Материалы для строительства плотин

Обновлено: 09.05.2024

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ПЛОТИНЫ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СНиП 2.06.05-84* с СП 39.13330.2012 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 1985-07-01

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (д-р техн. наук И. Б. Соколов и канд. техн. наук А.П. Пак - 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. Гольдин, 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) с участием 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/О Союзводпроект (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. наук P.M. Каменский - руководитель темы; канд. техн. наук Р.В. Чжан) и МИСИ им. В.В. Куйбышева Гособразования СССР (д-р техн. наук И.Х. Костин - руководитель работ; кандидаты техн. наук Я.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 - руководитель темы; д-р техн. наук А.Л. Гольдин; Е.А. Смирнов), канд. геолого-минерал. наук Н.Ф. Кривоногова; канд. техн. наук В.С. Кузнецов; М.П. Павчич и Всесоюзным проектно-изыскательским и научно-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.Г. Гурьев - руководитель темы; С.Т. Розиноер), института мерзлотоведения 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 и С.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 грунтовых материалов" утрачивают силу СНиП 2.06.05-84 "Плотины из грунтовых материалов".

В настоящие строительные нормы и правила внесены изменения, утвержденные постановлением Госстроя СССР от 17 сентября 1990 г. N 77.

Пункты, таблицы и приложения, в которые внесены изменения, помечены звездочкой.

Новые таблицы и чертежи приведены с двойной нумерацией.

Настоящие нормы распространяются на проектирование новых и реконструкцию существующих плотин (или напорных дамб) из грунтовых материалов (земляных насыпных и намывных, каменно-земляных и каменно-набросных), входящих в состав сооружений различных видов строительства (гидроэнергетического и водно-транспортного, мелиоративных систем, систем водоснабжения, рыборазведения, защиты территорий от затопления).

При проектировании плотин, предназначенных для строительства в сейсмических районах, на просадочных и набухающих грунтах, а также на площадках, подверженных оползням, селям и карсту, надлежит учитывать дополнительные требования, предъявляемые к строительству сооружений в указанных условиях соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

Классы плотин устанавливаются в соответствии с требованиями СНиП 2.06.01-86.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1*. Инженерные изыскания, в том числе инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-геокриологические, инженерно-гидрометеорологические, необходимые для проектирования и строительства плотин из грунтовых материалов, следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87, СНиП 2.01.14-83 и СНиП 2.02.04-88 с учетом специфики гидротехнического строительства и дополнительными исходными данными, содержащимися в задании на проектирование и учитывающими конкретные условия проектируемого объекта.

В северной строительно-климатической зоне состав, объем и методика инженерно-геологических и геокриологических изысканий, площадь и глубина изучения инженерно-геологического разреза должны соответствовать стадии проектирования, сложности природной обстановки, принципу использования вечномерзлых грунтов в качестве основания, типу и параметрам плотины.

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

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 грунтовых материалов в зависимости от материала их тел и противофильтрационных устройств, способов возведения, а также температурного состояния грунтов плотин и их оснований подразделяют на основные типы, указанные в табл. 1.1.

1.3.* Створ плотины следует выбирать на основании технико-экономического сопоставления вариантов в увязке с компоновкой гидроузла и в зависимости от топографических, гидрологических, инженерно-геологических и инженерно-геокриологических условий площадки строительства и требований охраны природной среды.

При этом следует учитывать:

а) необходимость расположения водопропускных сооружений таким образом, чтобы исключить возможность опасных размывов и термоабразии берегов, подмыва плотины при сбросе воды в нижний бьеф и отложения продуктов размыва в размерах, ухудшающих условия эксплуатации гидроузла;

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПЛОТИН ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Раздел: Назначение расчетных характеристик материалов грунтовых плотин

Главный инженер института Т.П.Доценко

Зам. начальника НИСа, докт. техн. наук, проф. А.П.Кириллов

Начальник отдела каменно-земляных плотин и оснований, канд. техн. наук В.И.Вуцель

Руководитель разработки, рук. лаборатории, докт. техн. наук, проф. Ю.К.Зарецкий

Начальник технического отдела института В.Д.Новоженин

Раздел "Назначение расчетных характеристик материалов грунтовых плотин" "Рекомендаций по проектированию плотин из грунтовых материалов" разработан в отделе каменно-земляных плотин и оснований Научно-исследовательского сектора Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" имени С.Я.Жука. Раздел содержит перечень и основы методик определения расчетных характеристик грунтовых материалов плотин.

Рекомендации предназначены для специалистов, занимающихся проектированием плотин из местных материалов.

Развивающееся в последние годы в СССР строительство высоких и сверхвысоких каменно-земляных плотин обуславливает потребность в обеспечении проектов расчетами напряженно-деформированного состояния и устойчивости плотин. В настоящее время такие расчеты выполняются на основе теоретических моделей поведения грунтовых материалов, позволяющих учитывать такие факторы, как поэтапность возведения плотины и график заполнения водохранилища, сейсмические воздействия и резкие сработки уровня верхнего бьефа, консолидацию грунтов основания и тела плотины и т.д. Расчеты производятся с помощью электронно-вычислительной техники, требуют большого объема предварительных исследований и подготовительных операций, очень дороги, и поэтому должны основываться на достоверных данных о характеристиках материалов, слагающих различные зоны каменно-земляной плотины.

Рекомендации составлены в отделе каменно-земляных плотин и оснований НИС Гидропроекта на основе обобщения многолетнего опыта исследований грунтовых материалов, включающих определение их физических и механических характеристик. В результате этих исследований были рекомендованы расчетные характеристики грунтов, которые использованы при расчетах и оптимизации конструкций грунтовых плотин Чарвакской, Нурекской, Рогунской, Сарсангской ГЭС и многих других гидроузлов в СССР и за рубежом.

Внедрение результатов выполненных исследований способствовало разработке экономичных проектных и технологических решений.

Рекомендации предназначены для использования проектными организациями при определении напряженно-деформированного состояния и устойчивости плотин из грунтовых материалов и назначении необходимых для этих расчетов физико-механических характеристик грунтов. В рекомендациях излагаются требования, предъявляемые к материалам, укладываемым в различные зоны плотин. Приводятся общие положения методик лабораторных исследований грунтов и назначения расчетных характеристик.

В составлении рекомендаций принимали участие: ст.научный сотрудник, к.т.н. Воронцов Э.И., ст.научный сотр. ОФИ Л.Е.Каныгин, вед.инж. М.К.Сверчкова, ст.научный сотрудник, к.т.н. А.Г.Чернилов, зав.группой, к.т.н. Б.Д. Чумичев, зам.начальника отдела В.А.Филимонов (п.2.4). Рекомендации составлены под общим руководством и при участии руководителя лаборатории исследования строительных свойств грунтов, проф., доктора техн.наук Ю.К.Зарецкого.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Настоящие рекомендации предназначены для использования проектными организациями при выполнении расчетов плотин из грунтовых материалов и назначении требуемых для этих расчетов характеристик грунтов.

В рекомендациях излагаются требования, предъявляемые к материалам, укладываемым в различные зоны каменно-земляных и каменно-набросных плотин, в земляные насыпные и в намывные плотины, сооружаемые в районах с сейсмичностью до 6 баллов. Даются основы методик проведения и обработки результатов лабораторных опытов по определению физико-механических характеристик грунтовых материалов и назначения расчетных характеристик грунтов.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

2.1 Основные типы плотин

В зависимости от применяемых материалов грунтовые плотины согласно СНиП II-53-73* /43/ разделяются на каменно-земляные и каменнонабросные, земляные насыпные и земляные намывные.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.06.05-84, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Каменно-земляные и каменнонабросные плотины

В каменно-земляных плотинах для тела плотины используются камень и крупнообломочные грунты. Для противофильтрационных элементов (ядро, экран, понур) используются глинистые грунты, мелкозернистые пески, смеси глинистых грунтов с крупнообломочными, а также торф. Возводятся эти плотины отсыпкой грунта и камня. Камень в боковые призмы отсыпается либо без уплотнения, либо с гидравлическим или механическим уплотнением. Крупнообломочные грунты обычно укладываются с послойным уплотнением уплотняющими механизмами. Грунт и противофильтрационные элементы плотины укладывается послойно с механическим уплотнением, или отсыпкой в воду. Для предотвращения фильтрационной суффозии между боковыми призмами и противофильтрационными элементами устраиваются переходные зоны и обратные фильтры из песчано-гравелистого материала.

В каменнонабросных плотинах для тела плотины используется камень, отсыпаемый без уплотнения, либо с гидравлическим уплотнением, или с уплотнением механическими средствами, а противофильтрационные элементы возводятся из негрунтовых материалов (бетон, железобетон, асфальтобетон, синтетические материалы и др.).

Земляные насыпные плотины

Земляные насыпные плотины по конструкции могут быть однородными и неоднородными, возводимыми из различных грунтов, а также строиться с экраном или диафрагмой из негрунтовых материалов. По способу производства работ эти плотины различаются на насыпные с искусственным уплотнением специальными грунтоуплотняющими механизмами и насыпные без механического уплотнения при пионерной отсыпке насухо или в воду.

Земляные намывные плотины

Намывные плотины в зависимости от материала тела плотин и способов их возведения подразделяются на однородные и неоднородные с ядром или центральной зоной. Для тела однородных плотин используются песчаные, супесчаные и суглинистые (лессовые) грунты. Для возведения тела неоднородных плотин и их отдельных зон применяют различные грунты от глинистых до галечниковых, а также их смеси.

2.2. Требования к грунтовым материалам

Требования к материалам грунтовых плотин регламентируются СНиП II-53-73 /43/. Ниже пригодятся основные положения этих требований.

Материалы противофильтрационных элементов

Основные требования, предъявляемые к грунтам, укладываемым в противофильтрационные элементы земляных и каменно-земляных плотин (ядро, экран, понур, зуб) сводятся к следующему:

- суффозионная устойчивость, исключающая вымыв мелких частиц грунта;

- пластичность, допускающая возможность значительных деформаций без образования трещин;

- высокая сопротивляемость сдвигу и хорошая уплотняемость.

Материалом для грунтовых противофильтрационных элементов плотин могут служить естественные глинисто-суглинистые, супесчано-суглинистые грунты и моренные отложения, а также крупнообломочные грунты с суглинистым заполнителем. При соответствующем обосновании могут использоваться мелкозернистые пески и искусственные грунтовые смеси из глинистых, песчаных и крупнообломочных грунтов. Для плотин III и IV классов высотой до 20 м, для понуров и экранов при надлежащем обосновании допускается применять торф, имеющий степень разложения 50% и более.

Для образования грунтовых противофильтрационных устройств применяются /43/ грунты с коэффициентом фильтрации менее 10 см/сек. Однако наилучшим материалом для грунтовых ядер и экранов является грунт с коэффициентом фильтрации порядка 1010 см/сек. Получение такого показателя возможно при содержании в грунте 12-18% глины и пыли, а остальные фракции - постепенно увеличивающиеся от пылеватого песка до гравия. Влажность уплотняемого грунта должна быть близкой к оптимальной. Отклонение от оптимальной влажности без обоснования допускается в пределах 2 процентов.

Материалы обратных фильтров, дренажей и переходных зон

Для образования дренажных устройств, обратных фильтров и переходных зон каменно-земляных плотин допускается применять песчаные и крупнообломочные грунты, а также каменную наброску в естественном и обогащенном состоянии и искусственно дробленые каменные материалы.

Материалы, укладываемые в обратные фильтры, дренажи и переходные зоны должны обладать достаточной прочностью, морозостойкостью, неразмокаемостью в воде и не содержать водорастворимых включений.

Предел прочности на сжатие каменных пород, предназначенных для устройства обратных фильтров и переходных зон земляных и каменно-земляных плотин, должен соответствовать прочности основного материала тела плотин и быть не менее 30-40 МПа. При испытании на морозостойкость они должны выдерживать не менее 50 циклов замораживания и оттаивания при температуре ±17 °С, при этом потеря в весе не должна превышать 5 процентов.

Материалы для фильтров земляных плотин, сооружаемых в суровых зимних условиях, исследуются на морозостойкость при температуре -40 °С и ниже при значительной величине температурного перепада.

Зерновой состав материалов фильтров и переходных зон определяется расчетом, исходя из условий недопущения фильтрационной суффозии контакта смежных слоев грунта в процессе возведения и в период эксплуатации плотины.

Зерновой состав слоев обратного фильтра подбирается, исходя из зернового состава защищаемого грунта, его пористости, коэффициента фильтрации.

Значения коэффициентов разнозернистости грунтов обратных фильтров можно назначать в широких пределах. Значения коэффициентов разнозернистости () грунтов обратных фильтров должны быть меньше 25 для несуффозионных грунтов и меньше 15 для суффозионных грунтов противофильтрационных элементов.

Материалы боковых призм

Для боковых призм грунтовых плотин используется рваный или окатанный камень, булыжник, материал осыпей, щебень, гравий и крупноскелетные несвязные грунты (галечно-валунный, гравелисто-галечный и песчано-гравелистый).

Камень может быть заготовлен из любых горных пород, предпочтительно прочных и плотных. Допускается применение горной массы без сортировки и без ограничения зернового состава, однако крупность камня не должна быть больше половины высоты отсыпаемого слоя.

Пригодность камня устанавливается в зависимости от высоты плотины, местоположения его в поперечном сечении плотины, а также температурных условий района строительства.

Для оценки пригодности камня должны быть исследованы его физические, химические и механические свойства, а также морозостойкость, выветриваемость, водопоглощение и размягчаемость.

Часто для возведения боковых призм плотины используются современные и древние русловые или пойменные аллювиальные отложения, а также пролювиально-делювиальные моренные отложения.

Использование низкопрочных и выветриваемых материалов в упорных призмах каменно-земляных плотин допускается СНиП II-53-73 /43/ при специальном обосновании по результатам исследований.

Материалы намывных плотин

При проектировании намывных плотин требования предъявляются, главным образом, к зерновому составу грунта, намываемого в плотину. Наиболее предпочтительными для использования в качестве материала намывных плотин при применяемом в настоящее время оборудовании и технологии намыва следует считать песчаные, песчано-гравелистые и разнородные гравийно-галечниковые с супесчано-песчаным заполнителем, при этом содержание песчаных частиц должно быть более 25%. При этом супеси и суглинки (лессовые) могут быть предусмотрены для намыва однородной плотины, или ядерной зоны неоднородной плотины; глины - для ядра плотины и гравийные грунты - для упорных призм.

2.3. Расчетные характеристики грунтовых материалов

При проектировании плотин из грунтовых материалов выполняются следующие основные расчеты: фильтрационной прочности тела плотины, ее основания и берегов, устойчивости откосов, осадок тела и основания плотины для определения требуемой величины строительного подъема, величины неравномерности осадок и горизонтальных смещений различных зон плотины.

В расчетах должен учитываться значительный диапазон изменения действующих в теле плотины напряжений. Консолидация глинистых грунтов ядра плотины, экрана и основания учитывается в тех случаях, когда коэффициенты фильтрации грунта меньше 5x10 см/с, а степень влажности больше 0,85.

В расчетах используются расчетные значения характеристик грунтов, устанавливаемые на основе статистической обработки результатов полевых и лабораторных исследований /8, 43/ (см.п.2.5).

Для проведения расчетов необходимы следующие характеристики грунтов:

а) физические характеристики несвязных грунтов:

- плотность сухого грунта , а также плотность сухого грунта в предельно плотном состоянии (г/см);

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - ОАО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

ВНЕСЕНА опечатка, опубликованная в официальном издании (М.: Минрегион России, 2012 год)

Опечатка внесена изготовителем базы данных

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 25 ноября 2017 г. N 1581/пр c 26.05.2018; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 6 сентября 2018 г. N 565/пр c 07.03.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 41/пр c 25.07.2019

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2019

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование новых и реконструкцию существующих плотин (или напорных дамб) из грунтовых материалов (земляных насыпных и намывных, каменно-земляных и каменно-набросных), входящих в состав систем различных видов строительства (энергетического, гидроэнергетического, мелиоративного).

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил применены нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 8.423-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Секундомеры технические. Методы и средства поверки

ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 25584-2016 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 30416-2012 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ EN 13416-2011 Материалы кровельные и гидроизоляционные гибкие битумосодержащие и полимерные (термопластичные или эластомерные). Правила отбора образцов

ГОСТ ISO 9862-2014 Материалы геосинтетические. Порядок отбора и подготовки образцов для испытаний

ГОСТ Р 53225-2008 Материалы геотекстильные. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 10320-2014 Материалы геотекстильные и относящиеся к ним изделия. Идентификация на месте

СП 23.13330.2018 "СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений"

СП 38.13330.2018 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"

СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменением N 1)

СанПин 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 19185, СП 23.13330 и СП 58.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

геосинтетика: Материал, в котором как минимум один компонент изготовлен из синтетического полимера в виде полотна, лент или трехмерной структуры, используемый в контакте с грунтом (почвой) и (или) другими строительными материалами для создания дополнительных слоев (прослоек) различного назначения (армирующих, защитных, фильтрующих, дренирующих, гидроизолирующих, теплоизолирующих) в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях.

геотекстильный материал (геотекстиль): Плоский водопроницаемый синтетический или натуральный текстильный материал (нетканый, тканый или трикотажный), используемый в контакте с грунтом и (или) другими материалами в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях.

геомембрана: Непроницаемый полимерный материал, предназначенный для уменьшения или предотвращения прохода потока воды и (или) жидкости сквозь его структуру.

3.5 форшахта: Вспомогательная конструкция, используемая в качестве кондуктора при устройстве свай.

Раздел 3 (Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

4 Общие положения

4.1 Инженерные изыскания, в том числе инженерно-геодезические, инженерно-геологические, гидрометеорологические, необходимые для проектирования и строительства плотин из грунтовых материалов, следует проводить с учетом требований СП 58.13330, специфики гидротехнического строительства и дополнительными исходными данными, содержащимися в задании на проектирование и учитывающими конкретные условия проектируемого объекта.

Объем и методика инженерно-геологических изысканий, площадь и глубина изучения инженерно-геологического разреза должны соответствовать стадии проектирования, сложности природной обстановки, типу и параметрам плотины.

4.2 Плотины из грунтовых материалов в зависимости от материала их тел и противофильтрационных устройств, а также способов возведения, подразделяют на типы, основные из которых указаны в таблице 1.

Земляная насыпная (раздел 5)

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

Земляная намывная (раздел 6)

Грунты от глинистых до песчано-гравийных и гравийно-галечниковых; намывают средствами гидромеханизации

Каменно-земляная (раздел 7)

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

Каменно-набросная (раздел 7)

Грунты тела - крупнообломочные; противофильтрационные устройства из негрунтовых материалов или комбинированные: грунт + инъекция, и т.п.

4.3 Тип плотины (таблица 1) следует выбирать в зависимости от топографических и инженерно-геологических условий основания и берегов, гидрологических и климатических условий района строительства, величины напора воды, наличия грунтовых строительных материалов, сейсмичности района, общей схемы организации строительства и производства работ, особенностей пропуска воды для нужд строительства, сроков ввода в эксплуатацию и условий эксплуатации плотины.

Тип и конструкцию плотины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих технологию строительных работ, а также общую компоновку гидроузла. Сравниваемые варианты должны иметь одинаковую степень проработанности и надежности. Для возведения плотины из грунтовых материалов надлежит предусматривать использование грунта и камня, полученных из полезных выемок или карьеров.

4.4 Возведение плотин из грунтовых материалов возможно как на скальных, так и на нескальных грунтах основания (см. СП 23.13330).

Возведение плотин I и II классов на нескальных грунтах основания, содержащих водорастворимые включения, допускается только после проведения исследований скорости рассоления и выщелачивания и учета этих процессов при оценке фильтрационного расхода, устойчивости и деформируемости сооружения. Для предотвращения выщелачивания грунтов основания могут предусматриваться различные конструктивные меры (например, устройство понуров, зубьев, завес, подача насыщенных растворов в основание плотины и др.).

При строительстве плотин из грунтовых материалов на торфяном и заторфованном основании необходимо выполнять прогноз разложения торфа во времени и учет этого процесса при обосновании устойчивости сооружения.

Бесплатная стоматологическая поликлиника: консультация стоматолога бесплатно НАВА ОМС.

Материал для строительства земляных насыпных плотин

Для образования основной части тела земляной насыпной плотины пригодны все виды грунта, за исключением следующих: 1) содержащих не полностью разложившиеся органические вещества (остатки растений) в количестве более 5 % по массе или полностью разложившиеся вещества, находящиеся в аморфном состоянии, в количестве более 8 % по массе; 2) содержащих водорастворимые включения в виде солей хлоридных и сульфатнохлоридных в количестве более 5 % по массе или солей сульфатных в количестве более 2 % по массе; впрочем, такого рода грунты могут укладываться в ту часть плотины, которая не подвергается воздействию фильтрующейся воды.

Несколько опасными грунтами являются: а) сыпучие суффозион ные грунты; при фильтрации воды через эти грунты может происходить опасная внутренняя суффозия; б) глинистые грунты, которые, вопервых, часто склонны к пучению в зимнее время и, во вторых, в насыщенном водой состоянии могут снижать свою прочность при быстром приложении к ним нагрузки.

Несмотря на указанные отрицательные свойства, суффозион. ные и глинистые грунты все же применяют для строительства плотин. При этом в случае сыпучих суффозионных грунтов строят плотину с водонепроницаемым экраном или ядром, чтобы пресечь фильтрацию, которая в данном случае является особенно нежелательной; при наличии глинистых грунтов их покрывают защитными слоями соответствующей толщины из песчаных или крупнообломочных грунтов, чтобы предотвратить промерзание гли — ны; кроме того, откосы, выполненные глинистыми грунтами, делают относительно пологими.

Наилучшим грунтом следует считать грунт достаточно рис. 2.62. Кривые депрессии при разводонепроницаемый, Деформи личном характере изменения коэффицирующийся без образования ента фильтрации вдоль потока, трещин и зон разрыхления, характеризующийся относительно большим углом внутреннего трения и удельной силой сцепления, удобообрабатываемый, т.е. легко уплотняемый.

Таким требованиям удовлетворяют супесчаные и суглинистые грунты, а также песок мелкий и средней крупности.

Идеальным грунтом для возведения тела плотины является грунт, скелет которого образован крупными частицами, а поры заполнены глиной. Такой грунт характеризуется относительно высоким углом внутреннего трения, отвечающим крупнозернистому грунту, и малым коэффициентом фильтрации, отве шюгцим глинистому грунту.

Для возведения плотин используют грунты, имеющиеся в достаточном количестве в карьерах, находящихся возможно ближе к месту строительства и расположенных несколько выше этого места. При выборе карьеров грунта учитывают, что глинистые грунты нельзя укладывать в тело насыпной плотины в дождливую погоду, а также при весьма малых отрицательных температурах.

Иногда искусственно улучшают качество грунт. 1, обогащают его теми или другими фракциями или отсеивают нежелательные фракции, просушивают глинистые грунты или увлажняют их, чтобы ускорить строительство.

На рис. 2.62 представлено поперечное сечение плотины; на этом рисунке кривая депрессии 1 отвечает случаю, когт а тело плотины возведено из однородного грунта. Предположим, что коэффициент фильтрации k изменяется вдоль течения грунтовой воды; если k будет увеличиваться по течению, то кривая депрессии снизится и займет положение 2; если же k будет уменьшаться по течению, то кривая депрессии поднимется и займет положение 3. Наиболее невыгодным положением кривой депрессии следует считать положение 3, так как при таком положении: а) большая часть тела низового откоса будет насыщена водой, а потому сила сцепления может существенно снизиться; б) значительная часть низового откоса будет подвержена действию фильтрационных сил; в) возможно зимнее пучение грунта, образующего низовой клин плотины, если этот грунт глинистый.

Таким, образом, при образовании тела плотины из грунта разной проницаемости следует стремиться к тому, чтобы коэффициент фильтрации k увеличивался по направлению течения грунтовой воды.

Для образования грунтовых противофильтрационных устройств (экранов, понуров, ядер, зубьев) применяют преимущественно суглинистые грунты и глины. В некоторых случаях противофильтра ционные устройства выполняют из так называемого глинобетона — искусственной смеси гравия (или щебня), песка и глины. Эту смесь приготовляют в таких пропорциях, при которых поры гравия (или щебня) оказываются полностью заполненными песком, а поры песка— глиной. Глинобетон обладает положительными свойствами глины (малой водопроницаемостью), песка и гравия (большой величиной угла внутреннего трения). Кроме того, глинобетон является грунтом, мало склонным к пучению зимой. Необходимо, однако, помнить, что стоимость глинобетона высока.

Экраны и понуры малоответственных плотин небольшой высоты иногда выполняют из торфа, имеющего степень разложения не менее 50 %.

Гравитационные плотины могут возводиться из следующих материалов: 1) бетона; 2) бутовой кладки камня на цементном растворе в случае небольших объемов работ, в районах, куда трудно завозить цемент, а также при наличии свободной рабочей силы соответствующей квалификации; 3) крупных бетонных блоков; 4) камнебетона — бетонной кладки, включающей крупные камни, которые не проходили через бетоносмеситель. Слой этих камней, уложенный поверх бетонной смеси, втапливается в бетонную смесь вибраторами. Объем таких камней может доходить до 20. 25 % объема плотины. Достоинство камнебетона — уменьшение расхода цемента и снижение начальных температурных напряжений в бетоне; недостаток — усложнение механизации строительных работ.

В настоящее время гравитационные плотины строят почти исключительно из бетона.

I. Общие сведения о бетоне. Бетон — это смесь цемента, воды, мелкого (песка) d5 мм и крупного (гравия, щебня — 5 мм 100. 250 мм) заполнителя (табл. 7.1).

Напомним также следующее:

1) для приготовления гидротехнического бетона применяют портландцемент и его разновидности: шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент;
2) главнейшие свойства гидротехнического бетона, которые должны устанавливаться при проектировании сооружения: а) прочность на осевое сжатие (ку биковая прочность); б) прочность на осевое растяжение; в) морозостойкость;
г) водопроницаемость. Эти свойства оцениваются соответствующими марками. Дополнительно приходится интересоваться полным суммарным тепловыделением, интенсивностью тепловыделения, водостойкостью;
3) упомянутые свойства гидротехнического бетона зависят от следующих факторов: а) вида и активности (марки) цемента; б) качества заполнителя; в) водоцементного отношения (по массе); г) способа приготовления бетонной смеси;
д) транспортирования ее; е) уплотнения ее; ж) времени и температурновлажностных условий твердения бетона. Практически наибольшее значение обычно имеют активность (марка) цемента и водоцементное отношение (В/Ц);
4) как правило, прочность заполнителя всегда больше, чем прочность цементного камня, связывающего между собой отдельные частицы песка, гравия, щебня и т. п. Поэтому поверхность разрыва или сдвига, возникающая в бетоне, должна проходить по цементному камню. Практически прочность бетона равна прочности цементного камня. Что касается прочности цементного камня, то она определяется в основном водоцементным отношением и не зависит от количества цемента, расходуемого на 1 м3 бетона;
5) водоцементное отношение (В/Ц) устанавливают для проектируемой бетонной смеси, исходя из требований к прочности, водонепроницаемости и морозостойкости;
6) существенным свойством бетонной смеси является ее подвижность. Подвижную смесь (литую, пластичную) можно сравнительно легко укладывать в сооружение. Подвижность смеси устанавливают в проекте производства работ с учетом размеров сооружения и намеченных методов транспортирования и укладки смеси. Подвижность бетонной смеси зависит от вида цемента, зернового состава заполнителя, формы зерен заполнителя и характера их поверхности, водоцементного отношения и количества цемента на 1 м3 бетона. Подвижность бетонной смеси может быть повышена введением в нее пластифицирующих, гидрофобных и воздухововлекающих добавок;
7) важно подчеркнуть, что, имея установленное значение В/Ц, можно, например, увеличить объем цементного теста, добавляемого к заполнителю (мелкому и крупному). При этом прочность бетона не изменится. Вместе с тем, увеличивая количество цементного теста, подвижность смеси будет возрастать, что является положительным фактором, количество цемента на 1 м3 бетона будет также возрастать, что является отрицательным фактором (при этом будет увеличиваться стоимость бетона, а также суммарное тепловыделение).

Задача проектирования (подбора) бетонной смеси состоит в отыскании оптимального решения с учетом отмеченных положительных и отрицательных обстоятельств (и учитывая то обстоятельство, что подвижность бетонной смеси при B/U = const регулируется в основном содержанием в ней цементного теста; прочность же бетона определяется главным образом В/Ц).

2. Основные требования, предъявляемые к бетону как к материалу, образующему плотину. Бетон в теле плотины должен быть:

1) монолитен, т. е. в нем по возможности должны отсутствовать трещины и каверны; 2) водонепроницаем; с уменьшением фильтрационного расхода уменьшается также и интенсивность выщелачивания бетона; 3) атмосферо, водо и морозостоек в такой степени, которая обеспечивает длительную нормальную службу (долговечность) его в соответствующих частях сооружения; 4) обладать достаточной прочностью на сжатие; это обстоятельство существенно только для высоких плотин; для массивных плотин средней высоты и низких бетон в теле плотины недонапряжен на сжатие.

Для того чтобы выдержать перечисленные условия: 1) используют соответствующий цемент и заполнители; 2) надлежащим образом подбирают состав бетонной смеси и 3) соблюдают необходимые правила приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси.

Гидротехнический бетон, применяемый для строительства бетонных плотин, должен удовлетворять требованиям СНиП II54—771 иСНиП II56—77.

3. Зональное распределение бетона разного качества по поперечному профилю. Согласно первому отмеченному нормативному документу в теле бетонных плотин в зависимости от работы бетона следует различать четыре зоны: I—наружные части плотины, находящиеся под атмосферным воздействием, не омываемые водой; II—наружные части плотины в пределах колебания уровней воды (периодически омываемые водой); III—наружные части, находящиеся под постоянным воздействием воды; IV — внутренние части плотины, ограниченные отмеченными выше наружными частями. Ширину I, II и III зон принимают не менее 2,0 м; границы зон совмещают с границами блоков бетонирования.

К бетону каждой из указанных выше зон предъявляют требования в отношении следующих основных свойств: I зона—морозостойкости, прочности и малых объемных деформаций при твердении; II зона—водостойкости, водонепроницаемости, морозостойкости, прочности и малых объемных деформаций при твердении; III зона водостойкости, водонепроницаемости, прочности и малых объемных деформаций при твердении; IV зона прочности и малых объемных деформаций при твердении.

Читайте также: