Файл: Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие.pdf

сооружениях всех назначений. Широкому распространению их способствуют простота возведения, надежность и долговечность в

Рис. 63. Поперечные профили земляных плотин:

эксплуатации, возможность возведения из очень большого разно­

Водопроницаемость материала тела плотины, так же как и грунтов основания, создает условия

для развития фильтрационного потока в основании и через само сооружение (рис. 64). При этом в теле плотины ниже депрессионной поверхности фильтрационного потока грунты, слагающие

эту часть сооружения, оказываются во взвешенном состоянии что ухудшает устойчивость сооружения.

ПО

Во время фильтрации при проникновении воды в тело плоти­ ны происходит уплотнение грунта, что увеличивает устойчивость верхового откоса, тогда как при быстром опорожнении водохра­ нилища вода будет вытекать из тела плотины, что приводит к раз­ уплотнению грунта и ухудшению устойчивости этого откоса.

Если кривая депрессии фильтрационного потока выходит на поверхность низового откоса, то в нижней его части в зоне высачивания создаются неблагоприятные условия устойчивости откоса и возможен его размыв. Кроме того, в зимнее время происходит замерзание воды в приповерхностной части откоса и образование наледей, сопровождающееся еще большим повышением депрессиониой кривой потока. Чтобы избежать этих неблагоприятных яв­ лений, в теле плотины под низовым откосом вблизи от ее подошвы или в основании откоса устраивают дренажи, понижающие депрессионную кривую фильтрационного потока и не допускающие выхода ее на поверхность откоса.

Земляные плотины всегда являются глухими и во избежание размыва и разрушения через них не должно происходить перелива воды. Поэтому их строят всегда с гребнем, расположенным выше максимально допустимого уровня воды. В составе гидроузла, у которого значительная часть напорного фронта создается земля­ ными плотинами, должны быть предусмотрены специальные водо­ сбросные сооружения.

Как верховой, так и низовой откосы земляных плотин в пре­ делах колебания горизонтов воды в верхнем и нижнем бьефах сооружения должны крепиться, защищая плотину от разрушаю­ щего действия ветровых и судовых волн, а также льда. Кроме того, низовой откос плотин, возведенных из глинистых грунтов, должен быть прикрыт пористым материалом, предохраняющим от промерзания и связанного с ним пучения.

Многовековой опыт возведения земляных плотин привел к разработке очень большого количества различных их конструкций, зависящих от размеров и назначения плотин, наличия естествен­ ных строительных материалов, а также от особенностей геологиче­ ского строения основания. Однако все это разнообразие может

средней части слабопроницаемым материалом при остальной ча­

имеющие в пределах тела стенку или диафрагму из каменной кладки, бетона, металла и т. п.; с м е ш а н н ы е , у которых часть тела, расположенная ближе к напорной грани, сложена малопро­

111

укатываемых слоями также механическими катками или другими машинами. При сооружении намывных плотин используют гидрав­ лическую разработку, транспорт и укладку грунтов.

центральной части плотины из мелкозернистого материала или укладка в тело сооружения грунта, привезенного на железнодо­ рожном или другом транспорте) производится с помощью гид­ ромеханизации, а часть — сухим способом.

Кроме этих существует еще так называемый «узбекский», или мокрый, способ укладки грунта в сооружение, когда отсыпка грунта ведется в искусственно огороженные валиками «прудки», где глубина воды составляет 0,5—0,7 м. Этим способом обычно возводят плотины из лессовых грунтов, легко размокающих в воде. В последние годы нашел применение метод, близкий к «уз­ бекскому», с укладкой комьев глинистых грунтов отсыпкой их в воду. Для этого тоже создаются прудки, куда ведется отсыпка. Подобный метод был применен и для укладки комьев мерзлого грунта, что производилось со льда через специально прорубленные полыньи. В последнем случае уплотнение грунта в теле сооруже­ ния происходило чрезвычайно медленно и только после того, как грунт полностью оттаял.

В последние годы были произведены опыты по перегоражи­ ванию русла реки методом направленного взрыва. При этом об­ разуется земляная плотина за счет падения взорванных и подня­ тых взрывом земляных масс.

Всякая земляная плотина представляет собой сооружение, в той или иной степени водопроницаемое. Поэтому одним из основ­ ных расчетов, которые производятся при проектировании земля­ ных плотин, являются фильтрационные расчеты. При их проведе­ нии принимается во внимание водопроницаемость не только тела сооружения, но и толщи пород основания сооружения. Представ­ ления об этих расчетах даются в курсе «Динамика подземных вод» и в специальных курсах по гидротехнике.

Кроме специальных противофильтрационных элементов тела плотины для уменьшения потерь воды на фильтрацию в основании устраивают зубья, сопрягающие ядро с непроницаемыми слоями основания, закладывают завесы, шпунтовые стенки и т. п.

Выбор того или иного типа противофильтрационных устройств производится в зависимости от геологического строения основа­

породы (рис. 65, а), то в качестве противофильтрационного меро­ приятия применяют такое сочленение сооружения с основанием, чтобы не допустить возникновения фильтрации по контакту между подошвой сооружения и основанием.

112