Действующий
4.11 Проектами реконструкции плотин из грунтовых материалов должны быть учтены результаты обследований эксплуатируемого сооружения и необходимость реконструкции сопрягающихся с ним сооружений (водосливных плотин, водосливов, зданий ГЭС, шлюзов, рыбопропускных сооружений и др.).
Физико-механические, фильтрационные и теплофизические характеристики грунтов, используемых для возведения плотин
4.12 Для проектирования плотин и дамб из грунтовых материалов необходимо определить содержание в грунтах водорастворимых солей, а также органических примесей и степень их разложения. Для камня и крупнообломочных пород следует определять водопоглощение.
Характеристики грунтов (прочностные, деформационные, фильтрационные) следует определять в соответствии с ГОСТ 26263, с учетом состояния плотности, влажности и температуры, в котором грунты будут находиться в плотине в процессе ее строительства и эксплуатации; для плотин I класса - с учетом последовательности возведения и вида напряженно-деформированного и температурно-влажностного состояния.
сопротивление сжатию и коэффициент размягчаемости исходной горной породы - для камня и крупнообломочных грунтов;
фильтрационные и прочностные характеристики намытых и уложенных отсыпкой в воду грунтов с учетом анизотропии;
прочность на одноосное растяжение (в случаях необходимости проверки трещиностойкости глинистых противофильтрационных устройств плотин и дамб);
угол внутреннего трения и удельное сцепление для каменной наброски при различной степени заполнения ее пустот льдом (в случае льдообразования в низовой призме).
4.14 Характеристики грунтов, предназначенных для укладки в тело плотин и дамб, а также грунтов их оснований следует устанавливать по материалам инженерно-геологических и геомеханических исследований.
При проектировании грунтовых сооружений I и II классов характеристики используемых смесей определяют путем специальных исследований.
Характеристики грунтов намывных плотин устанавливают с учетом данных о плотинах - аналогах, возведенных из карьерных грунтов, близких по зерновому составу и форме частиц к грунтам проектируемого сооружения или результатам проведения опытного намыва.
При назначении характеристик грунтов намывных плотин надлежит учитывать фильтрационные и прочностные характеристики с учетом анизотропии.
Для неоднородных земляных намывных плотин (см. 6.10) физико-механические характеристики намытого грунта следует определять отдельно для каждой зоны.
4.15 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов (плотность, прочностные, деформационные и фильтрационные показатели и т.д.) следует устанавливать путем статистической обработки результатов полевых и лабораторных определений.
Расчетные значения характеристик намываемого грунта (песчаного, гравийного, галечникого) выше уровня воды в прудке могут приниматься по таблице 2 с корректировкой по результатам опытного намыва.
Грунт | Плотность сухого грунта , | Угол внутреннего трения водонасыщенного грунта , 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 <50% | 1,70-1,90 | 34-36 | >30 |
Примечания1 Данные приведены для грунтов с плотностью частиц .2 Большие значения плотности и коэффициента фильтрации k относятся к грунту с зернами окатанной формы, меньшие - к грунту с неокатанными зернами.3 Большие значения угла внутреннего трения относятся к грунту с неокатанными зернами, меньшие - к грунту с зернами окатанной формы.4 При учете анизотропии намытых песчаных грунтов рекомендуется в расчетах фильтрации и устойчивости откосов намывных плотин корректировать приведенные значения коэффициента фильтрации и угла внутреннего трения согласно опытным данным. |
Плотность сухого грунта для частей намывных плотин, намытых под воду, следует принимать как среднее арифметическое плотности сухого грунта и плотности намываемого грунта в максимально рыхлом состоянии.
Прочностные характеристики крупнообломочных грунтов допускается определять по аналогам и на основе моделирования их составов и проведения испытаний на модельных смесях.
4.16 Показатели физико-механических характеристик грунта для сооружения в целом или отдельных его частей устанавливают при расчетной плотности , определяемой с доверительной вероятностью .
4.17 Плотность сложения грунта может назначаться переменной по высоте земляных насыпных, каменно-набросных плотин с учетом:
изменчивости состава и свойств грунтового материала в карьере и расположения грунта в теле плотины (как по высоте, так и по элементам профиля);
Для плотин, отсыпаемых из карьеров, в случае неоднородности их состава и свойств по его площади и (или) по глубине плотность укладки грунта назначают в соответствии с 4.15, исходя из конкретных грунтовых условий разрабатываемого участка месторождения.
Для плотин, возводимых в сейсмических районах, плотность сложения грунта в верхней части их профиля должна назначаться в соответствии с требованиями проекта. Размеры этой части определяют расчетом в зависимости от конструкции плотины.
Окончательно необходимую плотность сложения грунта принимают по результатам сравнения технико-экономических показателей разрабатываемых вариантов.
4.18 В проектах необходимо предусматривать геотехнический контроль состояния тела и основания плотины в процессе ее возведения.
4.19 Для плотин I и II классов из грунтовых материалов следует предусматривать опытные отсыпку и укатку или намыв грунтов на участках, предпочтительно располагаемых в пределах профильных объемов проектируемого сооружения, для отработки технологии строительных работ, уточнения расчетных характеристик, а для намывных плотин и плотин возводимых отсыпкой грунта в воду также для определения фракционирования грунта по длине откоса намыва.
Плотность крупнообломочных грунтов каменно-земляных и каменно-набросных плотин III и IV классов допускается назначать по аналогам с учетом зернового состава грунта, прочности камня на сжатие, толщины отсыпаемого слоя, а также методов его уплотнения.
Для плотин с негрунтовыми противофильтрационными элементами (диафрагма, экран) плотность сложения грунта назначается с учетом требований ограничения деформаций этих элементов для исключения расстройства деформационных швов.
Элементы плотины | Вид плотины |
Тело плотины | Однородная (рисунок 1, а)Неоднородная (рисунок 1, б, в) с экраном из негрунтовыхматериалов (рисунок 1, г)С грунтовым ядром (вертикальным или наклонным), (рисунок 1, д)С негрунтовой диафрагмой (рисунок 1, е)С грунтовым экраном (рисунок 1, ж) |
Противофильтрационное устройство в основании плотины | С зубом (рисунок 1, г)С инъекционной (цементационной и другой) завесой (рисунок 1, д)Со стенкой, шпунтом (рисунок 1, е)С понуром (рисунок 1, ж) |
Примечания1 Грунтовые противофильтрационные устройства неоднородной плотины при большой их толщине называют верховыми (рисунок 1, б) или центральными (рисунок 1, в) призмами (противофильтрационными), соответственно их расположению.2 Конструкции тела плотины могут сочетаться с различными конструкциями противофильтрационных устройств в ее основании; выбор зависит от инженерно-геологических условий, физико-механических характеристик основания и обосновывается расчетами и технико-экономическим сопоставлением вариантов. Возможно сопряжение тела плотины с основанием без противофильтрационных устройств (рисунок 1). |
5.2 При проектировании земляных насыпных плотин на нескальном основании следует отдавать предпочтение однородным плотинам, а также плотинам с грунтовым противофильтрационном устройством (призмой, ядром, экраном).
5.3 При возведении плотин в две или несколько очередей следует, как правило, проектировать их однородными или неоднородными - с противофильтрационной верховой призмой или экраном.
Примечание - Каждая очередь плотины должна обладать требуемой фильтрационной прочностью и устойчивостью.
5.4 Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройства (ПФУ) напорных сооружений в виде грунтовых экранов, ядер, понуров, можно возводить отсыпкой грунтов в воду. Эта технология может быть также применена при строительстве плотин с негрунтовыми ПФУ.
Грунт отсыпают в воду как в искусственные прудки, так и в естественные водоемы (без постройки перемычек и организации водоотлива) с учетом глубин и скоростей течения.
содержащих водорастворимые включения хлоридных солей более 5% массы, сульфатных или сульфатно-хлоридных более 10% массы;
содержащих неполностью разложившиеся органические вещества (например, остатки растений) более 5% массы или полностью разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном состоянии, более 8% массы.
Указанные грунты допускается применять для создания тела плотины при наличии соответствующего обоснования, при условии проведения необходимых защитных инженерных мероприятий, а также соблюдения правил охраны поверхностных вод от загрязнения.
5.6 Для создания грунтовых противофильтрационных устройств в теле и основании плотины (экраны, ядра, понуры, зубья) следует применять слабоводопроницаемые глинистые грунты с коэффициентом фильтрации k < 0,1 м/сут и при числе пластичности (при соответствующем обосновании ), а также искусственные грунтовые смеси, содержащие глинистые, песчаные, дресвяные и крупнообломочные грунты; состав грунтовой смеси следует определять по результатам исследований и проверки его в производственных условиях на опытных отсыпках и выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов.