качестве материала для набросных плотин употребляют камень прочных пород, отличающийся морозостойкостью. Крупность камня определяется возможностями транспортных и погрузочных средств. Форма камня может быть неправильная, рваная.
Каменнонабросные плотины обычно выполняют глухими. Имеются плотины этого типа с переливом воды через гребень (плотина на р. Тишинке на Алтае).

Смешанная каменно-земляная плотина.

Смешанная плотина состоит наполовину из каменной наброски, наполовину из слабоводопроницаемого грунта. Наброска образует основной упорный массив плотины, который обеспечивает ее устойчивость.
Грунт—песок или суглинок, прикрывающий каменный массив наброски достаточно мощным слоем, чтобы свести фильтрацию к незначительной величине, представляет собой, по существу, экран плотины. Между земляной частью плотины, образующей экран, и каменной наброской укладывают обратный фильтр, чтобы предотвратить суффозию из экрана и наброску. Для защиты от возможных повреждений экран сверху покрывают слоем гальки, гравия или камня.
Материалом экрана может быть глина, суглинок, глинобетон. Толщину экрана увеличивают вниз по откосу и сопрягают его с водоупором или переводят в понур.
Пример каменнонабросной плотины с экраном, построенной в суровых климатических условиях, приведен на рис. 2.6.
Иногда более экономичными оказываются каменнонабросные плотины с пластичным ядром из связных грунтов или глинобетона. так как для них требуются меньшие количества материалов (суглинок, глина, камень). Ядро выполняют в центральной части профиля плотины вертикальным или несколько наклонным в сторону и. б. (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема каменно-земляной плотины с ядром.
1 -упорная призма из каменной наброски; 2 — каменная наброска; 3 — защитное покрытие верхнего и низового откосов, 4—пленка, 5 —обратный фильтр, 6 — упорная призма из каменкой наброски для низового откоса, 7 -цементная подготовка, 8 —суглинистое ядро плотины.
Каменнонабросные и смешанные плотины строят глухими. В случае необходимости при незначительной высоте плотины перелив воды через гребень допускают при условии покрытия низового откоса и гребня массивной железобетонной облицовкой, устройства за плотиной водобоя и надежного крепления русла в и. б.

Плотины смешанного типа с экраном можно возводить без ограждения русла перемычками, а путем наброски камня и грунта в текущую воду, что выгодно отличает их от других типов плотин.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector