Dessadecor-nn.ru

Журнал Dessadecor-NN
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Заложение откосов земляной плотины

6. Устойчивость откосов плотины

Минимально возможный профиль земляной плотины представляет собою трапецию с откосами, обычно не круче 1: 1,5. Вес плотины такого профиля настолько значителен, что о сдвиге ее под действием горизонтальных сил от давления воды верхнего бьефа не может быть речи. Поэтому расчет земляной плотины на сдвиг не производят.

Неустойчивыми могут оказаться откосы плотины как сами по себе, так и в связи с недостаточной устойчивостью основания.

1. В насыпях из сыпучих (несвязных) грунтов, лишенных сцепления и обладающих лишь внутренним трением, если отсутствуют фильтрационные силы, устойчивый откос представляет собою плоскость, наклоненную к горизонту под углом ?, где ? — угол внутреннего трения или естественного откоса. Всякий откос с углом наклона ? ? ? является неустойчивым.

Для песчаных грунтов естественной влажности углы внутреннего трения варьируют от 25 0 для песков до 43 0 для гравелистых грунтов в зависимости от плотности.

2. Связные грунты (глина, суглинки) кроме внутреннего трения частиц (угла ?) располагают силами сцепления с, измеряемые в единицах давления (паскалях и др.).

В литературе [2] приведен график приближенного метода расчета для однородных земляных откосов из связных грунтов, предполагающий поверхность сползания откоса круглоцилиндрической. По этому графику, зная объемный вес грунта ?1 (т/м 3 ), угол внутреннего трения ? сцепление с (т/м 2 ), и высоту откоса h (м), можно определить угол безопасного откоса ?.

Рис. 6.1. График расчета устойчивости откосов для однородных связных грунтов [2].

Вычисленное значение заложения откоса m по графику для плотин 1-го и 2-го класса следует увеличить на коэффициент безопасности по СНиП.

3. Как правило, откосы земляной плотины не являются однородными по составу; даже в плотине из однородного грунта часть последнего, лежащая ниже кривой депрессии, имеет иные физические свойства, чем вышележащий сухой грунт: иной объёмный вес, иное сцепление, наличие фильтрационных сил. Кроме того, в большинстве случаев основание плотины может деформироваться вместе с откосами.

Для таких случаев приходится пользоваться при расчете общим методом круговых (цилиндрических) поверхностей скольжения (метод К. Терцаги) [3, 2]. Этот метод сводится к вычислению отношения момента силы веса отсека к моменту сил сцепления относительно произвольно выбранного центра кривой скольжения. По этому отношению определяется коэффициент устойчивости откоса с учетом влияния фильтрационных сил.

Вычисления продолжаются с многократно переносимым центром скольжения, из которых выбирается наиболее опасный центр с минимальным коэффициентом устойчивости.

Расчеты громоздки и требуют много времени для вычисления.

Для проведения расчета необходимо знать фактические величины сцепления, трения, объемного веса участков грунтов, которые определяются лабораторными испытаниями, а также фильтрационных сил, вычисляемых по построенной фильтрационной сетке.

В настоящее время расчет устойчивости выполняется по разработанным программам для ЭВМ. Эти расчеты выполняются специализированными проектными организациями (ОАО «Гидропроект» и др.). Расчетную схему устойчивости приводим ниже. [2].

Подробные методики расчетов приведены во многих справочниках по гидротехнике и механике грунтов, повторять их в нашем пособии нецелесообразно.

На устойчивость откосов плотины существенное влияние оказывает быстрое изменение горизонта воды в водохранилище. При быстром снижении уровня вода в «мокром» клине плотины не успевает фильтровать обратно в водохранилище, что приводит к появлению порового давления, которое нужно учитывать в расчетах. Такое быстрое изменение уровня воды характерно для водохранилищ ГАЭС (гидроаккумулирующих ГЭС), где уровень воды изменяется несколько раз в сутки до 10 м. Так на плотине нижнего бассейна Загорской ГАЭС [10] при эксплуатации произошли местные оползания низового откоса. Поверочными расчетами была выявлена недостаточная устойчивость низового откоса и были приняты меры по доработке дренажной системы плотины. Для плотин ГАЭС и приливных ГЭС с переменным и быстро меняющимся уровнем воды водохранилища необходимо дренировать оба откоса плотины.

В расчетах плотины также необходимо учитывать возможное сейсмическое воздействие в зависимости от географического района и класса плотины по безопасности.

Рис.6.2. а) оползание откоса; в) схема к расчету устойчивости откоса.

При сбросе через высокую водосливную плотину паводковых вод происходит вибрация местности, которая передается на значительные расстояния, в том числе и на земляную плотину. Это явление также учитывают при назначении коэффициента запаса устойчивости откосов плотины.

Кроме обрушения массива откоса, особенно в процессе намыва, на устойчивость откоса влияет суффозия (вымывание) мелких частиц грунта под действием фильтрационных вод, и оно может привести к постепенному обрушению откоса.

Кроме этого, приводим простой расчет устойчивости откоса на оплывание (суффозию) в месте выхода фильтрационного потока на поверхность [Л. 3 стр. 629].

4. Расчет устойчивости низового откоса нa оплывание в месте выхода фильтрационного потока на поверхность (фиг. 22—15)

Этот расчет выполняется по формуле:

где ? — объемный вес воды, принимаемый равным 1 г/см 3 или т/м 3 ;

?r — объемный вес влажного грунта (в воздухе), приближенно принимаемый ?r ? 2 т/м 3 ;

? — угол наклона откоса к горизонту;

? — угол внутреннего трения грунта, из которого выполнен откос;

I — градиент фильтрационного потока на выходе, принимаемый Jпред = sin ?.

Фиг. 22—15. Схема для расчета устойчивости откоса на оплывание.

При решении равенства (22—15) поручается приближенно для отсутствия оплывания:. (22—16)

Примерные значения угла внутреннего трения ? для песков даны в таблице 2 [4 стр. 23].

Таблица 2.

Для расчета плотин 1 — 2 классов необходимы лабораторные определения угла внутреннего трения для конкретных грунтов плотины.

Примерные значения заложения откосов земляных плотин приведены в таблице раздела 6 [2].

При проектировании плотины сначала выбирают профиль плотины и заложение откосов по таблице или аналогам, а затем проверяют выбранный профиль на сдвиг, устойчивость откосов и фильтрацию.

Заложение откосов земляной плотины

  • Технология СП
    • Лекции ТСП
      • ТСП
      • Земляные роботы
      • Скреперы
      • Комплексно-механизированные работы
      • Организация строительных процессов поточным методом
      • Производство работ землеройными машинами
      • Транспортировка и уплотнение грунта
      • Бетонные работы в гидромелиоративном строительстве
      • Строительство оросительных каналов
      • Строительство земляных плотин
      • Строительство узлов ГТС
      • Строительство основных сооружений гидроузлов
      • Хворостяные и габионные работы
    • Методички
      • Технологія будівництва насосної станції зрошуваної ділянки
      • Організація і технологія будівельних робіт
      • Технология строительства насосной станции
      • Организация и технология строительных работ
  • Организация СП
    • Лекции ОСП
      • Система водохозяйственных организаций и их функции
      • Проектирование, состав, порядок разработки, согласования и утверждения проектной документации
      • Состав и содержание (ПОС) и (ППР)
      • Проектирование стройгенпланов
      • Планирование производства работ во времени. Календарные планы
      • Правила определения стоимости строительства
    • Методички
      • Проект організації будівництва зрошувальної системи
      • Проект организации строительства оросительной системы
  • Статьи
    • Пенобетон
    • Технология строительства закрытого дренажа
    • Организация и технология работ при строительстве горизонтального дренажа
    • Производство работ по строительству дренажа из витых ПВХ труб
    • Строительство закрытой оросительной сети
    • Техника безопасности в мелиоративном строительстве
    • Асбестоцементные трубопроводы
    • Технологические правила производства бетонных работ при возведении ГТС
    • Технология водопонижения и выбор эффективного оборудования
    • Механическое оборудование для забивки свай
    • Машины для уплотнения грунта
    • Устройство машин для уплотнения грунта
    • Студенческие статьи
    • Разное
    • Отделка балкона сайдингом
    • Предохранение древесины от гниения
    • Организация и технология осушительных работ
    • Инновации в строительстве
    • Ремонтные работы
    • Отделочные работы
    • Строительство домов и дач
  • Конференции
    • Перспектива-6
    • Перспектива-7
    • Перспектива-8
    • Перспектива-9
    • Перспектива-10
    • Перспектива-11
    • Перспектива-12
    • Интернет-конференции
Читать еще:  Уголок железный для откосов

Главное меню

  • Главная
  • Техника безопасности
  • Насосные установки
  • ГТС
    • Часть 1
    • Часть 2
  • Опускные колодцы
  • Карта сайта

Строительные работы

  • Ремонт автодорог
  • Земляные работы
  • Подводное бетонирование
  • Проектирование автомобильных дорог
  • Строительство автомобильных дорог
  • Устройство водоснабжения
  • Керамика в доме
  • Транспортные работы в строительстве
  • Бетонные работы
  • Электричество в доме
  • Устройство канализации
  • Теплые полы
  • Легкие металлоконструкции

Строительство земляных плотин

Общие сведения о земляных плотинах

Земляные плотины — это качественные насыпи, возведенные из грунтов. К качественным насыпям относятся также дамбы обвалования и приканальные дамбы.

По высоте различают низкие (низконапорные) земляные плотины — до 15 м, средние — до 50 м и высокие — свыше 50 м.

Дамбы (рис. 1) имеют небольшую высоту при значительной длине.

Классификация земляных плотин по конструкции, составу грунтов и типу противофильтрационных устройств, способу сопряжения с основанием, капитальности приводится в курсе гидротехнических сооружений.

Способы возведения земляных плотин и дамб

Строительство земляных плотин и дамб чаще всего осуществляется такими способами:

— путем механической отсыпки грунта с последующим разравниванием, доувлажнением и уплотнением;

— намыв способом гидромеханизации;

— отсыпка грунта в воду без механического уплотнения;

— массовые направленные взрывы на сброс.

Строительство земляных плотин путем механической отсыпки с последующим разравниванием и уплотнением с помощью уплотняющих машин применяется наиболее часто.

Строительство насыпных плотин и дамб. Состав работ

Строительство земляных плотин и дамб выполняется в соответствующей технологической последовательности строительных операций.

Для каждого вида операций подбираются строительные машины на основе вариантного метода проектирования.

При этом должно быть проведено технико-экономическое сравнение вариантов машин.

Как правило, вначале работ по возведению земляных плотин производиться удаление растительного грунта с поверхности основания плотины и с поверхности карьеров или резервов грунта. Для этого используются бульдозеры или скреперы, которые выбирают в зависимости от объемов работ и свойств грунта.

Подбор комплектов машин

Способы производства работ и комплекты машин для их выполнения выбирают с учетом взаимного расположения и размеров плотины, полезных выемок, карьеров и резервов грунта, мощности слоев грунта, пригодного для укладки в насыпь, характеристики грунта и характера землевозных дорог, сроков строительства плотины и т. п.

Если можно применить несколько способов, окончательный выбор производят путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям (стоимости единицы работ и ее трудоемкости).

Наиболее экономичными для возведения низких земляных плотин сельскохозяйственного назначения

Подготовка основания плотины

Растительный грунт срезают скреперами и бульдозерами (последние эффективно применять при расстоянии перемещения грунта до 30-40 м) с укладкой его в отвалы.

Срезка растительного грунта скреперами с основания плотины осуществляется по восьмерке (рис. 1, I-1) или по спиральной схеме, с поверхности водосбросного канала и резервов (карьеров) — по схеме двухсторонней восьмерки (рис. 1, I-4), поперечно-челночной (рис. 1, I-3 ) или спиральной.

Толщина слоя срезки (вскрыши) определяется мощностью дернины и корнеобитаемого слоя.

Перед возведением насыпи основание ее увлажняют до оптимальной влажности, затем уплотняют, а перед укладкой первого слоя грунта взрыхляют боронованием. Если в основании обнаружены ходы землероев, нарушенный его слой разрыхляют плугами или рыхлителями, затем увлажняют и уплотняют.

Разведочные скважины в пределах основания тампонируют.

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).

Отсыпка плотины

Плотину отсыпают скреперами с перемещением грунта из котлованов и выемки водосбросного канала (в первую очередь), а также из резервов (карьеров).

Резервы закладывают на склонах балки — у оси плотины, а также в верхнем и нижнем бьефах — вблизи плотины с таким расчетом, чтобы отметка подошвы резерва не была ниже отметки гребня плотины. Отсыпку начинают с самых низких точек насыпи.

Грунт отсыпают горизонтальными или с наклоном до і = 0,005 к верхнему откосу слоями.

Уплотнение грунтов

Толщина слоев уплотнения в насыпи и количество проходов машины по одному следу устанавливаются проектом в зависимости от вида грунта, его влажности и типа уплотняющих машин.

Так как наиболее эффективным и дешевым является уплотнение грунта при его оптимальной влажности.

Излишне увлажненные грунты должны подсушиваться на картах укладки в насыпь, причем для ускорения процесса рыхлят поверхность подсушиваемого слоя боронованием.

Сухие грунты увлажняют (чаще всего в насыпи поливкой из шлангов с подачей воды из временных водопроводов или поливочными машинами, реже путем замочки в карьере).

Количество воды на доувлажнение 1 м 3 грунта в насыпи составляет:

Экраны плотин

Противофильрационное устройство, на верховом откосе плотины снижающее фильтрацию воды через тело плотины.

Как правило, используют для этой цели суглинки в смеси с глиной и песком. Иногда используют глинобетон.

Заложение внутреннего откоса устраиваемого экрана проектируют из условий устойчивости принятых откосов плотины.

Толщина экрана измеряемая нормально к откосу устанавливают не менее 0,8 м а в нижней части плотины не менее 0,1 напора.

Экраны устраивают с уклоном низовой поверхности не круче m = 3. Их возводят из водонепроницаемых грунтов (глин, суглинков) с тщательным уплотнением слоев горизонтальной отсыпки

Ядро плотин

Весьма рациональным типом плотин являются плотины имеющие ядро из слабопроницаемых грунтов. Главным их преимуществом есть возможность использования различных местных материалов. Для их строительства может применяться даже камень различной крупности при условии хорошего уплотнения.

Есть множество примеров строительства плотин, в тело которых уложен камень.

Ядро из пластичных глин, суглинков, глинобетона устраивают толщиной по верху не менее 1,5-2,5 м одновременно с отсыпкой плотины, с тщательным уплотнением слоев.

Массивное ядро можно возводить с опережением работ по отсыпке боковых призм. Экраны и ядра устраивают машинами, применяемыми для отсыпки плотины, уплотняют их трамбующими машинами или (при малых поперечных размерах) пневматическими и моторными трамбовками.

Дренажная призма плотин

— сбора и отвода фильтрационных вод плотины;

— предотвращению поступлению фильтрующейся воды на низовой откос в зону возможного промерзания;

— повышения устойчивости низового откоса путем понижения депрессионной поверхности;

— улучшения устойчивости низового откоса в результате быстрой сработке водохранилища, снятия порового давления в результате сейсмической активности, а также для отвода фильтрационных потоков через плотину.

Лекция 8 грунтовые плотины Грунтовые плотины и их классификация

Грунтовые плотины являются самым старым типом плотин и гидротехническим сооружением вообще. Они строились в Египте, Индии, Перу и других странах за несколько тысяч лет до н. э. Благодаря малой стоимости материала, из которого строятся эти плотины, они образуют большую часть длины напорного фронта гидроузлов.

Читать еще:  Каким показателем оценивается устойчивость откоса пойменной насыпи

Грунтовые плотины классифицируются по следующим основным признакам.

По материалам, используемым для возведения плотин:

земляные, в которых основной объем тела плотины (более 50 %) выполняется из мелкозернистых глинистых, песчаных или песчано-гравийных грунтов;

каменные, в которых основное тело плотины выполняется из крупнозернистого материала;

из разнородных грунтов.

По конструкции плотин:

однородные, не имеющие специальных противофильтрационных элементов;

неоднородные, состоящие их двух или нескольких видов грунтов. Они, в свою очередь, делятся, по расположению противофильтрационного грунтового устройства на плотины с центральным ядром, с наклонным ядром и с экраном.

Если противофильтрационное устройство выполняется из негрунтового материала (бетон, железобетон, асфальтобетон, сталь, дерево, пластичный синтетический материал и т. п.), то по его положению в теле плотин различают диафрагму, расположенную по оси плотины, и экран, расположенный со стороны верхового откоса.

Рис. 8.1. Типы грунтовых плотин:

а — д — на нескальном основании: а — однородная; б — с центральным ядром; в — с наклонным ядром; г — с экраном и понуром; д — с экраном: 1 — ядро; 2 — зуб; 3 — переходные слои; 4 — защитный слой; 5 — экран; 6 — понур; е — и — на скальном основании: е — с жестким экраном из каменной кладки; ж — с экраном из пластичных материалов; з — с диафрагмой; и — с ядром;

1 — экран; 2 — подэкрановая кладка; 3 — каменная наброска; 4 — пригрузка грунтом; 5 — пластичный экран; 6 — обратный фильтр; 7 — диафрагма; 8 — ядро

По способу производства работ:

насыпные, возводимые насухо или отсыпкой грунта в воду;

намывные, возводимые с использованием средств гидромеханизации;

из сухой кладки камня.

По высоте плотины:

низкие, высотой до 30 м;

средние — от 30 до 75 м;

высокие — от 75 до 125 м;

сверхвысокие — более 125 м.

По условиям пропуска воды:

глухие, не пропускающие воду;

фильтрующие, через которые проходит фильтрационный расход, соизмеримый с расходом воды через водосбросные сооружения;

переливные, у которых на гребне и откосах располагаются безнапорные водосбросные сооружения для пропуска сберегательных и эксплуатационных расходов.

Конструкция грунтовой плотины

Важной характеристикой грунтовых плотин является заложение ее откосов, которые в общем случае зависят от грунтов тела и основания плотин, а также условий работы откоса (под водой или в подводной части сооружения).

Рис. 8.2. Поперечное сечение земляной плотины: 1 — берма

Обычно заложение откосов сооружения лежит в пределах от 2,5 до 6 и определяется, в первую очередь, необходимостью обеспечения их устойчивости.

Бермы устраивают на откосах плотины для более удобных условий для надзора за их состоянием и выполнения ремонтных работ (рис. 8.3). Кроме того, устройство берм повышает устойчивость откоса, а бермы на низовом откосе позволяют отодвинуть границу откоса от кривой депрессии на величину промерзания. Бермы на низовом откосе также позволяют предотвратить размыв откоса стекающими водами. Бермы обычно устраивают через каждые 7÷15 м по высоте, а их ширину назначают не менее 1÷2 м.

Высота плотины в общем случае определяется:

,

где а— запас, принимаемый обычно 0,5 ÷ 1,0 м;

— высота ветрового нагона воды с расчетной вероятностью превышения 1%. Величиной Δh во многих случаях пренебрегают в виду отсутствия такого явления.

— расчетная высота наката волны на верховой откос плотины с расчетной вероятностью превышения 1%;, где— высота волны.

Рис. 8.3. Конструкция бермы земляной плотины

Рис. 8.4. Схема к определению отметки гребня плотины: 1 — уровень покоя; 2 — средняя волновая линия

Ширина земляных плотин по верху bназначается в зависимости от типа транспортного перехода. Например, при наличии только автомобильного переезда в зависимости от класса автодороги может достигать 12 м, а при совместном размещении автомобильной и железной дорог до 22,1 м.

Рис. 8.5. Конструкция гребня плотины с автодорожным переездом

Рис. 8.6. Конструкция гребня плотины при совместном расположении автомобильного и железнодорожного переездов: 1 — ось колеи; 2 — ось междупутья

Установление основных размеров поперечного профиля плотины

При проектировании поперечного профиля плотины необходимо установить очертание откосов плотины, ширину и отметку гребня, а также его конструкцию, конструкцию и размеры крепления верхового и низового откосов, размеры противофильтрационных устройств в теле плотины и в основании, тип, конструкцию и размеры дренажных устройств. Схема поперечного профиля земляной плотины показана на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Поперечное сечение земляной плотины

1 – тело плотины; 2 – подошва плотины; 3 – берма верхового откоса; 4 – упор крепления верхового откоса; 5 – крепление верхового откоса; 6 – гребень плотины; 7 – крепление низового откоса; 8 – берма низового откоса; 9 – дренаж плотины; 10 – замок; 11 – естественная поверхность грунта; 12 – водопроницаемый грунт; 13 – водоупор.

Очертание откосов плотины. При проектировании земляных насыпных плотин коэффициенты заложения откосов принимаются в зависимости от типа плотины, её высоты, вида грунта тела плотины и основания по данным практики.

Предварительно назначенные откосы плотин впоследствии подвергаются поверочному расчету устойчивости.

Верховой откос, насыщенный водой и находящийся под действием волн и льда устраивается обычно более пологим, а низовой — более крутым.

Заложение откосов плотины назначается с учетом следующих основных факторов:

а) характера грунта, из которого сложен откос;

б) характера грунта основания;

в) сил действующих на откос;

г) условий производства работ и эксплуатации плотины;

е) высоты плотины.

На начальной стадии проектирования сооружения для предварительного определения коэффициентов заложения откосов можно использовать данные, приведенные в таблице 2.2 [4].

Откосы плотин высотой до 15 м обычно принимаются не изменяющимися по высоте. При большей высоте обычно принимается ломаное очертание верхового и низового откосов, постепенно уменьшая их уклон от гребня к основанию. Переломы откосов устраиваются через 7¸15 м по высоте плотины.

Рекомендуемые коэффициенты заложения откосов земляных плотин

Высота плотины, мЗаложения откосов
верховогонизового
менее 52.0 – 2.51.50 – 1.75
от 5 до 102.25 – 2.751.75 – 2.25
от 10 до 152.50 – 3.002.00 – 2.50
от 15 до 503.00 – 4.002.50 – 4.00
более 504.00 – 5.004.00 – 4.50

Откосы плотин высотой до 15 м обычно принимаются не изменяющимися по высоте. При большей высоте обычно принимается ломаное очертание верхового и низового откосов, постепенно уменьшая их уклон от гребня к основанию. Переломы откосов устраиваются через 7¸15 м по высоте плотины. Обычно коэффициент заложения верхового откоса ниже точки перелома на 0.5 больше, чем коэффициент заложения откоса выше точки перелома. Для низового откоса – на 0.25.

На откосах плотины могут устраиваться горизонтальные площадки – бермы обычно в местах перелома откоса. Бермы предназначены:

Читать еще:  Клей момент для откосов

1) для надзора за откосом;

2) для ремонта откоса и его покрытия;

3) для увеличения общей устойчивости откоса;

4) для увеличения ширины плотины по низу с целью удлинения пути фильтрации в основании;

5) для включения в тело плотины предварительно построенных перемычек, под защитой которых возводится плотина;

6) для заглубления под поверхностью откоса кривой депрессии на глубину, большую глубины промерзания;

7) для устройства в случае необходимости дороги по откосу;

8) для предохранения низового откоса от размыва его стекающими атмосферными осадками.

Ширина берм принимается не менее 2-3 м из условия производства работ. Обычно ширина берм составляет 3-5 м. Они устраиваются через 7-15 м по высоте.

На верховом откосе устраивается берма для создания упора крепления откоса. На низовом откосе бермы используются для устройства служебных проездов, а также для отвода атмосферных вод.

В курсовом проекте необходимо принять коэффициенты заложения верхового и низового откосов, установить отметки переломов откосов, принять размеры берм.

Конструкция гребня плотины. Ширина гребня земляной плотины устанавливается в зависимости от условий производства работ и эксплуатации, но не менее 4.5 м (СНиП 2.06.05-84 [10]). В случае если гребень плотины используется для проезда автомобильного транспорта, ширину его следует назначать равной ширине земляного полотна в соответствии с нормами проектирования (ДБН В.2.3.-4:2007 [6]) в зависимости от категории дороги проходящей по гребню (табл. 2.3). Схема гребня плотины показана на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Основные размеры земляного полотна

Параметры поперечного профиля автомобильных дорог

ПоказательКатегории дорог
IIIIIIVV
Число полос движения, шт.
Ширина полосы движения, м3.753.53.0
Ширина проезжей части Вп.ч., м7.57.06.04.5
Ширина обочины, м3.752.52.01.75
Ширина земляного полотна Вз.п., м15.012.010.08.0

Дорожное покрытие гребня плотины принимается в зависимости от категории дороги.

Для обеспечения стока атмосферных осадков, гребень плотины выполняют двускатным с поперечным уклоном и в обе стороны от оси равным 0.02-0.04. С таким же уклоном выполняются обочины земляного полотна. Вдоль проезжей части по гребню плотины устанавливаются железобетонные надолбы, служащие ориентирами при движении транспорта. Надолбы располагаются на расстоянии 2 м один от другого и принимаются высотой 0.8-1.0 м. Варианты конструкции гребня плотины показаны на рис. 8.

Определение отметки гребня плотины. Отметку гребня плотины следует назначать с учетом возвышения его над расчетным уровнем воды. Возвышение гребня плотины hs определяется для двух расчетных случаев стояния уровня воды в верхнем бьефе:

а) при нормальном подпорном уровне (НПУ), соответствующем основному сочетанию нагрузок и воздействий;

б) при форсированном подпорном уровне (ФПУ), соответствующем основному сочетанию нагрузок и воздействий.

Рис. 2.5. Конструкции гребня плотины

а) покрытие гребня железобетонными плитами;

б) покрытие гребня мощением

Возвышение гребня плотины в обоих случаях определяется с учетом высоты наката ветровых волн и ветрового нагона воды в водохранилище (рис. 2.6) по формуле (СНиП 2.06.05-84 [10]).

hs = ∆hset + hrun1% + , (2.6)

где ∆hset – высота ветрового нагона воды в водохранилище, м; hrun1% – высота наката ветровых волн на откос обеспеченностью 1% в системе волн, м; – запас возвышения гребня, значение которого для плотин всех классов принимается не менее 0.5 м.

Рис. 2.6. Схемы к определению отметки гребня плотины

а – без парапета; б – с парапетом; 1 – расчетный статический уровень; 2 – средняя волновая линия; 3 – гребень плотины; 4 – гребень парапета

При определении первых двух слагаемых формулы (2.6), как уже указывалось в 2.1, следует принимать обеспеченности скорости ветра расчетной скорости ветра в зависимости от расчетного сочетания нагрузок и воздействий. При основном сочетании нагрузок и воздействий (НПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 2% (1 раз в 50 лет) и III, IV классов – 4% (1 раз в 25 лет). Для особого сочетания нагрузок и воздействий (при ФПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 20% , для III класса – 30% и для IV класса – 50%.

Методика определения высоты ветрового нагона воды в водохранилище ∆hset и параметров волн h1%, λm для рассматриваемых расчетных случаев была изложена выше (см. 2.1).

Высота наката ветровых волн на откос обеспеченностью 1% в системе волн согласно нормам проектирования (СНиП 2.06.05-84 [10]) определяется по формуле

где h1% – высота волны обеспеченностью 1% в системе волн; kr, и kp – соответственно коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые по табл. 2.4; ksp – коэффициент, учитывающий скорость ветра и заложение верхового откоса, принимаемый по табл. 2.5; krun – коэффициент, учитывающий пологость волны и заложение верхового откоса и определяемый по формуле (в СНиП 2.06.05-84 [10] приведен соответствующий график)

, (2.8)

λm – средняя длина волны; m1 – коэффициент заложения верхового откоса; a – угол подхода фронта волны к сооружению (в курсовом проекте принимается a = 0).

Определенное таким образом значение hrun1% подставляется в формулу (2.6).

Следует отметить, что значение ksp зависит от вида крепления откоса (бетонное, железобетонное, каменное). Рекомендации по выбору типа крепления приведены ниже.

Из двух полученных результатов расчетов (для основного сочетания нагрузок и воздействий при НПУ и особого сочетания нагрузок и воздействий при ФПУ) выбирается более высокая отметка гребня.

Значения коэффициентов kr, и kp

Конструкция крепления откосаОтносительная шероховатость r / h1%krkp
Бетонные (железобетонные) плиты0.9
Гравийно-галечниковое, каменное или крепление бетонными (железобетонными) блокамиМенее 0.002 0.005 – 0.01 0.02 0.05 0.1 более 0.20.95 0.9 0.8 0.75 0.70.9 0.85 0.8 0.7 0.6 0.5

Значения коэффициента ksp

Скорость ветра Vw. м/сКоэффициент ksp при заложении откоса m1
1 – 23 – 5Более 5
20 и более1.41.51.6
1.11.11.2
5 и менее0.80.6

Иногда при значительной высоте волн для уменьшения высоты плотины на ее гребне устраивается парапет, который должен быть рассчитан на воздействие волн. Возвышение верха парапета над уровнем верхнего бьефа принимается не ниже значений, полученных по формуле (2.6) (см. рис. 2.6 б). Возвышение гребня плотины в этом случае следует назначать на 0.3 м над НПУ, но не ниже отметки ФПУ. На рис. 2.7 приведен пример конструкции гребня плотины с парапетом

Рис. 2.7. Пример конструкции гребня плотины с парапетом

1 – железобетонные плиты крепления; 2 – ливнесток; 3 – парапет; 4 – канал для прокладки кабелей; 5 – асфальтобетонное покрытие; 6 – надолбы; 7 – подготовка из песчано-гравийного грунта

Пример 2.2. Определение отметки гребня плотины

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector