Расчет земляной плотины (стр. 2 из 3)

h1% =

*ki = 1,102* 2,08 = 2,29 м

Используя приведенные выше данные, определяем:

К

= 0,75, К_н = 0,60; ( по табл. 3.5 [3])

К

= 1,5; К = 0,87; К = 1; (по табл. 3.6 [3])

при условии, что

= = 9,85; тогда Кнг = 1,4 ([3, 4])

Высота наката:

h_н = h1% * К

* К_н * К * К * Кнг * К

h = 2,29*0,75*0,60*1,5*0,87*1,4*1 = 1,88 м

Вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчетным уровнем:

d =

h + hн + a = 0,035+1,88+0,5 = 2,415 м

Н = 24+2,415 = 26,415

26,4 м

Аппроксимируя по высоте плотины по данным таблицы 10.1 на стр. 309 [4] принимаем коэффициенты заложения откосов m₁ и m₂

m₁ =3,5 m₂ = 3

1.2 Определение ширины гребня

Гребень плотины обычно используется для устройства автомобильной или железной дороги, размеры которых назначают, руководствуясь требованиями соответствующих нормативных документов [1, 2]. Основные параметры гребня плотины при устройстве на нем автомобильной дороги приведены в табл. 2

Таблица 2

Категория дороги	Ширина, м
	проезжей части	обочин	разделительной полосы	гребня плотины
I	15,0	3,75	5,0	27,5
II	7,5	3,75		15,0
III	7,0	2,5		12,0
IV	6,0	2,0		10,0
V	4,5	1,75		8,0

Как следует из таблицы при устройстве по гребню автомобильной дороги II категории ширина его должна быть не менее 15 м.

Для отвода поверхностных вод гребню плотины придается односторонний или двусторонний поперечный уклон, а на обочинах устраиваются ливнестоки. В нашем случае принимаем по рекомендациям [4] двусторонний уклон i = 0,015 .

Покрытие проезжей части автодороги выбирается в зависимости от ее категории и укладывается на подготовку из гравийно-песчаного или щебеночного грунта. Если гребень плотины сложен из глинистых грунтов, то для его защиты от промерзания укладывается слой несвязного (песчаного) грунта, толщина которого, включая и покрытие гребня, должна быть не менее глубины промерзания грунта в районе строительства. В сейсмических районах ширину гребня плотины и его превышение над расчетным уровнем воды обычно назначают несколько большим, чем при нормальных условиях эксплуатации, имея в виду возможность дополнительной осадки сооружения при сейсмических воздействиях, а в особых случаях возможность образования волны при обвалах береговых массивов грунта в водохранилище.

В пределах обочин в соответствие с ГОСТ 2.34.57 -79 устанавливается ограждение в виде бетонных столбиков. Со стороны верхнего бьефе может устраиваться сплошной волнозащитный парапет.

II КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ

Выбор заложения (крутизны) откосов плотины производится на основе опыта строительства и эксплуатации аналогичных сооружений с учетом физико-механических характеристик грунтов тела плотины и основания, действующих на откосы сил, высоты плотины, методов производства работ по возведению плотины и условий ее эксплуатации. Назначенные заложения откосов затем проверяются расчетами статической устойчивости и при необходимости корректируются.

Ориентировочные значения заложений откосов земляных плотин из глинистых и песчаных грунтов при наличии в основании грунтов с прочностью, не меньшей, чем в теле плотины, приведены в табл. 3.6 [4].

Фрагмент таблицы 3.6 [4]

Высота плотины, м	Заложение откосов
	верхового	низового
15… 50	3,0… 4,0	2,5… 4,0

Приведенные в табл.3.6 данные относятся к средним по высоте значениям заложения откосов. В высоких плотинах откосы могут иметь переменное заложение, увеличивающееся сверху вниз, что позволяет запроектировать более экономичный профиль плотины, обеспечивая устойчивость его откосов.

На откосах высоких и средней высоты плотин устраиваются бермы. На верховом откосе бермы устраиваются в конце основного крепления, создавая ему необходимый упор и обеспечивая возможность его осмотра и ремонта, и в местах изменения заложения откоса. На низовом откосе бермы служат для сбора и отвода дождевых и талых потоков, предохраняя тем самым. низовой откос от размыва, а также для обеспечения проезда в период строительства плотины. Иногда по бермам низового откоса могут прокладываться автомобильные или железные дороги. Как правило, бермы устраивают в местах изменения заложения откоса и сопряжения тела плотины со строительными перемычками. Расстояние между бермами по высоте плотины принимается равным 10...15 м.

Ширина бермы назначается не менее 3 м, если по ней предусматривается проезд, и не менее 1...2 м, если проезд не предусмотрен.

На внутренней стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного отвода дождевых и талых вод.

Крепления откосов. Откосы земляных плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, течений воды, льда,

атмосферных осадков и т.д. Для предотвращения их разрушения предусматриваются соответствующие виды креплений.

Крепление верховных откосов плотин для защиты их от разрушения волнами выполняют из бетонных и железобетонных плит, камня и асфальтобетона.

В нашем случае для защиты верхового откоса земляной плотины от разрушающих воздействий ветра, волн, льда, течение воды, атмосферных осадков и др. факторов применяются бетонные плиты. Крепление из бетонных плит можно осуществлять при любых параметрах волн, возникающих на внутренних водоемах.

Монолитные железобетонные плиты используются для крепления откосов плотин на крупных водохранилищах при высоте волны от 2 до 4м. Швы между плитами могут быть открытыми или закрытыми с уплотнениями в виде резиновых диафрагм, просмоленных деревянных или железобетонных досок. Сборные железобетонные плиты имеют размеры в плане от 1,5 х 1,5 м до 5 х 5 м в зависимости от условий их транспортировки и удобства укладки на откос. В процессе укладки плиты омоноличиваются в секции размером в плане 20х20 м и более. Применяются они обычно при высоте волны до 2,5...3 м.

Примем стандартное значение каждой из плит 1,5 х 1,5 м. Толщина монолитных железобетонных плит может определяться из условия их устойчивости на откосе при воздействии взвешивающего давления воды при откате волны, и проверяют на прочность при обрушении волны на откос [4]. Предварительное значение толщины определяется по формуле

t_п = 0,07*hн *³Öl / l * [r_w / (r_c - r_w)] * Ö (m² –1) / m

где hн, l - соответственно высота и длина волны, l =

= 22,56 м;

l – длина ребра плиты в направлении, нормальном урезу воды, м;

r_c, r_w – соответственно плотность материала и воды, кг/м³;

m – заложение откоса.

После подстановки числовых значений получаем t_п = 0,12м

Для сборных плит толщину принимаем на 15% больше [4], то есть

t = 0,13м и с учетом, что толщина плиты на верхней части откоса должны быть t^’ = 0,5t ³ 0,2 м,

t = 0,2 м

Согласно практическим рекомендациям [4] при толщине 8…20 см плиты изготавливаются на полигонах размерами от 1,5 х 1,5м до 5 х 5м и затем доставляют к месту сборки и укладывают на откосе на сплошном обратном фильтре с шарнирным соединением друг с другом. Все виды креплений верхового откоса плотины укладываются на подготовку в виде обратного фильтра, материал, число слоев и толщина которого выбирается в зависимости от грунта откоса и наличия местных строительных материалов.

Обратный фильтр под каменной наброской и плитами с открытыми швами может состоять из одного слоя разнозернистых материалов или двух слоев материалов с различными по крупности частицами, а также из искусственных водопроницаемых материалов (стекловолокна, минеральной ваты и др.). Под плитами с закрытыми швами, как правило, укладывается однослойный обратный фильтр. Минимальная толщина подготовки 35 см.