г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

5.2. Требования к грунтам для возведения намывных сооружений

При возведении намывных сооружений состав карьерных грунтов изменяется в результате отмыва содержащихся в нем мелких частиц.

Способы производства работ должны обеспечить необходимые характеристики грунта по следующим основным параметрам:

При намыве сооружений без ядра способы производства работ должны обеспечить такую укладку грунта, чтобы в процессе выпуска пульпы на карту намыва как крупные, так и мелкие частицы распределились по всей площади карты. Такое распределение частиц грунта может быть достигнуто путем многократного изменения места выпуска пульпы. Гранулометрический состав грунта, ожидаемый в теле сооружения, при этом будет более равномерным, и определить его можно в результате пересчета состава карьерного грунта с учетом отмыва мелких частиц, процент которых устанавливается опытным путем.

При намыве плотины с ядром, образованным при помощи прудка-отстойника, равномерная гидравлическая раскладка грунта в поперечном профиле происходит только тогда, когда пульпа выпускается на карту из отверстий в трубах равномерным слоем, без сосредоточенных потоков, а уровень прудка поддерживается в определенных границах и на соответствующих отметках.

При проектировании сооружений с ядром, кроме процента отмыва мелочи, необходимо знать граничные условия раскладки частиц грунта в боковых призмах, промежуточных зонах и размеры формируемого ядра. В соответствии с этими условиями и определяется возможная раскладка частиц грунта в сооружении.

По гранулометрическому составу лучшим грунтом для постройки плотины следует считать смесь частиц различной крупности. Мелкие глинистые частицы (d < 0,005 мм) должны заполнять поры между крупными.

При правильном подборе грунта для плотины содержание глинистых частиц в грунте (q,%) должно быть меньше пористости (%) крупных частиц. Практически в плотинах из однородного грунта глинистых частиц должно быть в пределах 15–25%, в грунтах для экранов q > 40%, а для материалов низовых откосов и дренажей q = 0.

Глинистые грунты для водоупорных частей плотины должны легко разрабатываться в карьере и легко уплотняться при укладке в тело плотины. Следует избегать применения жирных глин, а также глин и суглинков с малой естественной влажностью (Wn < 20%).

При использовании для намыва грунтов, содержащих супесчаные (d < 0,05 мм) и глинистые (d < 0,005 мм) частицы, направляя их в известном количестве в ядро, нужно определить содержание глинистых частиц в этом ядре, от количества которых зависит скорость фильтрации.

Количественное содержание глинистых частиц в грунте характеризуется числом пластичности Wn, которое может быть определено по влажности грунта.

Намытый в тело сооружения грунт по своим фильтрационным свойствам является анизотропным, и его осредненный коэффициент фильтрации выражается формулой, которая характеризует коэффициент анизотропии:

коэффициент анизотропии формула

где Кx и Кy коэффициент фильтрации соответственно в продольном и нормальном направлении относительно напластований.

По величине коэффициента анизотропии можно судить о качестве намытого земляного сооружения. Следовательно, желательно так организовать технологию намыва, чтобы , тогда не будет существенного отклонения от расчетной поверхности фильтрационного потока при эксплуатации плотины.

Чтобы правильно запроектировать размеры сооружения и задать необходимый запас прочности и устойчивости, проектировщику требуются значения плотности грунта, углы внутреннего трения и удельное сцепление грунтов в различных частях сооружения.

Прогнозируемые значения указанных характеристик являются основой расчетов устойчивости и в дальнейшем входят в технические условия на намыв проектируемого сооружения.

Для тела земляных плотин можно применять все виды грунтов, за исключением:

а) грунтов, содержащих водорастворимые включения солей хлоридных или сульфато-хлоридных в количестве более 5%, или солей сульфатных — более 2% по массе;

б) грунтов, содержащих не полностью разложившиеся органические вещества (остатки растений) в количестве по массе более 5% или полностью разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном состоянии, в количестве по массе более 8%.

Для дренажных устройств, обратных фильтров, покрытий, откосов применяются песок, гравий, щебень, галька и камень разной крупности. Камень, гравий, щебень должны быть морозостойкими, не размокать и не растворяться под действием фильтрационной воды и воды водохранилища.

После прогнозирования гранулометрического состава грунта в теле намываемого сооружения устанавливаются физико-механические показатели грунта, которые необходимы для выполнения фильтрационных расчетов и оценки устойчивости сооружения.

Как правило, физико-механические свойства грунта определяются лабораторным исследованием, для чего составляются смеси грунтов по заданному в результате прогноза гранулометрическому составу (составление смеси не вызывает особых трудностей и может выполняться в любой грунтовой лаборатории).

Если по различным причинам невозможно получить образцы карьерного грунта, принятого для намыва земляного сооружения, или нельзя составить необходимые смеси, тогда по кривым гранулометрического состава карьерного грунта получают приближенные показатели его физико-механических свойств.

Такие приемы разработаны в результате анализа, систематизации и научной обработки накопленного практического материала по возведению земляных сооружений на крупнейших гидротехнических объектах нашей страны.

На основании накопленного опыта при намыве земляных плотин из песчаных, гравийных и галечниковых грунтов расчетные значения физико-механических характеристик намываемого грунта могут приниматься по данным табл. 5.4.

Таблица 5.4

Физико-механические характеристики намываемого грунта

Грунт Плотность сухого грунта, т/м3 Угол внутреннего трения водонасыщенного грунта, град. Коэффициент фильтрации Кф, м/сут
Песок:

пылеватый

 

1,35–1,50

 

22–24

 

0,5–5,0

мелкий, средней крупности  

1,45–1,60

 

24–30

 

2,0–25,0

крупный 1,55–1,65 30–32 5,0–35,0
гравелистый 1,60–1,75 32–34 10,0–50,0
гравийный с содержанием песка менее 50%  

1,70–1,90

 

34–36

 

более 50,0

 

Для насыпей дорог используют водопроницаемые и дренирующие грунты.

Грунты, используемые для железнодорожных и автомобильных насыпей, по степени водопроницаемости подразделяют:

Для насыпей дорог, возводимых средствами гидромеханизации, применяются дренирующие грунты. Применение глинистых грунтов с примесью ила и органических веществ, мелкого и пылеватого песка, ила, как правило, не допускается. Однако учитывая, что при разработке и гидравлической укладке грунтов способом гидромеханизации происходит улучшение качества (обогащение) грунтов за счет отмыва части мелких и пылеватых фракций, для намыва насыпей разрешается использовать мелкие и пылеватые пески и супеси при условии достижения необходимых выше концентраций.

Указанные способы прогноза возможной раскладки грунта несовершенны и могут быть рекомендованы только как приближенные общие решения раскладки частиц любых карьерных грунтов в поперечном профиле намываемого сооружения. В действительности раскладка частиц в значительной мере зависит от технологии производства работ.

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы