Бетонный зуб в строительстве

Обновлено: 10.01.2025

Укрупненные нормы времени и расценки на устройство искусственных сооружений отвода поверхностных вод от земляного полотна. Выпуск 3

Укрупненные нормы на устройство искусственных сооружений отвода поверхностных вод от земляного полотна разработаны Всесоюзным проектно-технологическим институтом транспортного строительства (ВПТИтрансстрой) и согласованы с Главным экономическим управлением Минтрансстроя.

Утверждены распоряжением Минтрансстроя от 05.04.1990 г. № ПИ-396 по согласованию с ЦК профсоюза рабочих автомобильного транспорта и шоссейных дорог и рекомендованы для применения в системе министерства до 1 января 1995 г.

Замечания и предложения по выпуску направлять по адресу: 119819, Москва, 2-й Зачатьевский пер., д. 2, корп. 7, ВПТИтрансстрой.

Ведущий исполнитель В.Т. ДУРИКИН

Исполнители: М.Л. ГОРЮНОВА, Л.И. ПИЛИНА

Ответственный за выпуск А.А. ХОЛОДКОВА

Редактор В.Т. ДВОЙНИШЕВА

Введение

Укрупненные нормы времени и расценки разработаны на устройство искусственных сооружений отвода поверхностных вод от земляного полотна (лотки и быстротоки) из монолитного бетона при скорости прохождения воды до 3,5 м/с. Конструкция быстротока принята по проекту «Дорожные одежды автомобильных дорог общей сети Союза ССР. Проектирование конструкций водоотводных устройств и их укрепление». Серия 503-0-11, 1976.

2. Быстротоки устраивают при строительстве автодорог для отвода воды от земляного полотна в целях предохранения его от размыва поверхностными водами. Для гашения скорости водного потока в конце быстротока устраивают водобойную стенку с отверстием для пропуска воды и колодец-гаситель, пройдя который вода сбрасывается в водоприемную трубу или лог.

3. При разработке укрупненных норм использованы технологические карты ВПТИтрансстроя и калькуляции строительных организаций.

4. Укрупненные нормы времени и расценки рассчитаны по действующим Единым и Ведомственным нормам и расценкам на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы методом калькулирования на конечный измеритель с включением затрат труда и заработной платы как на основные, так и на подсобно-вспомогательные работы, которые необходимо выполнить, чтобы получить законченную продукцию.

К укрупненным нормам, в случаях предусмотренных постановлением № 1115 «О совершенствовании организации заработной платы и введении новых тарифных ставок и должностных окладов работников производственных отраслей народного хозяйства», применяются доплаты за выполнение тяжелых работ и работ с вредными условиями труда в размере до 12 % тарифной ставки.

5. Расценки в сборнике подсчитаны по часовым тарифным ставкам, утвержденным постановлением ЦК КПСС, Совета Министров СССР и ВЦСПС от 17 сентября 1986 г. № 1115.

6. Укрупненными нормами учтены все подсобно-вспомогательные и сопутствующие работы, выполняемые в процессе устройства быстротока.

7. В сборнике предусмотрена разработка грунта механизированным и ручным способами. Ручная разработка грунта допускается в исключительных случаях, при невозможности применения механизированного способа разработки грунта и при небольших объемах разработки. Механизированная разработка грунта предусмотрена одноковшовым экскаватором - обратная лопата с ковшом вместимостью 0,3 м 3 .

8. Нормами сборника предусмотрена укладка готовой бетонной смеси. Приготовление бетона на месте нормировать дополнительно.

9. Нормами сборника предусмотрено выполнение работ с соблюдением правил техники безопасности в строительстве со СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве».

10. Укрупненными нормами времени и расценками учтены дополнительные затраты, связанные с организацией комплексного процесса, но не учтенные сборниками Единых и Ведомственных норм времени и расценок (дополнительные переходы, технологические перерывы, смены позиций машин и др.) в размере 8 %.

Указания по применению норм

Нормами параграфа предусмотрено устройство монолитных бетонных лотков и быстротоков при толщине бетонного слоя 0,3 м, ширине основания 1 м, высоте стенок 0,6 м, ширине по верху 3,6 м при разработке грунта вручную и экскаватором с ковшом вместимостью 0,3 м 3 на глубину 1 м.

Состав работ

А. Устройство лотков и быстротоков при разработке грунта вручную.

1. Разработка грунта в траншее вручную. 2. Планировка основания и стенок лотка и быстротока. 3. Планировка грунта вдоль водоотводного сооружения. 4. Засыпка пазух. 5. Устройство щебеночной подготовки высотой 10 см с разравниванием, планировкой, трамбованием. 6. Устройство опалубки. 7. Бетонирование основания и стенок вручную при толщине бетонного слоя 30 см с разравниванием и уплотнением. 8. Уход за бетоном с засыпкой его песком толщиной слоя 0,6 м и поливкой поверхности водой. 9. Очистка бетонной поверхности от песка. 10. Разборка опалубки. 11. Устройство деформационных швов.

Профессии рабочих

Землекопы 3, 2 разр. Бетонщики 4, 2 разр.

Дорожные рабочие 4, 3, 1 » Изолировщики на гидроизоляции 4 - 2 »

Нормы времени и расценки на 1 м лотка или быстротока

Средний разряд работ

Устройство лотков и быстротоков из монолитного бетона с разработкой траншей вручную на глубину 1 м при отсутствии креплений

Зуб 1

Зуб 1 уникальное бетонное изделие прямоугольной формы. Элемент отличается гладкостью и ровностью поверхностей.

Унифицированные зубы широко используются при строительстве водопропускных сооружений из лотковых элементов на территориях насыпей автомобильных и железных дорог. Они устанавливаются в канале быстротока и служат для гашения скорости потока воды, транспортируемого по водотоку. Элементы могут эксплуатироваться в различных климатических условиях при любых уклонах косогоров. Изделия могут использоваться в быстротоках из сборных железобетонных плит, телескопических и прямоугольных лотков. Зубы также обеспечивают дополнительную поддержку лотковым элементам, придавая им надежное опирание. Высокое качество входящих в сосав материалов гарантирует надежность и продолжительный эксплуатационный срок конструкций. Для повышения сопротивляемости постоянному воздействию влажной среды в бетонную смесь вводятся специальные пластифицирующие добавки, улучшающие физико-химические свойства бетона.

Расшифровка маркировки

Маркировочные обозначения отражают основные характеристики конструкций и позволяют быстро ориентироваться в номенклатурном ряду. Для нанесения знаков лучше всего использовать черную краску, устойчивую к вредоносным воздействиям атмосферных осадков и температурным колебаниям. Совокупность символов Зуб 1 имеет следующую трактовку:

1. Зуб тип конструкции бетонный зуб;

2. 1 порядковый номер типоразмера элемента.

Нанесение маркировочных обозначений может осуществляться с использованием трафаретов и штампов. Не допускается изменять заводскую маркировку.

Материалы и производство

Подробное описание конструкций представлено на страницах типовых проектных решений ТПР 503-09-7.84 . По условиям нормативного документа для производства бетонных зубов рекомендуется использовать тяжелый бетон марки М200 по прочности на сжатие. Бетон должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8424-72 . Показатели водонепроницаемости и морозостойкости необходимо согласовывать с требованиями конкретных типовых проектов исходя из климатических и эксплуатационных условий на территории строительства водопропускных сооружений.

Для повышения срока службы и увеличения сопротивляемости жидкостям в бетон добавляются специальные пластифицирующие и газообразующие присадки. Их необходимо подбирать, руководствуясь правилами ГОСТ 27006-86 .

Бетонные зубы не армируются. При монтаже конструкций следует в зависимости от степени уклона и его ориентации принимать меры по обеспечению герметичности шовных соединений. В качестве заполнителей могут использоваться смесь пакли с битумом и цементный раствор.

Элементы должны обладать высоким качеством поверхностей и иметь значительную прочность, позволяющую справляться с нагрузками. Для обеспечения продолжительного эксплуатационного срока водопропускного канала не допускается в процесс строительства использовать изделия со сколами, трещинами, раковинами, жировыми пятнами и другими дефектами поверхностей. Все некондиционные элементы отбраковываются и хранятся отдельно. К поставкам допускаются конструкции, прошедшие испытания и подтвердившие пригодность к эксплуатации. На них выдаются специальные сертификаты качества с результатами приемо-сдаточных испытаний.

Транспортировка и хранение

Складирование и транспортировка должны осуществляться в рабочем положении с обязательным обеспечением защиты от любых механических повреждений. Все этапы погрузки и разгрузки должны производиться специализированной техникой.

Зуб 3

Зуб 3 уникальное бетонное изделие прямоугольной формы. Элемент отличается гладкостью и ровностью поверхностей.

Расшифровка маркировки

Маркировочные обозначения отражают основные характеристики конструкций и позволяют быстро ориентироваться в номенклатурном ряду. Для нанесения знаков лучше всего использовать черную краску, устойчивую к вредоносным воздействиям атмосферных осадков и температурным колебаниям. Совокупность символов Зуб 3 имеет следующую трактовку:

1. Зуб тип конструкции бетонный зуб;

2. 3 порядковый номер типоразмера элемента.

Материалы и производство

Транспортировка и хранение

Зуб 2

Зуб 2 уникальное бетонное изделие прямоугольной формы. Элемент отличается гладкостью и ровностью поверхностей.

Расшифровка маркировки

Маркировочные обозначения отражают основные характеристики конструкций и позволяют быстро ориентироваться в номенклатурном ряду. Для нанесения знаков лучше всего использовать черную краску, устойчивую к вредоносным воздействиям атмосферных осадков и температурным колебаниям. Совокупность символов Зуб 2 имеет следующую трактовку:

1. Зуб тип конструкции бетонный зуб;

2. 2 порядковый номер типоразмера элемента.

Материалы и производство

Транспортировка и хранение

Бетонный зуб в строительстве

Вы здесь: Главная Технология СП Лекции ТСП Строительство земляных плотин Устройство зуба и понура

Главное меню

Строительные работы

Устройство зуба и понура

Траншеи под зуб или замок в плотине отрывают скреперами по схеме двойной петли или восьмерки либо бульдозерами, а при высоком стоянии грунтовых вод экскаваторами драглайн или обратная лопата.

Эти же машины применяют для устройства котлованов под понуры, водоспуски, шахтные водосбросы (если они предусмотрены проектом).

При появлении грунтовой воды в траншеях и котлованах осуществляют водоотлив или водопонижение. Траншею зуба заполняют глиной или суглинком из резерва с послойным разравниванием и уплотнением (при достаточной ширине траншеи выполняется катком).

Грунт для заполнения траншеи подвозят скреперами или автосамосвалами и сбрасывают на дно, либо у бровки траншеи, а затем сталкивают бульдозером на дно.

Устройство котлована под зуб плотины

Водонепроницаемый грунт укладывают в понур (независимо от укладки тела плотины) горизонтальными слоями с тщательным уплотнением (до насыпки плотины или одновременно с отсыпкой ее нижних слоев).

При наличии экрана в плотине понур устраивают до укладки грунта в нижнюю часть экрана. Поверхность понура прикрывают защитным слоем из песчаного, супесчаного или гравелистого, грунта для предохранения от образования трещин и размыва водой.

Рис. 182. Последовательность возведения земляной плотины с экраном, зубом и дренажной призмой:

а - поперечный разрез плотины; б - отрывка котлована и зубьев; в - забивка зубьев глиной и укладка дренажной призмы с обратным фильтром (правильно); в' -отсыпка плотины до укладки дренажной призмы (неправильно); г - отсыпка тела плотины слоями с разравниванием и уплотнением (правильно); г'-возведение дренажной призмы после отсыпки части плотины по высоте (неправильно); д - возведение экрана с некоторым отставанием от насыпки плотины

Для устройства понура применяют те же машины, что и для возведения насыпи плотины.

Бетонный зуб в строительстве

Противофильтрационные устройства - это различного рода препятствия на пути движения фильтрационного потока, выполненные из материалов с незначительным коэффициентом фильтрации и расположенные вертикально, наклонно или горизонтально.

Противофильтрационные устройства выполняют из пластичных и жестких материалов. В качестве пластичных материалов применяют глину, тяжелые суглинки, глинобетон, торф, а жесткими материалами могут быть бетон, железобетон, дерево, металл. Иногда пластичные и жесткие материалы сочетаются.

Пластичные материалы дешевле и часто находятся вблизи строительства плотины. Поэтому вначале следует рассмотреть вопрос об устройстве противофильтрационных препятствий из этих материалов. И только если их применение технически и экономически нецелесообразно, переходят к жестким материалам.

Эффект от применения противофильтрационных устройств можно ожидать только в том случае, если коэффициент фильтрации его в 50 раз меньше, чем у грунта, в котором размещается устройство. В пластичных материалах этого достигают как подбором соответствующих грунтов, так и тщательным их уплотнением при укладке. При жестких материалах (металл или железобетонные изделия заводского изготовления, которые практически считают водонепроницаемыми) особое внимание следует уделять стыкам отдельных элементов, где наиболее вероятно появление сосредоточенных фильтрационных ходов.

Противофильтрационные устройства в основании выполняют в виде зуба, шпунтовой стенки, завесы или комбинации из них (рис. 52).

Рис. 52 Схемы противофильтрационных устройств в проницаемых
основаниях:
а - зуб из пластичных материалов; б - шпунтовая стенка; в - комбинация зуба из пластичных материалов со шпунтовой стенкой; г - бетонная стенка; 1 - водопроницаемый слой; 2 - водоупор.

Противофильтрационные устройства обычно размещают по оси плотины или несколько ближе к верхнему бьефу, но не слишком близко от подошвы верхового откоса, так как поток грунтовых вод может обойти препятствие сверху, через откос плотины.

Глубина водопроницаемого слоя в основании плотин, при котором возможно осуществить противофильтрационные устройства, зависит от производственных условий, средств механизации и вида препятствия.

Зуб из пластических материалов (глины, тяжелого суглинка, глинобетона) выполняют глубиной не более 3-3,5 м. Шпунтовую деревянную стенку можно забить на глубину до 5-6 м. Сочетание пластичного ядра со шпунтовой стенкой принимают при глубине до 10 м.

Рис. 53. Схемы размещения ядра в теле плотины:
а - ось плотины совмещена с осью ядра; б - ось ядра сдвинута относительно оси плотины; в - ломаное ядро.

При большем значении глубин переходят к металлическому шпунту, забивать который можно на глубину более 20 м. В скальных основаниях применяют завесы.

Ширину зуба понизу задают с учетом применяемых механизмов для рытья траншеи. Откосы траншеи под зуб выполняют так, чтобы они были устойчивы в период производства работ. Заглубление зуба в водоупор принимают не менее 0,5 м (1 м для высоких плотин), а возвышение зуба над подошвой плотины - не менее 0,75 м. Минимальное заглубление шпунта в водоупор 0,5 м. Головки шпунтовых свай располагают выше дна траншеи на 0,5 м для низких плотин и 1 -1,5 м для высоких.

Пластичное ядро применяют в тех случаях, когда у грунтов тела плотины повышенная водопроницаемость. Располагают ядра в центральной части плотины, совмещая их ось с осью плотины, или смещают в сторону верхнего бьефа примерно, до вертикали, проходящей через бровку откоса (рис. 53). Для устойчивости низового откоса вторая схема предпочтительнее, но при большом смещении оси в сторону верхнего бьефа боковая грань ядра в верхней части приближается к верховому откосу, и поэтому ядро приходится делать ломаного очертания (рис. 53, в).

Размеры ядра чаще всего назначают, исходя из производственных условий. Для высоких и средних плотин принятые размеры ядра проверяют на допускаемый градиент напора для материала ядра в наиболее опасном сечении (сечение, близко расположенное к отметке депрессионной кривой, у грани ядра со стороны нижнего бьефа). Размеры ядра корректируют, если решающую роль играет проходящий через тело плотины фильтрационный расход и требуется его ограничение.

В поперечном сечении ядру придают трапецеидальную форму с утолщением к основанию. Толщину ядра поверху принимают от 1,0 м(для низких плотин) до 1,5 м (для высоких плотин). При достаточном количестве грунта для ядра толщину его поверху целесообразно увеличивать, так как минимальные размеры требуют особой тщательности при производстве работ, чтобы не допустить засорения ядра грунтом тела плотины. В засоренном ядре увеличивается коэффициент фильтрации и снижается фильтрационная эффективность. Заложение граней ядра назначают в пределах 1/6 – 1/12, обеспечивая толщину в основании не менее 1/6 нормального напора на плотину.
В водоупорное основание ядро врезается зубом на глубину не менее 0,5 м (рис. 54,а). Если в основании имеется слой водопроницаемого грунта, то всю толщу его прорезают зубом, продолжением которого служит ядро (рис. 54, б). В этом случае зуб выполняют так же, как и в однородных плотинах, на проницаемом основании ограниченной мощности. Когда весь водопроницаемый слой в основании плотины не может быть прорезан зубом, применяют комбинацию зуба со шпунтовой стенкой (рис. 54, в).

Рис. 54. Врезка ядра в основание при расположении плотины на
водоупоре (а) или на слое водопроницаемого грунта (б); ядро со
шпунтовой стенкой на слое водопроницаемого грунта (в).

Верх ядра выполняют выше МПУ с учетом нагона, волны, принимая запас 0,3 м для низких плотин и 0,75 м для высоких. Чтобы не было перелива воды поверх ядра за счет капиллярного поднятия, гребень ядра следует прикрыть защитным слоем из грунта, не обладающего капиллярными свойствами. Расстояние от гребня плотины до верха ядра должно быть больше глубины промерзания, так как в противном случае возможно морозное пучение грунта.

Сопряжение ядра плотины со скальным основанием осуществляется через бетонную подушку по типу зуба. Верх подушки уступами вводит в тело ядра. Ширина бетонной подушки по верху равна толщине ядра понизу, а глубина зависит от качества скалы. Слабый слой выветренной скалы прорезают на всю глубину. При трещиноватых скальных основаниях выполняют цементационную завесу, являющуюся продолжением бетонной подушки. Конструктивное решение сопряжения пластичного ядра со скальным основанием при помощи бетонной подушки приведено на рисунке 55.

Рис. 55. Сопряжение ядра со скальным основанием;
1 - пластичное ядро; 2 - бетонный зуб; 3 - скальное основание; 4 - скважины цементации.

Экран в земляной плотине выполняет ту же роль, что и ядро. Располагают экраны со стороны верхового откоса, благодаря чему обеспечивается осушение большей части тела плотины, а следовательно, повышается устойчивость верхового и низового откосов. Размеры экрана, как и ядра, назначают, исходя из допустимых градиентов, ограничения фильтрационных расходов и удобства укладки грунта.

Экраны устраивают переменной толщины с постепенным утолщением сверху вниз. Утолщение экрана необходимо потому, что он находится под разностью напоров, увеличивающихся с глубиной воды перед плотиной. Не исключается, конечно, экран постоянного сечения, но в этом случае толщину его принимают по наиболее опасному сечению.

Исходя из конструктивных соображений, толщину экрана (считая по нормали к откосу) принимают, не менее 1 м вверху и не менее 3 м внизу для плотин высоких и 2 м для низких. При этом принятая толщина должна быть не менее 1/10 нормального напора. Такое ограничение в известной мере обеспечивает допускаемый градиент для материала экрана. В высоких плотинах толщину экрана в наиболее опасном сечении нужно проверять расчетом.

Верх экрана принимается выше МПУ с учетом нагона волны на откос, но не менее 0,5 м для низких плотин и 1,0 м для высоких. Для защиты от промерзания и механического воздействия экран на всем протяжении прикрывается слоем из песчаных или песчано-гравелистых грунтов. По этому слою, затем выполняют защитное покрытие верхового откоса. Этим же грунтом, защищают и верх (торец) экрана, обеспечивая расстояние от гребня плотины не менее глубины промерзания. Пригрузка экрана может быть постоянной или переменной толщины (тоньше вверху). Наименьший размер пригрузки 1,25-2,50 м, считая по нормали к откосу. Принятые размеры должны обеспечить механизированную укладку и уплотнение грунта пригрузки и быть больше глубины промерзания.

Принятое заложение внешнего откоса экрана должно обеспечить устойчивость на скольжение защитного слоя по поверхности экрана, а заложение внутреннего откоса - устойчивость на скольжение защитного слоя вместе с экраном по откосу плотины. Если экран укладывают на крупнозернистые грунты плотины, необходимо устраивать обратные фильтры, предупреждающие появление фильтрационных деформаций в грунте экрана. Если тело плотины выполнено из песчаных, супесчаных и других мелкозернистых грунтов, обратный фильтр не устраивают.

Сопряжение экрана с водоупорным нескальным основанием осуществляется в виде зуба глубиной не менее 0,5 м(рис. 56, а) или комбинации зуба со шпунтовой стенкой (рис. 56, б), когда водоупор находится на практически досягаемой глубине. Зуб и экран в этом случае должны быть продолжением друг друга, представляя одно целое.

Пластичный экран со скальным основанием сопрягают также при помощи пластичного зуба и бетонной стенки, заходящей одним концом в скалу, а другим в зуб

Рис. 56. Сопряжение экрана плотины с основанием:
а - на водоупоре и с незначительной толщиной водопроницаемого основания; б - на водопроницаемом основании; в - на скальном основании.

(рис. 56, в). Глубина зуба зависит от качества скалы, при этом выветренный верхний слой ее обязательно прорезают зубом. Бетонную стенку врезают в прочную скалу не менее чем на 0,5 ми примерно на эту же величину вводят в тело зуба в центре его.

Понур, как элемент противофильтрационного устройства, применяют в земляных плотинах в сочетании с экраном или ядром в тех случаях, когда в основании залегают водопроницаемые грунты значительной мощности и строительными средствами прорезать этот грунт зубом или шпунтовой стенкой затруднительно или невозможно. Понуры в таких плотинах дают снижение фильтрационного расхода, проходящего в водопроницаемом основании, и кривой депрессии в теле плотины. Конструктивно понуры объединяются с экраном или ядром и вместе с ними образуют непрерывную водонепроницаемую преграду (рис. 57).

Рис. 57 Плотина с понуром:
а - в сочетании с экраном; б - в сочетании с ядром; 1 - крепление; 2 - водонепроницаемое основание; 3 - водоупор.

Длину понура принимают в зависимости от напора на плотине не более (5-6) Н. Увеличение длины сверх этого предела не дает пропорционального гашения напора, что отмечено рядом исследователей. А. А. Угинчус при анализе эффективности работы понура на одной из построенных земляных плотин дает графическую зависимость падения напора от длины понура и отмечает, что наиболее эффективны в работе короткие понуры.

Толщину понура обычно назначают по конструктивным соображениям, но не менее 0,5 м(для плотин низких) и не более 1,0 м(для высоких). Во втором случае конструктивно принятая толщина проверяется расчетом на допускаемый градиент напора для материала понура. В месте сопряжения экрана с понуром, учитывая их неравномерную осадку вследствие различных нагрузок, следует давать утолщение понура. Сверху понур пригружают слоем песчаного или песчано-гравелистого грунта (продолжение пригрузки экрана), толщину которого принимают не менее 1,5-2,5 м, с учетом глубины промерзания. При расположении понура на крупнозернистых грунтах предусматривают обратный фильтр, выполняющий те же задачи, что и в экранах.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛОТИН НА НЕСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ И СХЕМЫ ИХ ПОДЗЕМНОГО КОНТУРА

Конструктивные особенности. На нескальных основаниях бетонные гравитационные плотины являются, как правило, водосливными. Глухую часть плотин возводят из местных материалов. Очертание водослива определяется условиями устойчивости плотины на сдвиг (видом грунтов основания) и типом затворов. Экономичный профиль получается при вертикальной стенке и развитой в сторону верхнего бьефа фундаментной плите, что обеспечивает пригрузку этой плиты весом воды и снижает объем бетона.

Вопросы выбора марок бетона и их распределения по профилю плотины, устройства галерей внутри плотины, очертания и облицовки водосливных граней, сбора и отвода фильтрующейся через бетон воды и т. п. решают так же, как и для плотин на скальных основаниях.

Разрезку плотины поперечными осадочно-температурными швами обычно делают по быкам. Для уменьшения расхода бетона и числа осадочных швов с противофильтрационными уплотнениями в них применяют разрезку на двух- и трехпролетные секции.

Конструкция противофильтрационных уплотнений межсекционных швов плотины на нескальных основаниях должна обеспечить их надежную работу при возможных смещениях смежных секций.

Примыкание водосливных плотин к берегам и земляным плотинам выполняют с помощью сопрягающих устройств.

Береговой устой защищает берег или земляную плотину от действия сбрасываемого потока воды; снижает до безопасных пределов фильтрацию воды в обход водосброса; служит опорой затворов и мостов плотины. Продольная стена может составлять одно целое с соседним пролетом водослива (при нескальных основаниях) или отделяться от водослива швом (при скальных или плотных основаниях). Лицевую грань продольных стен устоев, примыкающих к водопропускному отверстию плотины, выполняют аналогично граням быков. Во избежание обходной фильтрации по контакту внутренней поверхности устоя с грунтом земляной плотины следует тщательно уплотнять грунт в месте примыкания; задней грани устоя придавать уклон в сторону засыпки; в необходимых случаях устраивать поперечные ребра к диафрагмы в верховой части устоя, заходящие в тело земляных плотин или смыкающиеся с их диафрагмами.

Раздельный устой между водосливной плотиной и смежным бетонным сооружением устраивают аналогично полубыку с плавным оголовком и удлиненной низовой частью для защиты основания примыкающего сооружения и по гидравлическим соображениям.

Верховая сопрягающая подпорная стенка обеспечивает плавный подход потока воды к водосливу и защищает соответствующий участок берега или земляной плотины от размыва. Подпорные стенки применяют при малых напорах или незначительных скоростях подхода воды к водосливу. Для крупных сооружений применяют подпорные стенки. Тип и размеры верховой подпорной стенки для крупных сооружений окончательно выбирают на основе лабораторных исследований и технико-экономического сравнения вариантов.

Верховые подпорные стенки могут быть затопляемыми или незатопляемыми. Незатопляемые стенки лучше по гидравлическим условиям и более распространены в практике строительства, чем затопляемые.
Низовая сопрягающая подпорная стенка обеспечивает плавное растекание потока в нижнем бьефе для снижения скорости потока на сходе с рисбермы. Продольную часть низовой стенки располагают обычно в пределах водобоя под углом. При большей величине угла на водобое необходимо устраивать пирсы-растекатели. Низовые стенки обычно устраивают незатопляемого типа, очертание их гребня подобно профилю визового откоса плотины.

Массивные бетонные стенки устраивают на нескальном основании высотой до 10—15 м и на скальном основании высотой до 40—50 м. Размеры поперечного сечения определяются условиями устойчивости на сдвиг и отсутствия растягивающих напряжений в любой точке профиля стенки и основания. Консольные (уголковые) стенки возводят из железобетона или армированного бетона. Контрфорсные стенки устраивают из железобетона. Конструктивными элементами являются: фундаментная плита, плоская вертикальная стенка и треугольные контрфорсы, расположенные на расстоянии 2,5—5,5 м друг от друга. Выступ с лицевой стороны подпорной стенки устраивают для того, чтобы обеспечить более равномерное распределение напряжений в основании. Ячеистые подпорные стенки состоят из ряда прямоугольных колодцев, заполняемых местным грунтом. Размеры ячеек от 3X3 до 5Х5 м. Фундаментную плиту или свайный ростверк устраивают при слабых грунтах основания. Высота ячеистых подпорных стен 15—20 м.

Сопрягающие подпорные стенки делятся температурно-усадочными швами на секции длиной 15—40 м. Швы между секциями уплотняют шпонками во избежание фильтрации и выпора грунта.

Быки воспринимают давление воды от затворов и служат опорами для служебных и проезжих мостов. Размеры быков определяются типом и размерами затворов, водосливных отверстий и пролетных строений мостов. Толщина быков определяется глубиной пазов для затворов, а также расчетом прочности. Минимальная толщина шейки быка в зоне пазов затворов принимается не менее 0,8 м. Быки работают в условиях сложного сопротивления на изгиб в двух плоскостях от вертикальных и горизонтальных сил (давление воды, льда, затворов, тормозные усилия кранов и транспорта). Наибольшие напряжения возникают от сил, действующих вдоль оси плотины, то есть в направлении меньшего момента инерции. Временные быки, сооружаемые при возведении плотины методом гребенки, рассчитывают как консоли, заделанные в плиту основания, на собственный вес и одностороннее боковое давление воды при закрытом затворе одного пролета и пропуске воды через соседний пролет. Выше водосливного оголовка быки армируют по расчету прочности. Облицовка водосливных поверхностей плотины и водобойной плиты защищает бетон при пропуске через плотину песчано-гравелистых наносов или тяжелого ледохода. Поверхность бетона защищается каменной облицовкой из твердых, прочных пород или чугунными плитами. Весьма стойки облицовки, выполненные из пластобетона на фурфурольно-ацетоновом мономере, что подтверждается опытом эксплуатации облицовки на плотине Сары-Курган (УзССР) при следующих условиях: максимальные скорости на водоскате плотины 8—9 м/сек, среднегодовой сток донных наносов свыше 120 тыс. м 3 при средней крупности донных наносов 70 мм (размеры отдельных глыб до 300 мм и более). Известны случаи использования дерева в качестве облицовочного материала водосливных поверхностей, например на Пальманском гидроузле (Ферганская область, УзССР).

Схемы и элементы подземного контура. Под термином «подземный контур плотины» будем понимать водонепроницаемую часть контура сооружения.

Бездренажная схема применяется при опасности заиления дренажа в случае несвязных мелкозернистых илистых и пылеватых грунтов.

Горизонтальный дренаж, укладываемый под плотиной или под понуром, должен быть снизу снабжен обратным фильтром и прижат к грунту весом вышележащих частей сооружений. Вода из дренажей под плотиной отводится в нижний бьеф через галереи в устоях и быках, а из дренажей под водобоем — через отверстия в последнем или по самому дренажу.

Вдоль линии, а также под подошвой низового зуба напор может быть принят постоянным, отвечающим горизонту воды нижнего бьефа, что позволяет уменьшить вес плотины.

Обратные фильтры защищают грунт основания от разрушения вследствие суффозии, контактного размыва или выпора. Они состоят из 2—3 слоев толщиной от 10—15 до 20—50 см.

Схему плотины с анкерным понуром применяют для повышения устойчивости плотины на сдвиг. Так, для Цимлянской плотины применением анкерного понура оказалось возможным увеличить коэффициент устойчивости против сдвига с 0,9 до 1,3.

Усилие, прижимающее понур к основанию, равно разности гидростатического давления на понур сверху и фильтрационного давления снизу (значительно уменьшаемого дренажем).

Верховая часть плотины, находящаяся под воздействием растягивающего усилия, должна быть армирована.

Вертикальный дренаж основания устраивают в случае анизотропного грунта с относительно малыми коэффициентами фильтрации в вертикальном направлении.

Глубинная схема применяется при сравнительно неглубоком залегании водонепроницаемого слоя. При пересечении водопроницаемой части основания бетонным зубом движение грунтовой воды под плотиной прекращается полностью, причем в области грунта перед зубом напор соответствует уровню воды верхнего бьефа, а за зубом уровню воды нижнего бьефа.

При проектировании подземного контура водоподпорных сооружений на глинистых основаниях необходимо иметь в виду, что коэффициент фильтрации глины меньше, чем бетона, в связи с чем бетон и будет играть роль дренажа, отводя воду из глинистого основания. Поэтому при слабопроницаемых грунтах в оснований нецелесообразно проектировать развитые плоские понуры, не обеспечив низкую проницаемость бетонных массивов в частях, подвергающихся воздействию фильтрационного потока.

При проектировании необходимо рассматривать ряд схем подземного контур. В результате расчетов прочности и устойчивости самой плотины и фильтрационной прочности ее основания определяется наиболее экономичный вариант.

Понуры, предназначенные только для удлинения путей фильтрации, выполняют из глинистых или суглинистых грунтов. Во избежание промерзания во время строительства понуры пригружают слоем песка толщиной 1,0-2,0 м.

Применяют также понуры, в которых водонепроницаемая часть выполняется из асфальтовых материалов (асфальтовых матов, асфальтобетона), укладываемых на бетонную или асфальтобетонную подготовку.
Для предохранения понуров от размыва устраивают каменное или бетонное покрытие. Для предохранения понура от подмыва в месте сопряжения с руслом устраивают зуб с засыпкой его пазухи галечниково-гравелистым грунтом; при бетонном креплении понура устраивают бетонный зуб.

Наиболее ответственным является узел сопряжения понура с телом плотины.

Шпунт — важный элемент противофильтрационного контура. В зависимости от напора и грунта основания применяют деревянные шпунты глубиной до 5—7 м и стальные глубиной до 15—20 м, а при сварке или склейке и до 40 м. Железобетонный шпунт имеет толщину 50—60 см, его изготовляют с трапецеидальным пазом и гребнем. Во избежание контактной фильтрации не допускается опускать шпунты в песчаный грунт методом подмыва.

Верховой шпунт удлиняет пути фильтрации и служит гасителем напора. Понурный шпунт длиной устраивают только при анкерном (дренированном) понуре. При неоднородном основании, имеющем водонепроницаемые прослойки, шпунтовые ряды по возможности должны пересекать их.

Низовой шпунт (длиной 2—4 м) препятствует фильтрационному выпору грунта из-под плотины. Устройство низового шпунта вызывает увеличение противодавления, для предотвращения чего шпунт делают перфорированным. При размещении шпунтов в основании расстояние между ними должно быть не менее 0,75 суммарной их длины, в противном случае эффективность шпунтов резко снижается.

Бетонные зубья. Неглубокие зубья устраивают для предотвращения опасной контактной фильтрации и лучшего сопряжения бетона с основанием. Глубокие бетонные зубья устраивают вместо шпунтовых рядов, если грунт не допускает забивку шпунта.

Низовой подплотинный зуб устраивают при наличии в схеме низового шпунта в связи с наличием щелей между отдельными сваями. В схемах плотин с горизонтальным дренажем низовой бетонный зуб устраивают, чтобы изолировать подплотинный дренаж от нижнего бьефа и получить возможность откачивать воду из этого дренажа, например для контроля его работы.

Читайте также: