ПОДЗЕМНЫЙ КОНТУР
6.22. Подземный контур бетонных и железобетонных плотин на нескальных основаниях в зависимости от физико-механических характеристик грунтов следует предусматривать из следующих конструктивных элементов:
понура;
вертикальной преграды в виде шпунта, зуба или противофильтрационной завесы;
дренажа горизонтального или вертикального.
6.23. Надлежит рассматривать следующие основные схемы подземного контура:
1 - бездренажные фундаментная плита и понур;
2 - горизонтальный дренаж под фундаментной плитой;
3 - горизонтальный дренаж под фундаментной плитой и понуром;
4 - вертикальная преграда, пересекающая водопроницаемое основание на всю его глубину;
5 - сочетание из понура, вертикальной преграды, не доходящей до водонепроницаемого слоя, и дренажа, устраиваемого за вертикальной преградой.
При наличии в основании плотины перемежающихся слоев песчаных и глинистых грунтов, а также напорных грунтовых вод в подземном контуре плотины следует устраивать глубинные дренажные скважины.
6.24. Схему 1 следует применять при расположении плотины на песчаных грунтах и глубоком (более 20 м) залегании водоупора в случаях, когда общая устойчивость сооружения обеспечивается без специальных мер по снижению фильтрационного давления, а по условию фильтрационной устойчивости грунтов основания требуется предусматривать удлиненный подземный контур. В остальных случаях при указанных геологических условиях надлежит применять схему 2.
Схему 3 следует применять при наличии в основании глинистых грунтов, требующих для обеспечения устойчивости сооружения на сдвиг применения анкерного понура. При этом является обязательным устройство понурного шпунта.
Схему 4 надлежит применять при залегании водоупора на глубине не более 20 м. В этом случае понур допускается не предусматривать.
Схему 5 следует применять для плотин с напором более 10 м, возводимых на средних по проницаемости грунтах.
Понуры
6.25. Понуры по конструкции подразделяются
жесткие - в виде покрытий из бетона и железобетона;
гибкие - выполняемые из грунтов, асфальтовых, полимерных и других материалов, отвечающих требованиям деформативности, водонепроницаемости, прочности, стойкости к химической агрессии;
смешанной конструкции из гибкого и жесткого участков (анкерные понуры).
6.26. Коэффициент фильтрации понура должен быть в 50 и более раз меньше коэффициента фильтрации грунтов основания.
Водонепроницаемые понуры следует предусматривать при грунтах основания из глины или суглинков.
Маловодопроницаемые понуры (с коэффициентом фильтрации К £ 10-3 м/с) - при песчаных грунтах и супесях.
Для плотин IV класса понур следует устраивать преимущественно из местных материалов (суглинков, глин, торфа, разложившегося не менее чем на 50%).
6.27. Длину понура следует устанавливать на основании результатов расчетов фильтрационной прочности грунта основания и устойчивости плотины.
6.28. Толщина грунтового понура ta должна быть ta ³ DНиа gп /Iсr,т, но не менее 0,5 м, где DНиа ‑ потеря напора от начала подземного контура (от верхнего бьефа до рассматриваемого вертикального сечения понура); Iсr,т - критический средний градиент напора для материала понура, определяемый в соответствии со СНиП 2.06.05-84, gп ‑ см. п. 5.13.
6.29. Гибкие водонепроницаемые понуры следует проектировать:
литыми - из последовательно наносимых слоев литого гидроизоляционного материала с прокладкой армирующей рулонной стеклотканью;
оклеечными - из рулонных гидроизоляционных материалов в несколько слоев, перекрывая каждым последующим слоем стык нижерасположенного слоя.
6.30. Бетонные понуры следует проектировать в виде плит с гидроизоляцией по напорной грани и уплотнением швов между плитами и между понуром и граничащими сооружениями.
Для плотин IV класса при слабодеформируемых грунтах основания допускается применять бетонные понуры без гидроизоляционного покрытия. В этом случае толщину понура следует определять по критическому среднему градиенту напора для бетона Iсr,т = 30.
6.31. Анкерный понур следует предусматривать для плотин, расположенных, как правило, на глинистых грунтах.
Жесткие участки анкерного понура следует проектировать в виде железобетонной плиты с оклеечной или литой гидроизоляцией и с выпусками арматуры, заделываемой в анкеруемое сооружение.
Гибкий участок должен воспринимать все деформации (сдвиг и осадку), возникающие в месте контакта с анкеруемым сооружением, и сохранять при этом полную водонепроницаемость.
6.32. Для понуров всех видов, за исключением бетонных, следует предусматривать пригрузку их грунтом, предохраняемым от размыва креплением в виде бетонных плит или каменной наброски.
6.33. Подготовку основания под понур необходимо предусматривать:
для понуров из местных материалов при песчаных и супесчаных грунтах основания - уплотнением поверхности основания; в случае крупнообломочных грунтов основания - в виде песчаного переходного слоя толщиной не менее 10 см;
для бетонного или анкерного понуров - уплотнением поверхности основания и укладкой слоя бетона толщиной 5-10 см;
для понуров из асфальтовых или полимерных материалов - путем укладки слоя щебня или гравия, пропитанного битумом, или слоя бетона толщиной 5-10 см.
6.34. В сопряжениях понура с плотиной, с подпорными стенами, с раздельным устоем, с понурным шпунтом и в сопряжениях отдельных секций понура между собой необходимо предусматривать уплотнения согласно указаниям пп. 3.21-3.25. При выборе конструкции уплотнений следует учитывать величины возможных деформаций граничащих сооружений.
Шпунты
6.35. Вид шпунта (металлического, железобетонного или деревянного) следует выбирать в зависимости от геологических условий, расчетного напора и глубины погружения.
6.36. Общую глубину погружения шпунта следует принимать не менее 2,5 м, а глубину погружения шпунта в водонепроницаемый слой - не менее 1 м.
6.37. Передача силовых нагрузок от сооружения на противофильтрационные шпунты не допускается.
6.38. Верховой подплотинный шпунт следует предусматривать при отсутствии понура.
Применение бесшпунтовых схем подземного контура допускается в случае несвязных грунтов основания при наличии понура или при заглублении подошвы верхового зуба фундаментной плиты в водонепроницаемые грунты и при обеспечении низовым зубом фундаментной плиты фильтрационной прочности основания.
6.39. При применении в подземном контуре плотины висячих (не доходящих до водоупора) шпунтов расстояние между двумя смежными рядами шпунтов следует принимать не менее суммы глубин их погружения.
Зубья и противофильтрационные завесы
6.40. При проектировании бетонных и железобетонных плотин на нескальных основаниях следует предусматривать верховой и низовой подплотинные зубья.
Противофильтрационные бетонные и железобетонные зубья (преграды) следует предусматривать в случаях, когда применение шпунта невозможно по инженерно-геологическим условиям.
6.41. Температурно-деформационный шов между противофильтрационным зубом и фундаментной плитой плотины следует устраивать при надлежащем обосновании.
6.42. При песчаных и крупнообломочных грунтах основания допускается предусматривать у верховой грани плотины противофильтрационную завесу или преграду, выполняемую в виде траншеи, заполненной бетоном или глинистым грунтом, буробетонной стенки.
Глубину противофильтрационной завесы, характеристики ее водонепроницаемости следует назначать в зависимости от напора на плотину, фильтрационных и суффозионных свойств грунта основания, требований по снижению противодавления на подошву плотины.
6.43. Толщина противофильтрационной завесы ta должна быть ta ³ DНс gп /Iсr,т,
где DНс - потеря напора в данном сечении завесы;
gп ‑ см. п. 5.13;
Iсr,т ‑ критический средний градиент напора на завесе.
В зависимости от вида грунтов основания величину Iсr,т для завес следует принимать:
в мелкозернистых песках ............................................. 4
в средне- и крупнозернистых песках ........................... 5
в гравийно-галечниковом грунте ................................. 6
Дренажные устройства
6.44. Устройство горизонтального дренажа, выполняемого из крупнозернистого материала (щебня, гравия) и защищенного от заиления обратным фильтром, следует предусматривать: для плотин на глинистых грунтах основания, а также на песчаных грунтах в случаях, когда для обеспечения устойчивости плотины недостаточно устройства понура или вертикальной противофильтрационной преграды; под водобоем, рисбермой, плитами крепления откосов, особенно в зонах пульсационного и волнового воздействий, при наличии в основании плотины размываемых грунтов.
6.45. Число слоев обратного фильтра и зерновой состав надлежит определять в соответствии со СНиП 2.06.05-84.
Толщину слоя горизонтального дренажа следует назначать с учетом конструктивных особенностей плотины и производственных условий, но не менее 20 см.
6.46. Отвод воды из горизонтального дренажа следует предусматривать в дренаж водобоя или посредством дренажной системы, проходящей через тело плотины, сопрягающий или раздельный устой, в нижний бьеф. Выходные отверстия дренажной системы следует предусматривать в местах со спокойным режимом потока и располагать ниже минимального уровня нижнего бьефа.