10.2. Земляные плотины

Насыпные плотины. Грунты, укладываемые в насыпные земля­ные плотины из однородных материалов, должны обладать необ­ходимой водонепроницаемостью, прочностью и водоустойчивостью.

Для плотины из неоднородных материалов требования к грун­там зависят от того, для какой части плотины они предназначены. Так, для укладки в понур или ядро плотины особо важным качест­вом является водонепроницаемость грунтов, для экранов — пла­стичность, водонепроницаемость и прочность. В низовые откосы целесообразно укладывать грунты более водопроницаемые, чем укладываемые в основной части плотин, и т. д. Не допускается укладывать в тело плотины грунты, содержащие не полностью разложившиеся органические вещества в количестве более 5% по массе или полностью разложившиеся вещества, находящиеся в аморфном состоянии в количестве более 8% по массе. Также не допускается применять для укладки в те части плотин, которые подвергаются воздействию фильтрационного потока воды, грунты, содержащие водорастворимые включения в виде солей хлоридных и сульфато-хлоридных в количестве более 5% или сульфатных в количестве более 2% по массе. Нежелательно использовать для укладки в плотину суффозионные грунты (сыпучие грунты с боль­шим значением коэффициента неоднородности), так как при воз­действии на них фильтрационного потока может происходить опасная внутренняя суффозия, а также глинистые грунты, укла­дываемые в части плотины, где они могут промерзать в зимний период, что ведет к их пучению. В случае необходимости примене­ния глинистых грунтов в этих условиях их покрывают защитным слоем из песчаных или обломочных грунтов. Толщину этих слоев

306

Назначают с учетом глубины промерзания грунтов в районе строи-ельства плотины. . Как считает ряд авторов, идеальным грунтом для однородных земляных плотин являлась бы смесь частиц разной крупности, в кэторой мелкие глинистые частицы d<0,01.. .0,05 мм заполняли бы поры между более крупными (песчаными, гравелистыми) ча­стицами, образующими скелет и непосредственно соприкасающи­мися между собой. Такой грунт, имея угол трения, соответствую­щий крупным частицам, обладал бы ничтожным коэффициентом фильтрации, свойственным глинам. Однако искусственное приго­товление таких грунтов дорого. В реальных условиях наилучшими грунтами для укладки в тело плотины считают супесчаные и су­глинистые грунты, а также мелкий и средний песок. Эти грунты являются достаточно водонепроницаемыми, деформирующимися без образования «трещин» и зон разрыхления, обладают сравни­тельно высоким углом внутреннего трения и хорошей уплотняе-мостью.

Для характеристики однородности грунтов используют понятие коэффициента неоднородности

(10.1)

где d₆₀ и c/io — размеры зерен, мельче которых в грунте содержит­ся соответственно 60 и 10% частиц по массе. Принято считать, что при т)^СЗ грунт является однородным.

С точки зрения водонепроницаемости и удобоуплотняемости желательны грунты, для которых коэффициент неоднородности т)^30. ..100 при £?ю^0,005 мм. Грунты с коэффициентом неодно­родности т]<5. ..10 обладают высокой пористостью и хуже уплот­няются.

Намывные плотины. Требования к грунтам для намывных пло­тин в основном те же, что и для насыпных. Однако к зерновому составу грунтов для этих плотин предъявляются более жесткие требования, ибо по не^ му прежде всего оцени­вают техническую воз­можность возведения намывных плотин и це­лесообразность той или иной их конструкции.

Рис. 10.1. Группы грунтов, используемых для намыва плотин

307

По данным СНиП [12], для возведения плотин из однород­ных грунтов предпочти­тельными являются песчаные грунты I группы (рис. 10.1). Песчаные и гравели-стые грунты II группы

используют для возведения неоднородных плотин с мелкопес­чаной центральной частью. Применение грунтов III, IV и V групп (соответственно супесей, суглинков и гравийно-галечниковых) ме-1 нее желательно и требует надлежащего технико-экономического обоснования. При этом супеси и суглинки могут быть использованы для намыва однородных плотин или ядерной зоны неоднородных плотин, суглинки и глины—для ядер плотин и гравийные грунты Ч-для упорных призм.

Из гравелистых песков и гравийных грунтов для намыва неод­нородных плотин наиболее целесообразными являются грунты со значительной неоднородностью (т]>3. ..4). При этом содержание в ядре глинистых частиц размером менее 0,005 мм должно быть не более 20%.