ДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ

ГРЕБЛІ З ГРУНТОВИХ МАТЕРІАЛІВ

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

ДБН В.2.4 -Х:201Х

(Проект, перша редакція)

Видання офіційне

Київ

Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України

ДБН В.2.4-Х:201Х201Х

II

ДБН В.2.4-Х:201ХПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО: Державне підприємство «Державний науково-дослідний інститут бу-дівельних конструкцій» (ДП НДІБК) Мінрегіону України

За участю: ПАТ «Укргідропроект»;

Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору

НАН України;

Національний університет водного господарства та природокори-

стування (НУВГП);

ДП «Донецький ПРОМБУДНДІПРОЕКТ»;

Одеська державна академія будівництва та архітектури (ОДАБА);

СП «Основа-Солсиф»;

ПАТ «УкрГідроЕнерго»;

Інститут водних проблем і меліорації Національної академії

аграрних наук України;

Інститут «Кримдіпроводгосп»;

Інститут «КримГІІНТІЗ»;

Інститут «Укрпівдендіпроводгосп»

Інститут «Дніпродіпроводгосп»

ПАТ Український головний проектно-розвідувальний та науково-дослідний інститут з меліоративного водогосподарського будівни-цтва (Укрводпроект)

2 ВНЕСЕНО: Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України

3 ПОГОДЖЕНО: Міністерство екології та природних ресурсів України (лист №…..від хх.хх.2012 р.) Міністерство України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи (лист № ….від хх.хх.2012 р.)

4 ЗАТВЕРДЖЕНО: Департамент технічного регулювання та науково-технічного розвитку Мінрегіону УкраїниНаказ Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарстваУкраїни від хх.хх.2012 р. № хх

НАБРАННЯ ЧИННОСТІ:

від ___________ 201Х р.

5 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

втрачає чинність на території України СНиП 2.06-05-84*

Право власності на цей документ належить державі. Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований і розповсюджений як офі-ційне видання без дозволу Мінрегіону України повністю.

III

ДБН В.2.4-Х:201Х

ЗМІСТ Стор.Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Сфера застосування. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Нормативні посилання. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Терміни та визначення

понять. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

4 Познаки та скорочення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Загальні положення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5.1 Загальні вимоги по вибору типу грунтової греблі та її створу. . . . . . 9.52Фізико-механічні характеристики грунтів. . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6 Земляні насипні греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.1 Загальні положення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.2 Вимоги до матеріалів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196.3 Окреслення укосів і гребеня греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206.4 Кріплення укосів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.5 Протифільтраційні пристрої. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266.6 Дренажні пристрої. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.7 Зворотні фільтри. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.8 Спряження тіла греблі з основою, берегами і бетонними спорудами. . 366.9 Реконструкція земляних насипних гребель. . . . . . . . . . . . . . . . 396.10 Особливості земляних насипних гребель на слабких основах

(біогенних грунтах і мулах) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 Земляні намивні греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7.1 Загальні вимоги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447.2 Вимоги до матеріалів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477.3 Фракціонування грунту в тілі греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497.4 Окреслення і кріплення укосів греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507.5 Реконструкція намивних гребель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

8 Кам’яно-земляні і кам’яно-накидні греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538.1 Загальні вимоги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538.2 Вимоги до матеріалів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558.3 Окреслення укосів греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568.4 Протифільтраційні пристрої. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578.5 Основи гребель і спрягання гребель з основою. . . . . . . . . . . . . . 59

9 Основні положення розрахунку гребель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Додаток А. Умови необхідності врахування порового тиску . . . . . . . . . . . 72Додаток Б. Контроль за станом споруд і основ в період будівництва і експлуа-

тації. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Додаток В. Розрахунок норми відмиву грунту при зведенні земляних намивних

гребель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Додаток Г. Розрахунок меж зон фракціонування зернового складу намитого

грунту в поперечному перерізі греблі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Додаток Д. Розрахунок стійкості укосів по способу нахилених сил взаємодії. . 85Додаток Е. Визначення коефіцієнта закладання хвилестійкого неукріпленого

укосу греблі з піщаного грунту при «профілі динамічної рівноваги» . . . . . . . 88

IV

ДБН В.2.4-Х:201ХДодаток Є. Проектування гребель із сталевими діафрагмами. . . . . . . . . . . 90

V

ДБН В.2.4-Х:201ХДЕРЖАВНІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Греблі з ґрунтових матеріалів. ДБН В.2.4-Х:201ХПлотины из грунтовых материалов На заміну СНиП 2.06-05-84*

Earth dams

Чинні від 201Х -ХХ-ХХ

ВСТУП

Ці будівельні норми встановлюють загальні положення і вимоги до гребель з

ґрунтових матеріалів при проектуванні, реконструкції та технічному

переобладнанні річкових гідротехнічних споруд всіх видів і класів наслідків

(відповідальності) на території України. Норми містять основні вимоги до матеріалів, з яких зводять насипні, намивні,

кам’яно-земляні та кам’яно-накидні греблі, призначення кріплень укосів, гребеня

гребель, протифільтраційних та дренажних пристроїв, основні положення

розрахунку гребель.

Ці норми грунтуються на діючих нормативних документах України у галузі

гідротехніки, охорони та використання водних ресурсів, положення Водного

кодексу України, Земельного кодексу України. Ці Норми гармонізовані з діючими

нормативними документами України в частині термінів та визначень понять, що

стосуються даного документа.

Вимоги цих норм обов’язкові для виконання організаціями різних форм

власності та підпорядкованості, юридичних та фізичних осіб, які проводять

визначення розрахункових гідрологічних характеристик для річок на території

України.

При користуванні цими нормами доцільно перевірити дію нормативних

документів, на які посилаються в інформаційній системі загального користування,

та на офіційному сайті Мінрегіону України. Якщо нормативний документ, на який

посилаються, замінений (змінений), то при користуванні чинним нормативним

документом слід керуватися заміненим (зміненим) нормативним документом.

Якщо нормативний документ, на який посилаються, відмінений без зміни, то

положення, в якому подане посилання на нього, застосовується в частині, яка не

стосується цього посилання.

1

ДБН В.2.4-Х:201Х1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

1.1 Ці будівельні норми поширюються на греблі і напірні дамби з грунтових

матеріалів і встановлює будівельні норми їх проектування. Вимоги даних буді-

вельних норм є обов'язковими при розробці проектної документації на зведення

нових і реконструкцію існуючих гребель і напірних дамб з грунтових матеріалів

(земляних насипних і намивних, а також кам'яно-земляних), що входять до складу

споруд різних видів будівництва (гідроенергетичного, водно-транспортного, мелі-

оративних систем, систем водопостачання і водовідведення, риборозведення, захи-

сту територій від затоплення, складування рідких відходів промислових під-

приємств). Вимоги Норм не поширюються на проектування тимчасових підпірних і

захисних споруд.

1.2 Вимоги цих будівельних норм обов’язкові до застосування проектно-ви-

шукувальними, будівельними організаціями, органами управління, контролю і екс-

пертизи всіх рівнів.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цих нормах є посилання на такі нормативно-правові акти, нормативні акти

та нормативні документи:

Водний кодекс України (введено в дію Постановою Верховної Ради України

від 6 червня 1995 р. № 214/95-ВР)

Земельний кодекс України (введено в дію Постановою Верховної Ради Украї-

ни від 25 жовтня 2001 р. № 2768-III)

«ТЕХНІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ будівельних виробів, будівель і споруд»

№ 1764-00 від 20.12.2006 р.

ДБН А.2.1-1-2008 Інженерні вишукування для будівництва

ДБН А.2.2-1-2003 Склад і зміст матеріалів оцінки впливів на навколишнє

середовище (ОВНС) при проектуванні і будівництві підприємств, будинків і

споруд

ДБН В.1.1-3-97 Інженерний захист територій, будинків і споруд від зсувів та

обвалів. Основні положення

ДБН В.1.1-12:2006 Будівництво в сейсмічних районах України

2

ДБН В.2.4-Х:201ХДБН В.1.1-24:2009 Захист від небезпечних геологічних процесів. Основні поло-

ження проектування

ДБН В.1.1-25:2009 Інженерний захист територій та споруд від підтоплення та

затоплення

ДБН В.1.2-14:2008 Загальні принципи забезпечення надійності та конструкти-

вної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ

ДБН В.2.4-1-99 Гідротехнічні, енергетичні та меліоративні системи і споруди,

підземні гірничі виробки. Меліоративні системи та споруди

ДБН В.2.4-3:2010 Гідротехнічні споруди. Основні положення

ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) Основи та підвалини будинків і споруд.

Грунти. Класифікація

ДСТУ 3517-97 Гідрологія суші. Терміни та визначення основних понять

ДСТУ 3994-2000 Безпека в надзвичайних ситуаціях. Надзвичайні ситуації при-

родні. Чинники фізичного походження. Терміни та визначення

СНиП 2.01-14-83 Определение расчетных гидрологических характеристик

(Визначення розрахункових гідрологічних характеристик)

СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений (Основи гідро-

технічних споруд)

СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения (Водопостача-

ння. Зовнішні мережі і споруди)

СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения

(волновые, ледовые и от судов) (Навантаження і впливи на гідротехнічні споруди

(хвильові, льодові і від суден)

СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные (Греблі бетонні і залі-

зобетонні)

СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты (Земляні

споруди, основи і фундаменти)

СНиП 3.07.01-85 Гидротехнические сооружения речные (Гідротехнічні спору-

ди річкові)

СНиП 3.07.02-87 Гидротехнические морские и речные транспортные сооруже-

ния (Гідротехнічні морські і річкові транспортні споруди)

3

ДБН В.2.4-Х:201ХГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения

(Гідротехніка. Основні поняття. Терміни і визначення)

3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

У цих будівельних нормах використані терміни, установлені в ДСТУ 3517:

витрата води, водойма, водосховище, водотік, крива витрат води, паводок, рівень

води, річка; ДСТУ 3994: вітрові нагони, затоплення, ерозія грунту, паводок,

суфозія; ГОСТ 19185: верхній б’єф, водопідпірна споруда, водосховище, водотік,

гідровузол, гідровузол комплексний, гідротехнічна споруда, гребля, дамба, дренаж,

затоплення, напір, напірний фронт, нижній б’єф, нормальний підпірний рівень

(НПР), обвалування, охорона водних ресурсів, підпірний рівень, форсований

підпірний рівень (ФПР).

Нижче подано терміни, вжиті в цих будівельних нормах, та визначення по-

значених ними понять

3.1 берма

Горизонтальний майданчик на укосі греблі

3.2 гребля

Водопідпірна споруда, що перегороджує водотік і його долину для підйому

рівня води, створення зосередженого напору і водосховища

3.3 діафрагма

Протифільтраційний пристрій, розташований усередині тіла греблі або в її

основі, влаштовуваний з негрунтових матеріалів (бетон, залізобетон, асфа-

льтобетон, метал, полімерні матеріали та ін.), шляхом ін’єкцій (цемент, бітум,

глиноцемент та ін.) для зменшення фільтраційних втрат води, попередження вини-

кнення небезпечних фільтраційних деформацій грунту, пониження депресіонної

кривої для виключення попадання фільтраційного потоку в зону промерзання і пу-

чіння грунту, для підвищення стійкості низового укосу греблі

3.4 дренажний пристрій

Елемент греблі з грунтових і кам'яних матеріалів, призначений для

організованого збору і відводу в нижній б'єф фільтраційного потоку з тіла греблі,

попередження виходу фільтраційного потоку на незахищений низовий укіс греблі і

в зону, схильну до промерзання, економічно обгрунтованого зниження депресивної

4

ДБН В.2.4-Х:201Хповерхні для підвищення стійкості низового укосу греблі, а також прискорення

процесу консолідації глинистих грунтів тіла греблі і основи і зменшення порового

тиску

3.5 зворотний фільтр

Елемент дренажного пристрою, що влаштовують з одного або декількох

шарів незв'язних грунтів, укладених в порядку зростання крупності часток по

напрямку руху фільтраційного потоку, або з водопроникних негрунтових матері-

алів (геотекстиль) і призначений для попередження фільтраційних деформацій (ме-

ханічна суфозія, фільтраційний випір, контактний випор та ін.) грунту тіла греблі і

основи

3.6 земляна намивна гребля

Гребля, тіло якої більш ніж на 50% (за об'ємом) зводять з глинистих, піщаних

або піщано-гравелистих грунтів методом гідромеханізації

3.7 земляна насипна гребля

Гребля, тіло якої більш ніж на 50% (за об'ємом) зводять з глинистих, піщаних

або піщано-гравелистих грунтів методом пошарової відсипки насухо з механічним

ущільненням грунту

3.8 екран греблі

Протифільтраційний пристрій, розташований з боку верхового укосу греблі,

влаштований з маловодопроникних (глинистих) грунтів або негрунтових (бетон,

асфальтобетон, полімерні плівки та ін.) матеріалів

3.9 кам'яно-земляна гребля

Гребля, тіло якої більш ніж на 50% (за об'ємом) зводять з гравійно-галечни-

кових грунтів або гірської маси скельного або напівскельного грунту

3.10 коефіцієнт порового тиску

Відношення максимального порового тиску до повного тиску на грунт

3.11 напірна дамба

Гідротехнічна споруда у вигляді якісного насипу, аналогічна за конструкцією

земляній греблі, призначена для захисту території від затоплення

3.12 перехідні шари

5

ДБН В.2.4-Х:201Х Елемент кам'яно-земляних гребель, що влаштовують на контакті грунтових

протифільтраційних пристроїв і крупноуламкового матеріалу тіла греблі і при-

значений для попередження фільтраційних деформацій грунту протифільтраційних

пристроїв

3.13 понур греблі

Горизонтальний протифільтраційний пристрій, що примикає до екрану або

ядра греблі, влаштовуваний з маловодопроникних (глинистих) грунтів або не-

грунтових (бетон, асфальтобетон, полімерні плівки та ін.) матеріалів і призначений

для подовження шляху фільтраційного потоку під греблею в грунті основи

3.14 поровий тиск

Надлишковий (понад атмосферний) тиск води в порах грунту в процесі його

консолідації під навантаженням

3.15 протифільтраційні пристрої

Елементи греблі з маловодопроникних ґрунтових (ядро, екран і понур, екран,

понур, зуб, замок) і негрунтових (діафрагма, ін’єкційна завіса) матеріалів, при-

значені для зменшення фільтраційних втрат води, градієнтів напору для

попередження виникнення небезпечних фільтраційних деформацій грунту, пони-

ження депресіонної кривої для виключення попадання фільтраційного потоку в

зону промерзання і пучіння грунту, для підвищення стійкості низового укосу греблі

3.16 пульпа

Суміш грунту з водою, що утворюється при розробці кар'єрів гідромонітора-

ми або земснарядами, та використовується для зведення земляних намивних гре-

бель

3.17 розрахункова забезпеченість

Нормативна забезпеченість гідрологічної характеристики, що необхідна для

встановлення величини параметрів гідрологічного режиму для проектування

гребель та інших гідротехнічних споруд

3.18 укіс греблі

Бічна поверхня греблі, похила до горизонту

3.19 ядро греблі

6

ДБН В.2.4-Х:201ХПротифільтраційний пристрій, розташований усередині тіла греблі, влаштовуваний

з маловодопроникних (глинистих) грунтів для зменшення фільтраційних витрат

води через тіло греблі, попередження виникнення небезпечних фільтраційних де-

формацій грунту тіла греблі і підвищення стійкості низового укосу греблі

7

ДБН В.2.4-Х:201Х4 ПОЗНАКИ ТА СКОРОЧЕННЯ

Латинські великі буквиВ – ширина створу, м; C – консистенція пульпи по масі, %; E – модуль деформації, МПа;F – розрахункове значення узагальненої силової дії, кН;Pв поровий тиск, кПа; R – розрахункове значення узагальненої несучої здатності системи "споруда-

oснова", кН;Jp, Jc, Ju, Ji, Jrun

– градієнти напору відповідно до суфозії, контактного розмиву, випора, входу фільтраційного потоку в дренаж, пульсацій в зворотному фільтрі від накату і спаду хвиль;

Icr,u– критичний градієнт напору при розрахунках випору грунту;

Icr,р– критичний градієнт напору при розрахунках суфозії грунту;

Icr,c– критичний градієнт напору при розрахунках контактного розмиву грунту;

Ip– число пластичності;

w – вологість грунту, %;wopt

– оптимальну вологість, %;wL

– межі текучості для глинистих грунтів;wp

– межі розкочування для глинистих грунтів;wm – максимальна молекулярна вологоємкість;

– Латинські малі буквиa – коефіцієнт ущільнення;

– запас підвищення гребеня греблі, м;amax

– максимальне значення коефіцієнта ущільнення;с – питоме зчеплення, кПа;cv

– коефіцієнта степені консолідації;

d – перевищення гребеня греблі, м;dб

– перевищення гребеня схилового дренажу над максимальним рівнем ниж-нього б'єфу, м;

dсд– перевищення гребеня дренажного банкету над максимальним рівнем ниж-

нього б'єфу, м;d85

– діаметр каменю, маса якого разом з масою дрібніших фракцій складає 85 % маси усього кам'яного накиду кріплення, мм;

d90, d60, d10

– діаметри фракцій грунту, маса яких разом з масою більш дрібних фракцій складає відповідно 90 %, 60 % і 10 % від маси всього грунту, мм;

8

ДБН В.2.4-Х:201Х

ein – початкове значення коефіцієнта пористості; h – висота греблі, м;

∆hset– висота вітрового нагону хвилі на укіс, м;

hrun 1 %– висота накату вітрових хвиль на укіс забезпеченістю 1 %, м;

hrun– висота накату хвилі на укіс, м;

h1%– висота хвилі 1 %-ої забезпеченості, м;

k – коефіцієнт фільтрації, м/доб;ks

– коефіцієнт стійкості укосу; k60,10

– коефіцієнт різнозернистості фільтрових матеріалів; m коефіцієнт закладання укосу; m10

– коефіцієнт закладання укосу при консистенції пульпи C = 10 % по масі;t – розрахункова товщина льодового покриву, м;

– товщина асфальтобетонної діафрагми, м;– товщина схилового дренажу, мм;

tф – товщина зворотного фільтру, мм;ruc

– коефіцієнт порового тиску, що визначають за схемою закритої системи

(без урахування відтоку води з грунту); ruo

– коефіцієнт порового тиску, що визначають за схемою відкритої системи (з урахуванням відтоку води з грунту);

ru,max – максимальне значення коефіцієнта порового тиску; Грецькі малі букви

γf, γn, γfc, γg, γc

– коефіцієнти надійності по навантаженню, надійності по відповідальностіспоруди, поєднання навантажень, надійності по грунту, умов роботи;

λ – розрахункова довжина хвилі, м;ν – коефіцієнт поперечного розширення;ρ – щільність грунту, кН /м3;ρs – щільність часток грунту, кН /м3;ρd – щільність сухого грунту при вологості w = 0, кН/м3;

ρd, max – щільність сухого сипучого грунту в максимально щільному стані при воло-гості w = 0, кН /м3;

ρd,min – щільність сухого сипучого грунту в максимально рихлому стані при воло-гості w = 0, кН /м3;

ρd,opt – оптимальна щільність сухого грунту, кН/м3;σt – міцність на одноосний розтяг, кПа;ϕ – кут внутрішнього тертя, град.

9

ДБН В.2.4-Х:201Х5 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

5.1 Загальні вимоги по вибору типу грунтової греблі та її створу

5.1.1 Інженерні дослідження, у тому числі інженерно-геодезичні, інженерно-

геологічні, інженерно-гідрологічні, інженерно-гідрометеорологічні, необхідні для

проектування і будівництва гребель з грунтових матеріалів, слід проводити від-

повідно до ДБН А.2.1-1 і СНиП 2.01.14 з урахуванням специфіки гідротехнічного

будівництва (зведення водопідпірних споруд) і додаткових початкових даних, що

містять в завданні на проектування і враховують конкретні умови об'єкту, що

проектують.

5.1.2 При розробці проектної документації на зведення і реконструкцію

грунтових гребель і напірних дамб повинні виконуватись вимоги «Технічного

регламенту будівельних виробів, будівель і споруд», Водного та Земельного

кодексів України, вимоги законодавства України «Про захист навколишнього

природного середовища» та нормативних документів в галузі гідротехнічного

будівництва.

(ДБН В 2.4-3, ДБН В 2.4-1, СНиП 2.02.02, СНиП 3.02.01, СНиП 3.07.01),

враховувати зміни природних умов, які можуть привести до розвитку і активізації

негативних фізико-геологічних, геодинамічних процесів. Заходи щодо охорони

навколишнього середовища слід розробляти комплексно на основі прогнозу їх

зміни у зв'язку із будівництвом гребель та інших гідротехнічних споруд з

урахуванням

ДБН А.2.2.1.

Склад, порядок розробки проектної документації, включаючи стадії проекту-

вання, повинні відповідати вимогам нормативних документів.

5.1.2 Залежно від матеріалу тіла греблі і протифільтраційних пристроїв, а та-

кож способів зведення греблі з грунтових матеріалів, греблі підрозділяють на на-

ступні основні типи, що наведені в таблиці 4.1.

5.1.3 Створ греблі слід вибирати на підставі техніко-економічного порівняння

варіантів в ув'язці з компонуванням гідровузла і залежно від топографічних, гідро-

логічних і інженерно-геологічних умов майданчика будівництва і вимог охорони

природного середовища.

10

ДБН В.2.4-Х:201ХЗа інших рівних умов слід, як правило, вибирати створ в найбільш вузькій ча-

стині долини річки.

11

ДБН В.2.4-Х:201ХТаблиця 4.1 – Основні типи гребель

Тип греблі Відмінні ознакиЗемляна насипна (розділ 6 цих буді-вельних норм)

Грунти – від глинистих до піщано-гравійних; відсипають на-сухо з ущільненням або у воду

Земляна намивна (розділ 7 цих буді-вельних норм)

Грунти – від глинистих до піщано-гравійних; намивають за-собами гідромеханізації

Кам'яно-земляна (розділ 8 цих буді-вельних норм)

Грунти тіла – гравійно-галечникові або гірська маса скель-них порід; грунти протифільтраційних пристроїв – від гли-нистих до дрібнопіщаних

Кам'яно-накидна (розділ 8 цих буді-вельних норм)

Грунти тіла – гравійно-галечникові або гірська маса ске-льних порід; протифільтраційні пристрої – з негрунтових матеріалів

При цьому слід враховувати:

- необхідність розташування водопропускних споруд таким чином, щоб уне-

можливити небезпечні розмиви берегів і підмиву греблі при скиданні води в

нижній б'єф і відкладення продуктів розмиву в розмірах, що погіршуюють

умови експлуатації гідровузла;

- можливість пропуску води через створ греблі в період її будівництва, а також

можливість прокладення по греблі і на підходах до неї доріг різного призна-

чення як в період будівництва, так і в період експлуатації;

- доцільність включення перемичок (банкетів), необхідних для перекриття

русла річки в період будівництва гідровузла, в тіло греблі;

- можливість тимчасової експлуатації греблі в період будівництва при частко-

во заповненому водосховищі;

- режим витрат і рівнів водотоку;

- умови пропуску льоду, наносів, суден, риби і інші спеціальні вимоги, що за-

явлені до проектованого об'єкту;

- можливість утворення незамерзаючою зимою ополонки в нижньому б'єфі і її

вплив на підвищення вологості повітря і туманоутворення на прилеглій

території.

5.1.4 Тип греблі (таблиця 4.1) слід вибирати залежно від топографічних і інже-

нерно-геологічних умов основи і берегів, гідрологічних і кліматичних умов району

будівництва, величини напору води, наявності грунтових будівельних матеріалів,

сейсмічності району, загальної схеми організації будівництва і виконання робіт,

12

ДБН В.2.4-Х:201Хособливостей пропуску будівельних витрат води, термінів введення в експлуатацію

і умов експлуатації греблі.

Тип і конструкцію греблі слід вибирати на підставі техніко-економічного порі-

вняння варіантів, що враховують технологію будівельних робіт, а також загальну

компоновку гідровузла. Варіанти, що порівнюють, повинні мати однаковий ступінь

розробки і надійності. Для зведення греблі з грунтових матеріалів необхідно макси-

мально використати грунти, отримані з корисних виїмок, якщо їх фізико-механічні

властивості відповідають вимогам, що пред'являються. Клас наслідків (відповід-

альності) гребель слід визначати відповідно до ДБН В.2.4-3.

Вибір конструкцій гребель, що зводяться в сейсмічних районах, а також

заходи щодо підвищення їх сейсмостійкості, слід виконувати з урахуванням вимог

ДБН В.1.1-12.

5.1.5 Греблі з грунтових матеріалів можуть зводитися на скельних і нескель-

них основах, у тому числі і на слабких основах, складених грунтами з низькими

фізико-механічними характеристиками.

Зведення гребель на нескельних грунтах основи, що містять водорозчинні

включення в кількості більшей, ніж наведено в 6.2.1 цих будівельних норм,

допускають тільки при проведенні наукових досліджень швидкості розсолення і

вилуговування і обліку цих процесів при оцінці фільтраційної витрати, стійкості і

деформування споруди. Для попередження вилуговування грунтів основи можуть

передбачатись різні конструктивні заходи (наприклад, влаштування понурів, зубів,

завіс, забезпечення насичення розчину в основі греблі тощо).

При будівництві гребель з ґрунтових матеріалів на торф’яній (заторфованій)

основі необхідно виконувати дослідження по прогнозу розкладання торфу в часі і

врахуванні цього процесу при обґрунтуванні стійкості греблі.

Греблі на біогенних і мулистих грунтах допускають зводити тільки за

наявності належного обгрунтування.

5.1.6 При оцінці якості грунтів нескельної основи слід звертати особливу ува-

гу на наявність в ньому:

– суфозійних грунтів;

13

ДБН В.2.4-Х:201Х– грунтів, в яких при зведенні греблі може розвиватися поровий тиск у зв'язку з їх

консолідацією. Умови необхідності врахування порового тиску наведені в додатку

А.

5.1.7 При оцінці якості скельної основи слід звертати особливу увагу на наяв-

ність в ньому:

– тріщин, заповнених легковимивними дрібними фракціями грунту;

– тектонічних порушень (скидів і зсувів);

– ослаблених зон, які можуть руйнуватись під впливом фільтраційного потоку і на-

сичення їх водою і виявитись нестійкими.

5.1.8 Основні розрахунки при проектуванні гребель з грунтових матеріалів

слід виконувати відповідно до розділу 9 цих будівельних норм.

5.1.9 При проектуванні гребель з грунтових матеріалів вибір способів викона-

ння робіт по їх зведенню слід робити відповідно до СНиП 3.02.01 і

СНиП 3.07.01. Для кожного елементу гребель (верхова і низова призми, ядро,

екран, понур, дренаж тощо) повинні бути розроблені технічні умови на його зведе-

ння з урахуванням матеріалу, способу виконання робіт, кліматичних і інших

місцевих умов, що передбачають також контроль якості робіт, що забезпечує

надійну роботу гребель. Технічні умови при відповідному обгрунтуванні можуть

змінюватись і уточнюватись в процесі будівництва.

5.1.10 У проектах гребель необхідно передбачати спеціальний розділ, що ре-

гламентує встановлення контрольно-вимірювальної апаратури (далі – КВА) для

проведення натурних спостережень за роботою споруди як в процесі будівництва,

так і в період її експлуатації відповідно до додатка Б.

5.1.11 Реконструкцію гребель з грунтових матеріалів слід здійснювати при

необхідності:

– збільшення корисного об'єму водосховища;

– підвищення до проектних відміток гребель, зведених на просідаючих

біогенних грунтах, а також гребель, зведених з торфу;

– підвищення вимог до надійності споруди і умов її експлуатації;

– підвищення економічності споруди за рахунок зменшення втрат води і вит-

рат на її експлуатацію;

– виконання вимог по охороні природного середовища.

14

ДБН В.2.4-Х:201Х5.1.12 У проектній документації по реконструкції гребель з грунтових матері-

алів мають бути враховані результати обстежень споруди, що експлуатують, і необ-

хідність реконструкції споруд (водозливних гребель, будівель гідроелектростанцій,

шлюзів, рибопропускних споруд тощо), що спрягають з нею.

5.1.13 У проектній документації при відповідному обгрунтуванні слід перед-

бачати можливість реконструкції грунтових гребель в період експлуатації.

5.2 Фізико-механічні характеристики грунтів

5.2.1 Для проектування гребель і дамб з грунтових матеріалів необхідно визна-

чати наступні основні характеристики грунтів, призначених для укладання в тіло

споруд:

– зерновий склад (для глинистих грунтів, що відсипаються у воду, – додатко

вий кількісний вміст грудок грунту за розміром);

– щільність грунту ρ;

– щільність часток грунту ρs;

– щільність сухого грунту ρd при вологості w = 0 (для сипучих грунтів в мак

симально щільному ρd, max і максимально рихлому ρd,min станах);

– вологість грунту w;

– оптимальну вологість wopt і оптимальну щільність сухого грунту ρd,opt. Для

глинистих грунтів ці величини визначають з урахуванням конкретних типів

грунтоущильнюючих механізмів;

– межі пластичності для глинистих грунтів (текучості wL і розкочування wp), а

при необхідності – і максимальну молекулярну вологоємкість wm, а також

мінеральний склад глинистих часток;

– міцністні: кут внутрішнього тертя ϕ, питоме зчеплення с, а також міцність на

одноосний розтяг σt (у разі потреби перевірки тріщиностійкості глинистих

протифільтраційних пристроїв гребель і дамб);

– показники деформованості (коефіцієнт ущільнення a, модуль деформації E і

коефіцієнт поперечного розширення ν);

– коефіцієнт фільтрації k;

– показники фільтраційної міцності грунтів: критичні градієнти напору (при

розрахунках випору Icr,u, суфозії Icr,р і контактного розмиву Icr,c) і критичні

15

ДБН В.2.4-Х:201Х швидкості фільтрації;

– показники просадочності для глинистих (лесових) грунтів;

– показники набухання і усадки для глинистих грунтів, а також пучіння при дії

низьких температур.

Крім того, необхідно визначати вміст в грунтах водорозчинних солей, а також

органічних домішок і степінь їх розкладання. Для каменю і крупноуламкових порід

слід визначати водопоглинання і морозостійкість (якщо вони призначені для укла-

дання в зонах промерзання). Види грунтів гребель і основ, їх фізико-механичні ха-

рактеристики необхідно визначати відповідно до ДСТУ Б В.2.1-2 і СНиП 2.02.02.

Характеристики грунтів (міцностні, деформаційні і фільтраційні) слід визнача-

ти експериментально, з урахуванням їх стану по щільності і вологості, в якому

грунти знаходитимуться в греблі в процесі її будівництва і експлуатації, для гре-

бель класу наслідків (відповідальності) СС3 – з урахуванням послідовності зведен-

ня і виду напружено-деформованого стану.

5.2.2 Для проектування гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності)

СС3 і СС2-1 додатково до характеристик грунтів, вказаних в 5.2.1 цих будівельних

норм, слід визначати:

– розрахунковий опір стиску і коефіцієнт розмягчування вихідної гірської по-

роди – для каменю і крупноуламкових грунтів;

– анізотропні фільтраційні і міцностні характеристики намитих грунтів.

5.2.3 Характеристики грунтів, призначених для укладки в тіло гребель і дамб,

а також грунтів їх основ слід встановлювати за матеріалами інженерно-геологічних

і гідрогеологічних вишукувань і досліджень.

При проектуванні грунтових споруд з штучних сумішей їх характеристики

визначають шляхом спеціальних досліджень.

Характеристики грунтів намивних гребель встановлюють з урахуванням да-

них про греблі-аналоги, зведені з кар'єрних грунтів, близьких за зерновим складом і

формою часток до грунтів споруди, що проектується, і намитих за однаковою з

аналогом технологією.

При призначенні характеристик грунтів намивних гребель необхідно врахову-

вати зміну їх показників з часом за даними аналогів і досліджень або за результата-

ми проведення дослідного намивання.

16

ДБН В.2.4-Х:201ХДля неоднорідних земляних намивних гребель, згідно 7.1.1, фізико-механічні

характеристики намитого грунту слід визначати окремо для кожної зони.

5.2.4 Нормативні і розрахункові значення характеристик грунтів (щільність,

деформованість, фільтраційні показники тощо) слід встановлювати статистичною

обробкою результатів польових і лабораторних випробувань, керуючись вимогами

СНиП 2.02.02.

При проектуванні частин намивних гребель, намитих вище за рівень води, з піща-

них, гравійних і галечникових грунтів розрахункові значення фізико-механичних

характеристик грунту, що намивають, можуть прийматись за даними таблиці 4.2 з

подальшим коректуванням за фактичними показниками. Щільність

Таблиця 4.2 – Фізико-механічні характеристики грунту, що намивають

ГрунтЩільність сухого грунту

ρd, кН/м3

Кут внутрішнього

тертя водонасиченого

грунту ϕ, град

Коефіцієнт

фільтраціїk, м/доб

Пісок:пилуватиймілкий і серед-нійкрупнийгравелистийГравійний з вмістом піска менше 50 %

Від 13,5 до 15,0 включ.

Від 14,5 до 16,0 включ.

Від 15,5 до 16,5 включ.

Від 16,0 до 17,5 включ.

Від 17,0 до 19,0 включ.

Від 22 до 24 включ.

Від 24 до 30 включ.

Від 30 до 32 включ.

Від 32 до 34 включ.

Від 34 до 36 включ.

Від 0,5 до 5 включ.

Від 2 до 25 включ.

Від 5 до 35 включ.

Від 10 до 50 включ.

Понад 30

Примітка 1. Таблиця складена для грунтів з щільністю часток ρs, що приймається від 26,5 до 27,0 кН/м3.

Примітка 2. Великі значення щільності ρd і коефіцієнта фільтрації k відносять до грунту із зернами ока-

танної форми, менші – до грунту з неокатанними зернами.

Примітка 3. Більше значення кута внутрішнього тертя відноситься до грунту з неокатанними зернами,

менші –до грунту із зернами окатанної форми.

Примітка 4. При обліку анізотропії характеристик намитих піщаних грунтів рекомендують в розрахунках

фільтрації і стійкості укосів намивних гребель коректувати приведені в таблиці значення коефіцієнта

фільтрації і кута внутрішнього тертя згідно з дослідними даними.сухого грунту для частин намивних гребель, намитих під воду, слід приймати як

середнє арифметичне щільністі сухого грунту ρd і щільністі ρ d, min грунту, що нами-

вають, в максимально рихлому стані.

Міцністні характеристики крупноуламкових грунтів допускають визначати на

основі моделювання їх складів.

17

ДБН В.2.4-Х:201Х5.2.5 За розрахункові значення щільності сухого грунту в тілі греблі слід при-

ймати значення ρd, що відповідають односторонній довірчій ймовірності p = 0,95.

Виходячи з цього, встановлюють контрольні показники фізико-механических ха-

рактеристик грунту для споруди в цілому або окремих її частин.

5.2.6 У проектній документації необхідно передбачати геотехнічний контроль

за зведенням греблі і станом її основи. При виконанні геотехнічного контролю слід

враховувати вимоги СНиП 3.02.01, СНиП 3.07.01 і проектної документації.

5.2.7 Щільність складання грунту земляних насипних і кам'яно-земляних і

кам’яно-накидних гребель слід приймати з урахуванням:

– досліджень властивостей грунтового матеріалу і розташування його в тілі

греблі (як по висоті, так і по елементах профілю);

– зовнішніх навантажень;

– напружено-деформованого стану;

– способу відсипання і ущільнення грунтового матеріалу і інтенсивності зве-

дення.

Щільність складання грунту, як правило, приймають змінною по висоті греблі.

При цьому, враховуючи зміну його фізико-механичних властивостей в процесі

будівництва і експлуатації споруди, щільніший грунт приймають для нижніх ча-

стин греблі.

Остаточно щільність складання грунту встановлюють порівнянням техніко-

економічних показників варіантів, що розробляють.

5.2.8 Для гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС3 і

СС2-1 з грунтових матеріалів, а також гребель з штучних сумішей слід, як правило,

передбачати дослідні заготовки, відсипання і укатку або намив грунтів на ділянках,

що переважно розташовують в межах профільних об'ємів споруди, що проектує-

ться, для відпрацювання технології будівельних робіт і уточнення розрахункових

характеристик, а для намивних гребель - для визначення розкладки грунту

(фракціонування) по довжині укосу намиву.

Щільність крупноуламкових грунтів кам'яно-земляних і кам’яно-накидних

гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1 допускають

приймати за аналогами, з урахуванням зернового складу грунту, міцності каменю

на стиск, товщини шару, що відсипають, а також методів його ущільнення.

18

ДБН В.2.4-Х:201Х6 ЗЕМЛЯНІ НАСИПНІ ГРЕБЕЛІ

6.1 Загальні вимоги

6.1.1 Земляні насипні греблі по конструкції тіла і протифільтраційних при-

строїв в тілі і основі поділяють на наступні основні види, вказані в таблиці 6.1 і на

рисунку 6.1.

6.1.2 При проектуванні земляних насипних гребель на нескельній основі слід

віддавати перевагу однорідним греблям, а також греблям з грунтовим про-

тифільтра

ційним пристроєм (призмою, ядром, екраном).

Таблиця 6.1 – Види земляних насипних гребель

Елементи греблі Вид греблі

Тіло греблі Однорідна Неоднорідна З екраном з негрунтових матеріалів З грунтовим ядром (вертикальним або похилим)З негрунтовою діафрагмою З грунтовим екраном

Протифільтраційний пристрій в основі греблі

З зубом З ін’єкційною (цементаційною та ін.) завісоюЗі стінкою та шпунтомЗ понуром

Примітка 1. Грунтові протифільтраційні пристрої неоднорідної греблі при значній їх товщині bн

(н

hb

< 1,0) називають верховими (рис. 6.1 г) ) або центральними (рис. 6.1 д) ) грунтовими призмами (проти-

фільтраційними) відповідно до їх розташування.

Примітка 2. Конструкції тіла греблі можуть поєднуватись з різними конструкціями протифільтраційних

пристроїв в її основі; вибір залежить від геології основи і обгрунтовується розрахунками і техніко-економі-

чним зпівставленням варіантів. Можливе спряження тіла греблі з основою без протифільтраційних пристроїв.

19

ДБН В.2.4-Х:201Х

1 - тіло греблі; 2 - поверхня кривої депресії; 3 - дренаж; 4 - зворотний фільтр; 5 - кріплення укосів; 6 - верхова грунтова призма; 7 - центральна грунтова призма; 8 - грунтове ядро; 9 - грунтовий екран; 10 - понур; 11 - екран з негрунтових матеріалів; 12 - діафрагма; 13 - протифільтраційна завіса; 14 - зуб; h - висота греблі; b - ширина гребеня греблі; bн - ширина низом протифільтраційного пристрою; mв - коефіцієнт закладання верхового укосу греблі; mн - коефіцієнт закладання низового укосу греблі Рисунок 6.1 – Види земляних насипних гребель: а) – однорідна гребля; б) – неоднорідна гребля з грунтовим ядром і зубом; в) – неоднорідна гребля з грунтовим екраном і зубом; г) – неоднорідна гребля з верховою грунтовою призмою; д) – неоднорідна гребля з центральною грунтовою призмою; е) – неоднорідна гребля з грунтовим екраном і пону ром; ж) – неоднорідна гребля з екраном з негрунтових матеріалів; з) – неоднорідна гребля з негрунтовою діафрагм мою і ін'єкційною завісою

НПР НПР

НПР

НПР

НПР

НПР

НПР

НПР

20

ДБН В.2.4-Х:201Х6.1.3 При зведенні гребель в дві або декілька черг слід, як правило,

проектувати їх однорідними або неоднорідними – з протифільтраційною

верховою призмою або з екраном.

6.1.4 Земляні греблі, дамби, протифільтраційні пристрої напірних споруд у

вигляді екранів, ядер і понурів можна зводити відсипкою грунту у воду.

Грунт відсипають у воду, як в штучні прудки, так і в природні водойми (без

спорудження перемичок і організації водовідливу), з урахуванням глибин і швид-

костей течії.

6.2 Вимоги до матеріалів

6.2.1 Земляні насипні греблі можна зводити з усіх видів грунтів, за виклю-

ченням:

а) тих, що містять водорозчинні включення хлоридних солей більше 5 % по масі,

сульфатних або сульфатно-хлоридних – більше 10 % по масі;

б) тих, що містять органічні речовини, що не повністю розклались (наприклад,

рештки рослин) більше 5 % по масі або органічні речовини, що повністю розкла-

лися, та знаходяться у аморфному стані – більше 8 % по масі.

Вказані в наведених перерахуваннях а) і б) грунти допускають до застосову-

вання для створення тіла греблі за наявності відповідного обгрунтування і за умо-

ви проведення необхідних захисних інженерних заходів, а також дотримання пра-

вил охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами.

6.2.2 Для створення грунтових протифільтраційних пристроїв в тілі і основі

греблі (екранів, ядер, понурів, зубів) слід застосовувати слабоводопроникні

грунти.

При виборі слабоводопроникних грунтів слід враховувати наступне:

– найбільш придатними для утворення протифільтраційних пристроїв є

глинисті грунти з коефіцієнтом фільтрації k < 0,1 м/доб і при числі

пластичності Ip ≥ 0,05 (при відповідному обгрунтуванні – Ip ≥ 0,03);

– допускають застосовувати штучну грунтову суміш, що містить глинисті,

піщані, дресвяні і крупноуламкові грунти. Склад грунтової суміші слід ви-

значати за результатами досліджень і перевірки його у виробничих умовах

на дослідних відсипаннях і вибирати на підставі техніко-економічного

порівняння варіантів;21

ДБН В.2.4-Х:201Х– для екранів і понуров гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності)

СС2-2 і СС1 допускають застосовувати торф, причому необхідно передба-

чати захисне покриття з мінеральних грунтів.

Над протифільтраційними пристроями, складеними з глинистих грунтів, слід

встановити захисний шар, товщину якого визначають відповідно до 6.3.8.

6.2.3 Піщані грунти (дрібнозернисті, середньої крупності і крупні) слід за-

стосовувати для однорідних гребель і дамб з центральною або верховою проти-

фільтраційною призмою, якщо забезпечується фільтраційна міцність грунтів гре-

блі, а розмір фільтраційної витрати води через її тіло допустимий за результатами

водогосподарських і енергоекономічних розрахунків.

6.3 Окреслення укосів і гребеня греблі

6.3.1 Закладання укосів греблі слід вибирати виходячи з умови їх стійкості з

урахуванням:

– фізико-механічних характеристик грунтів укосів і основи;

– сил, що діють на укоси: власної ваги, тиску води (зваженого, фільтрацій-

ного, порового і капілярного), сейсмічних, динамічних, зовнішніх наван-

тажень на гребені і укосах тощо;

– висоти греблі;

– виконання робіт по зведенню греблі і умов її експлуатації.

6.3.2 При попередньому визначенні окреслення укосів допускають користу-

ватись аналогічними даними побудованих споруд з подальшою перевіркою розра-

хунком стійкості укосів.

За наявності на верховому укосі греблі екрану, утвореного матеріалом, що

має більш низькі значення ϕ і с в порівнянні з відповідними характеристиками

грунтів тіла греблі, крутизну верхового укосу слід вибирати з урахуванням не

лише можливості обрушення укосу в цілому, але і зсуву екрану по контакту з ті-

лом греблі, а також зсуву захисного шару по поверхні екрану.

6.3.3 На укосах гребель, як правило, слід передбачати влаштування берм, ви-

значаючи їх число залежно від висоти греблі, умов виробництва робіт, типів крі-

плення укосу і його загальної стійкості.

22

ДБН В.2.4-Х:201ХБерми слід влаштовувати на верховому укосі у нижньої межі його кріплення

для створення необхідного упору, на низовому укосі – для службових проїздів,

збору і відводу атмосферних вод, розміщення КВА.

Влаштування берм не повинне вести до зменшення крутизни укосу, визначе-

ного розрахунком.

6.3.4 Ширину гребеня греблі слід встановлювати залежно від умов виробниц-

тва робіт і експлуатації (використання гребеня для проїзду, проходу і інших

цілей), але не менше 4,5 м.

Ширину гребеня греблі в місцях спряження з іншими спорудами або з бере-

гами слід встановлювати відповідно до конструкції спряження і необхідністю

створення майданчиків. Мінімальну ширину гребеня гребель класу наслідків (від-

повідальності) СС1 слід приймати рівною 3 м.

6.3.5 Відмітку гребеня греблі слід встановлювати на основі розрахунку його

підвищення над розрахунковим рівнем води.

Підвищення гребеня греблі слід визначати для двох розрахункових випадків сто-

яння рівня води у верхньому б'єфі:

– при нормальному підпірному рівні (далі – НПР) або при більш високому

рівні, що відповідає пропуску максимального паводку, що входить в основ-

не поєднання навантажень і дій;

– при форсованому підпірному рівні (далі – ФПР), при пропуску максималь-

ного паводку, що відносять до аварійного поєднання навантажень і дій.

Підвищення гребеня греблі d, м, в обох випадках визначають за формулою:

d = ∆hset + hrun 1 % + a, (6.1)

де ∆hset – вітровий нагон хвилі у верхньому б'єфі, м;

hrun 1 % – висота накату вітрових хвиль забезпеченістю 1 %;

а – запас підвищення гребеня греблі, м.

При визначенні перших двох доданків формули (5.1) забезпеченості швид-

кості вітру для розрахунку елементів хвиль, накату і нагону при основному поєд-

нанні навантажень і дій (при НПР) слід приймати за СНиП 2.06.04*:

– 2 % для споруд класу і підкласу наслідків (відповідальності) СС3 та СС2-1;

– 4 % те ж для споруд підкласу і класу наслідків (відповідальності) СС2-2 та

СС1.

23

ДБН В.2.4-Х:201ХПри аварійному поєднанні навантажень і дій, (при ФПР) ці забезпеченості

слід приймати:

– 20 % для споруд класу і підкласу наслідків (відповідальності) СС3 та

СС2-1;

– 30 % те ж для підкласу наслідків (відповідальності) СС2-2;

– 50 % те ж для класу наслідків (відповідальності) СС1.

Запас а для усіх класів і підкласів наслідків (відповідальності) гребель слід

приймати не менше 0,5 м.

З двох отриманих результатів розрахунку вибирають більш високу відмітку

гребеня греблі.

При зведенні гребель в сейсмічних районах відмітку гребеня греблі слід при-

значати з урахуванням гравітаційної хвилі, що виникає у водосховищі у випадку

утворення в ньому сейсмотектонічних деформацій при землетрусі, що визначають

у відповідності з вимогами ДБН В.1.1-12.

Відмітку гребеня греблі проектують з урахуванням будівельного підйому,

що призначають понад визначеного за формулою (6.1) підвищення гребеня греблі

d. Значення будівельного підйому визначають по прогнозованому осіданню гре-

беня греблі згідно 9.16 і 9.17 цих будівельних норм.

6.3.6 За наявності на гребені греблі суцільного парапету, розрахованого на

дію хвиль, підвищення його верху над рівнем верхнього б'єфу необхідно прийма-

ти не нижче значень, отриманих за формулою (6.1). Підвищення гребеня греблі в

цьому випадку приймають на 0,3 м над НПР або на відмітці ФПР, причому виби-

рають вищу з них.

6.3.7 У разі, якщо гребінь греблі або її укоси складені з глинистих грунтів,

слід передбачати їх захист від сезонного промерзання шаром піщаного, гравійно-

го або щебенистого грунту. Товщину захисного шару слід визначати відповідно

до теплотехнічних розрахунків. При відповідному обгрунтуванні допускають не

передбачати улаштування захисного шару.

6.4 Кріплення укосів

6.4.1 Укоси земляних насипних гребель слід захищати спеціальними кріплен-

нями, розрахованими на дію хвиль, льоду, течій води, зміни рівня води, атмо-

сферних опадів, вітру і інших кліматичних і інших чинників (проникнення земле-24

ДБН В.2.4-Х:201Хрийних тварин, пучіння глинистого грунту в зимовий період тощо), що руйнують

укіс. Кріплення укосів (у тому числі дернування, посів трав тощо) не входять в

геометричний об'єм тіла греблі.

6.4.2 Для захисту верхового укосу, як правило, слід застосовувати наступні

види кріплень:

– кам'яні (насипні);

– бетонні монолітні, залізобетонні збірні і монолітні із звичайною і попере-

дньо напруженою арматурою;

– збірні залізобетонні плити на гнучких зв'язях;

– асфальтобетонні;

– біологічні.

За наявності даних, обгрунтованих дослідженнями або досвідом будівництва

і експлуатації гребель, допускають застосовувати і інші види кріплень верхових

укосів, наприклад гравийно-галечникові, грунтоцементні тощо.

6.4.3 Вид кріплення слід встановлювати виходячи з техніко-економічної оці-

нки варіантів, з урахуванням максимального використання засобів механізації і

місцевих матеріалів, характеру грунту тіла греблі і основи, агресивності води,

довговічності кріплення в умовах експлуатації, архітектурних вимог.

6.4.4 Кріплення верхового укосу греблі складається з основного кріплення,

розташованого в зоні максимальних хвильових і льодових дій, що виникають в

експлуатаціонний період, і полегшеного. що розташований нижче основного крі-

плення. Верхньою межею основного кріплення, як правило, слід вважати відмітку

гребеня греблі.

У разі значного підвищення гребеня над розрахунковим рівнем води основне

кріплення слід закінчувати нижче гребеня, на відмітці висоти накату хвилі hrun;

далі до гребеня влаштовують полегшене кріплення.

6.4.5 Нижню межу основного кріплення слід приймати, рахуючи від

мінімального рівня води у водосховищі, на глибині h, рівній 2h1 %, де h1%, – висота

хвилі 1 %-ої забезпеченості.

При цьому нижня межа основного кріплення повинна бути нижча мінімального

рівня води у водосховищі не менш ніж на 1,5t, де t – розрахункова товщина

льодового покриву.

25

ДБН В.2.4-Х:201ХПримітка. Полегшене кріплення повинне захищати укіс від ушкоджень при дії льоду, хвиль і течій не

лише в процесі нормальної експлуатації споруди, але і в періоди наповнення і зпорожнення водосховища.

Полегшене кріплення повинне спрягатись з основою греблі або з бермою, наприклад, влаштуванням упору

з каменю або бетону. У разі влаштування кріплення дна перед спорудою кріплення укосу греблі має бути

з'єднане з ним.

6.4.6 При спряганні основного і полегшеного кріплень необхідно передбача-

ти конструктивні міри, наприклад, улаштування упору з каменю або бетону. Роз-

міри упору слід вибирати залежно від крутизни укосу, а також коефіцієнта тертя

кріплення і упору по грунту укосу.

6.4.7 Для кріплення укосів кам'яним накидом слід застосовувати, як правило,

несортований камінь (гірську масу).

6.4.8 Необхідні маси і розміри окремих каменів в накиду кріплення укосів,

число каменів розміром менш за розрахунковий, а також товщину накиду слід

визначати розрахунком відповідно до СНиП 2.06.04*.

6.4.9 Товщину кам'яного накиду слід приймати з урахуванням можливості

часткового виносу дрібних часток з накиду при хвильовій дії, переміщення вели-

ких каменів, ущільнення матеріалу кріплення, а також досвіду експлуатації анало-

гічних кріплень, але не менше за 3d85, де d85 – діаметр каменю, маса якого разом з

масою дрібніших фракцій складає 85 % маси усього кам'яного накиду кріплення.

6.4.10 Кам'яні матеріали для кріплення укосів слід застосовувати з виверже-

них, осадових і метаморфічних порід, що мають необхідну міцність, морозо-

стійкість і водостійкість.

6.4.11 Монолітні залізобетонні кріплення укосів слід проектувати, як прави-

ло, у вигляді секцій розміром не більш 45×45 м кожна, розділених між собою

температурними поперечними і осадовими поздовжніми швами. Секції кріплення

слід проектувати з окремих плит.

Плити, як правило, слід приймати прямокутної форми із співвідношенням

сторін в межах від 1 до 2. Меншу сторону, що розташовується перпендикулярно

урізу води, приймають рівною 0,4λ, але не більше 20 м, де λ – розрахункова

довжина хвилі. Збільшення довжини секцій допускають при відповідному обгрун-

туванні. В межах кожної секції армування має бути безперервним.

6.4.12 Кріплення укосів зі збірних залізобетонних плит слід проектувати з

омонолічуванням їх в секції. При відповідному обгрунтуванні допускають кріп-

лення з неомоноліченних плит з відкритими швами. Максимальний розмір плит 26

ДБН В.2.4-Х:201Хслід встановлювати виходячи з умов транспортування і зручності укладання їх на

укіс.

6.4.13 Товщину монолітних і збірних залізобетонних кріплень слід визначати

за СНиП 2.06.04*, а також при відповідному обгрунтуванні – за наявними аналога-

ми.

6.4.14 При пологих укосах гребель (коефіцієнт закладання укосу в межах від

7 до 12) і висоті хвилі не більше 1 м може бути застосовано полегшене кріплення

у вигляді шару крупноуламкового грунту, крупність часток і товщину якого слід

визначати розрахунком або дослідженнями.

6.4.15 Кріплення низового укосу слід вибирати залежно від матеріалу, з яко-

го зведена низова призма греблі, з метою захисту його від атмосферних дій і

руйнування землерийними тваринами. Для кріплення низового укосу з піщаних

або глинистих грунтів слід, як правило, застосовувати посів трав по рослинному

шару завтовшки від 0,2 до 0,3 м, відсипання щебеня або гравію шаром завтовшки

0,2 м і інші види полегшених кріплень.

6.4.16 Якщо низовий укіс підпадає до дії льоду і хвиль з боку нижнього б'є-

фу, його кріплення слід розраховувати так само, як і для верхового укосу.

6.4.17 Зворотні фільтри під кріпленням укосів, виконані у вигляді кам'яного

накиду, плит з відкритими швами або з наскрізними отворами і т. п., можуть

складатися з одного шару різнозернистого матеріалу або двох шарів матеріалів з

різними по крупності частками, а також з штучних водопроникних матеріалів

(скловолокна, синтетичних полотен, що фільтрують (геотекстиля), мінеральної

вати тощо).

6.4.18 Матеріал для зворотного фільтру, число шарів і їх товщину вибирають

залежно від виду грунту укосу, наявності і складу місцевого матеріалу і результа-

тів техніко-економічного порівняння варіантів.

6.4.19 Під зворотними фільтрами на укосах з глинистих, дрібнозернистих пі-

щаних або таких грунтів, що розріджуються при динамічних навантаженнях, слід

укладати піщану пригрузку, зерновий склад і товщину якої встановлюють на

основі даних досліджень і розрахунків.

6.4.20 Під кріпленнями з монолітних або збірних залізобетонних плит (з ущі-

льненими швами або замоноліченних в секції) на укосах з піщаних або глинистих

грунтів слід, як правило, укладати одношаровий зворотний фільтр.

27

ДБН В.2.4-Х:201Х6.4.21 Допускають застосування монолітних залізобетонних бесфільтрових

кріплень при дотриманні умов, що забезпечують надійну роботу конструкції.

6.4.22 Крутизну неукріпленого хвильостійкого грунтового укосу слід прий-

мати відповідно до розрахункової хвильової дії. При цьому окреслення укосів має

бути прийнято з урахуванням "профілю динамічної рівноваги". Застосування неу-

кріплених укосів має бути обгрунтоване дослідженнями і техніко-економічним

співставленням з варіантами укріплених укосів.

6.5 Протифільтраційні пристрої

6.5.1 Протифільтраційні пристрої слід виконувати із слабоводопроникних

грунтів (глинистих і дрібнозернистих піщаних, глинобетону, а також торфу) або

негрунтових матеріалів (бетону, залізобетону, полімерних, бітумних тощо) у ви-

гляді верхової або центральної протифільтраційної призми, екрану, діафрагми,

ядра, понура, шпунта, стінки, у тому числі і створюваною методом "стіна в

грунті", цементаційною і інших завіс, а при відповідному обгрунтуванні – у ви-

гляді комбінованої конструкції з грунтових і негрунтових матеріалів.

6.5.2 Протифільтраційні пристрої слід вибирати залежно від виду земляної

греблі, характеристик грунтів її тіла і основи, наявності необхідних грунтових або

негрунтових матеріалів для протифільтраційних пристроїв, висоти греблі, поло-

ження водоупору у основі греблі і умов виробництва робіт, від результатів техні-

ко-економічного порівняння варіантів.

6.5.3 Товщину грунтового екрану або ядра греблі слід збільшувати зверху

вниз.

Мінімальну товщину екрану або ядра верхом приймають з умов виробництва

робіт, але не менше 0,8 м, а низом – таку, щоб градієнти напору фільтраційного

потоку, що приймають для глинобетону, глини і суглинку, задовольняли критерію

фільтраційної міцності згідно 9.5 цих будівельних норм. Ділянки ядра або екрану,

а також понура, на яких можливі їх промерзання і розмив внаслідок значних

швидкостей течії води (наприклад, при підході до донного водоспуску), слід по-

кривати захисним шаром.

6.5.4 Гребінь грунтового екрану (після остаточного осідання греблі) має бути

вище форсованого рівня води у верхньому б'єфі з урахуванням висоти накату

хвилі і вітрового нагону рівня води згідно 6.3.5 цих будівельних норм. 28

ДБН В.2.4-Х:201ХГребінь ядра повинен бути вище форсованого підпірного рівня води з ураху-

ванням нагону, але без урахування накату хвилі згідно 6.3.5 цих будівельних

норм.

6.5.5 При глибокому заляганні водоупору слід при екрані (ядрі) передбачати

улаштування понура або завіси. Понур, як правило, слід виконувати з того ж ма-

теріалу, що і екран (ядро).

Довжину понура слід вибирати залежно від допустимих фільтраційних ви-

трат, а також за умовою недопущення небезпечних фільтраційних деформацій

грунту основи греблі.

Товщину понура слід приймати виходячи з умов забезпечення його фільтра-

ційної міцності згідно 9.5 цих будівельних норм. Найменшу конструктивну

товщину грунтового понура приймають не менше 0,5 м. У разі, якщо під екраном

розташований крупнозернистий грунт тіла греблі, між екраном і цим грунтом слід

укладати зворотний фільтр (те ж – при проектуванні понура на крупнозернистому

грунті основи).

6.5.6 За відсутності на місці будівництва греблі грунтів, придатних для про-

тифільтраційного пристрою, або за несприятливих кліматичних умов необхідно

передбачати негрунтові протифільтраційні пристрої з асфальтобетону, залі-

зобетону, полімерних матеріалів або ін'єкційну діафрагму.

6.5.7 Асфальтобетонні екрани слід виконувати з гідротехнічного асфа-

льтобетону або полімерасфальтобетону із заданими за умовами будівництва і

роботи конструкції показниками його фізико-механичних властивостей. Власти-

вості асфальтобетону для будівництва екранів слід вибирати з умови стійкості

його на укосі, тріщиностійкості при низьких температурах повітря, втомній міц-

ності і жорсткості при хвильових навантаженнях.

Товщину асфальтобетонного екрану і його конструкцію слід встановлювати з

умови збереження його цільності і міцності при хвильових, льодових і

температурних діях. Підготовку під екран виконують за принципом перехідного

шару. Його конструкція повинна виключати появи протитиску фільтраційного по-

току під екраном.

6.5.8 Асфальтобетонні діафрагми виконують з литого, пластичного і ущі-

льнюваного гарячого асфальтобетону. Тип і склад асфальтобетону для будівни-

29

ДБН В.2.4-Х:201Хцтва діафрагми слід вибирати виходячи з міцностних властивостей матеріалу,

технологічних і економічних розрахунків.

Основною вимогою до конструкції діафрагми є забезпечення її роботи в

стискнутому стані спільно з грунтом тіла греблі. При цьому напруження і дефор-

мації в діафрагмі не повинні перевищувати розрахункових значень вибраного для

цієї діафрагми складу асфальтобетону.

Склад грунту перехідних шарів слід проектувати з умови недопущення його

проникнення в пори асфальтобетону діафрагми і його непроникнення в пори

грунту тіла греблі.

Конструкція примикань асфальтобетонної діафрагми до основи і до бетонних

споруд повинна забезпечувати можливість ковзання діафрагми по поверхні при-

микань. Асфальтовий матеріал в зоні примикання повинен при цьому працювати

на стиск.

6.5.9 Товщину асфальтобетонної діафрагми визначають за розрахунком з

умови збереження її суцільності і несучої здатності у будівельний і експлуата-

ційний періоди. Попередньо її товщину t, м, визначають за формулою:

t = a + 0,008H, (6.2)

де Н – напір в даному перерізі діафрагми;

а – значення, що приймають в межах від 0,4 м до 0,5 м.

Асфальтобетонні діафрагми слід, як правило, застосовувати при великих де-

формаціях тіла греблі.

6.5.10 Залізобетонні екрани в земляних насипних греблях слід застосовувати

при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні. Основні вимоги до

проектування залізобетонних екранів наведені в 8.4.8-8.4.11 цих будівельних

норм.

6.5.11 Бетонні і залізобетонні (збірні і монолітні) діафрагми слід проектувати

відповідно до СНиП 2.06.08. Діафрагми слід розрізати вертикальними і гори-

зонтальними швами з відповідними ущільненнями, що допускають температурно-

осадочні деформації.

6.5.12 При використанні полімерних матеріалів (наприклад, поліетиленової,

полівінілхлоридної, бутилкаучукової плівок тощо) для створення протифільтра-

ційних пристроїв конструкція цих пристроїв і технологія будівництва повинні

забезпечувати захист полімерних матеріалів від сонячної радіації і механічних

30

ДБН В.2.4-Х:201Хушкоджень. Протифільтраційні пристрої з полімерних матеріалів влаштовують,

як правило у вигляді екранів і понуров. Залежно від розміру допустимих фільтра-

ційних втрат і матеріалу з'єднання полімерних елементів між собою може бути

зварним, клейовим і механічним у вигляді нахльосту.

Товщину протифільтраційного пристрою з полімерного матеріалу слід визна-

чати розрахунком, виходячи з таких умов:

– максимальні розтягуючі напруження в матеріалі не повинні перевищувати

значень допустимих розтягуючих напружень, що визначаються необхідною

довговічністю;

– зерновий склад грунту, що контактує з полімерним матеріалом, повинен

забезпечувати неушкодженість полімерного матеріалу. Як виняток, при

відповідному обгрунтуванні, допускають зниження вимоги до неушкодже-

ності, що повинно бути обгрунтовано експериментальними дослідженнями

загальної і місцевої фільтраційної надійності споруди. Протифільтраційні

конструкції з полімерних матеріалів допускають застосовувати для гребель

підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1, а також, при

належному обгрунтуванні, для гребель класів і підкласів наслідків (відпо-

відальності) СС3 і СС2-1 заввишки до 60 м.

6.5.13 Ін'єкційну діафрагму в греблі слід створювати шляхом нагнітання в

пори грунту тіла греблі спеціального ущільнюючого розчину різного складу і

консистенції.

Склад і технологію нагнітання ін'єкційних розчинів обгрунтовують відповід-

ними дослідженнями, а при необхідності – дослідними роботами. Товщину ін'єк-

ційної діафрагми в основі слід приймати не менше 1/10 напору на греблю.

Ін'єкційна діафрагма повинна мати необхідну фільтраційну міцність, що

забезпечує довговічність греблі.

6.6 Дренажні пристрої

6.6.1 Влаштування дренажу тіла земляної греблі слід проектувати з метою:

– організованого збору і відведення в нижній б'єф фільтраційного потоку з тіла

греблі та з основи;

– попередження виходу фільтраційного потоку на низовий укіс і в зону, мо-

жливого промерзання;31

ДБН В.2.4-Х:201Х– економічно обгрунтованого зниження депресивної поверхні для

підвищення стійкості низового укосу (внутрішній дренаж);

– підвищення стійкості верхового укосу при швидкому спрацюванні водо-

сховища, а також для прискорення процесу консолідації глинистих грунтів

тіла греблі і основи і зменшення порового тиску при сейсмічних діях;

– відводу води, що профільтрувала через екран і ядро. У випадку слабо водо-

прониклого матеріалу низової призми греблі і наявності низової перехідної

зони відвід води слід проводити спеціальним дренажним шаром на поверх-

ні основи, з’єднаним з дренажем низової призми греблі.

У високих греблях, виконаних з суглинистого або супіщаного грунту, для

прискорення консолідації і усунення впливу порового тиску може бути передба-

чене влаштування горизонтальних або вертикальних дрен в товщі низової і цен-

тральної частин тіла греблі.

6.6.2 При проектуванні дренажних пристроїв необхідно враховувати фізико-

механічні характеристики грунтів тіла і основи греблі, їх суфозійність і умови

фільтрації в області дренажу.

Розміри дренажних пристроїв слід визначати для кожного конкретного ви-

падку, виходячи з фільтраційних умов, що виключають кольматаж грунту в об-

ласті дренажу.

Конструкції дренажних пристроїв низової частини греблі представлені на ри-

сунку 6.2.

6.6.3 Дренажний колектор слід проектувати з каменю, бетонних, залізобетон-

них, асбестоцементних, полімерних, гончарних труб та ін., з урахуванням агреси-

вності води.

6.6.4 Дренажний банкет (рис. 6.2, а)) слід виконувати, як правило, на русло-

вих ділянках греблі при її зведенні без перемичок і при перекритті річки відсипан-

ням каменю у воду.

Перевищення гребеня дренажного банкету dб (за відсутності схилового дре-

нажу) над максимальним рівнем нижнього б'єфу (рис 6.2 а), б)) слід визначати із

запасом на хвилювання в б’єфі, розмір якого встановлюють відповідно до 6.3.5

цих будівельних норм, але не менш ніж 0,5 м. Ширину банкету верхом вибирають

з умов виробництва робіт, але не менш ніж 1 м.

32

ДБН В.2.4-Х:201ХПри спряженні тіла греблі з дренажним банкетом має бути забезпечена

фільтраційна міцність спряження за рахунок влаштування зворотного фільтру по

внутрішньому укосу банкету. За наявності в основі дрібнозернистого грунту і ве-

ликих вихідних градієнтів напору під дренажним банкетом необхідно передбача-

ти горизонтальний зворотний фільтр. Гребінь дренажного банкету слід захищати

від засмічення поверхневими стоками.

6.6.5 Схиловий дренаж (рис. 6.2 б)) слід виконувати на ділянках греблі, що

перекривають затоплювану заплаву, а також за відсутності на місці будівництва

достатньої кількості каменю. Товщину схилового дренажу t, мм, із зворотним

фільтром слід вибирати з умов виробництва робіт, але не менш ніж

Рисунок 6.2 – Схеми основних видів дренажу: а) – дренажний банкет; б) – схило-вий дренаж; в) – трубчастий дренаж; г) – горизонтальний дренаж; д), е) – ком-біновані види дренажу1 – дренажний банкет; 2 – поверхня депресії; 3 – зворотний фільтр; 4 – схиловий дренаж; 5 – труба; 6 – дренажна стрічка; 7 – відвідна труба; 8 – відвідна канава; hпр – максимальна глибина промерзання; mн – коефіцієнт закладання низового укосу; bб – ширина банкету верхом

33

ДБН В.2.4-Х:201Х

t = 5d85 + tф, (6.3)

де d85 – діаметр часток, маса яких разом з масою дрібніших фракцій складає 85 %

маси грунту усього дренажного шару, мм;

tф – товщина зворотного фільтру, мм.

Матеріал схилового дренажу повинен спрягатись з матеріалом зворотного

фільтру і захищати низовий укіс від хвильової дії в нижньому б'єфі, а в деяких ви-

падках – і від промерзання. Перевищення гребеня схилового дренажу dсд над

максимальним рівнем нижнього б'єфу слід приймати, як і для дренажного банкету

dб (див. 6.6.4 цих будівельних норм), з урахуванням висоти виклинювання

фільтраційного потоку на низовий укіс греблі і глибини промерзання.

6.6.6 Трубчастий дренаж (рис. 6.2 в)) слід застосовувати на тих ділянках гре-

блі, де в період її експлуатації вода в нижньому б'єфі відсутня або присутня коро-

ткочасно. Трубчастий дренаж слід влаштовувати з бетонних, асбестоцементних

або полімерних перфорованих труб із закладеними або незакладеними стиками, а

також з керамічних (гончарних) труб, обкладених зворотним фільтром, і трубо-

фільтрів, виготовлених з пористого бетону. Трубчастий дренаж, обкладений зво-

ротним фільтром, укладають паралельно підошві низового укосу греблі з уклоном

у бік русла річки. За наявності даних, обгрунтованих дослідженнями або досвідом

будівництва і експлуатації гребель і захисних гребель невеликої висоти, при

невеликих питомих фільтраційних витратах допускають застосовувати і інші види

трубчастого дренажу (у вигляді касет, труб з водонепроникним екраном або

завісою).

Переріз дренажних труб слід визначати гідравлічними розрахунками. Діа-

метр дренажної труби слід приймати не менше 200 мм. По довжині трубчастого

дренажу необхідно передбачати оглядові колодязі, що розташовують з урахуван-

ням рельєфу місцевості і необхідних уклонів.

6.6.7 Горизонтальний дренаж (рис. 6.2, г)) слід проектувати у вигляді суці-

льного дренажного шару або окремих горизонтальних (поперечних або поздовж-

ніх) дренажних стрічок, що виконують з крупнозернистого матеріалу і захищають

зворотним фільтром.

34

ДБН В.2.4-Х:201Х6.6.8 Комбінований дренаж (рис. 6.2, д), е)) є однією з можливих комбінацій

дренажів, вказаних в 6.6.4 - 6.6.7 цих будівельних норм. Відмітку гребеня банкету

комбінованого дренажу (рис. 6.2, д)) слід вибирати з урахуванням умов перекрит-

тя русла річки.

6.6.9 Розміри дренажних пристроїв у вигляді плоских дренажів або дренаж-

них стрічок слід визначати гідравлічними і фільтраційними розрахунками з ура-

хуванням умов виконання дренажу.

6.6.10 Вид дренажних пристроїв може мінятись на різних ділянках греблі.

Конструкцію дренажних пристроїв слід вибирати на основі техніко-економічного

порівняння варіантів залежно від:

– виду гребель, інженерно-геологічних і гідрогеологічних умов основи і

берегів;

– фізико-механічних характеристик грунтів для дренажів;

– умов виробництва робіт;

– кліматичних умов району будівництва;

– умов експлуатації споруди;

– степінь агресивності води.

6.6.11 Дренажі тіла греблі, як правило, не влаштовують в наступних випад-

ках:

– при зведенні гребель на водопроникній основі, в якій депресивна поверхня

без влаштування дренажу виявляється досить віддаленою від поверхні ни-

зового укосу і не потрапляє в зону промерзання;

– в низовій частині гребель з екранами, ядрами і діафрагмами за умови за-

безпечення відведення води, що профільтрувалась;

– в греблях, низова частина яких виконана з камяного накиду або з іншого

крупноуламкового матеріалу (гравійного, галечникового тощо).

6.6.12 У разі, якщо земляна гребля спрягається з бетонною, їх дренажі мають

бути ув'язані між собою.

6.6.13 У місцях примикання греблі до берегових ділянок, розташованих вище

за рівень нижнього б'єфу в межень, має бути передбачене організоване відведення

води, що профільтрувалася через греблю (наприклад, горизонтальний дренаж).

6.6.14 При будівництві земляних насипних гребель на водонасичених грун-

тах, в яких під навантаженням виникає поровий тиск, який порушує міцність

35

ДБН В.2.4-Х:201Хоснови і не може бути зменшене за рахунок зниження інтенсивності зведення гре-

блі, поверхня основи в межах низької частини греблі слід покривати горизонталь-

ним дренажем, а для відведення води, що віджимається з грунту основи, рекомен-

дують додатково влаштовувати вертикальні дрени. Необхідність і розміри такого

дренажу і відстань між вертикальними дренами мають бути обгрунтовані роз-

рахунком консолідації основи з урахуванням інтенсивності зведення греблі.

6.6.15 Стійкість верхнього шару грунту основи в нижньому б'єфі слід оціню-

вати розрахунком на випір від дії висхідного фільтраційного потоку, якщо цей

шар має водопроникність меншу, ніж грунт, що залягає нижче.

При недостатній стійкості шару грунту підошви низового укосу греблі слід

влаштовувати вертикальний дренаж, що перерізає цей шар, знижує протитиск.

Замість вертикального дренажу, при відповідному обгрунтуванні, можна

передбачати пригрузку основи за низовим укосом греблі з улаштуванням, при

необхідності, зворотного фільтру.

6.7 Зворотні фільтри

6.7.1 Зворотні фільтри слід влаштовувати на контакті дренажу (чи

пригрузки) і дренованого тіла греблі, ядра, екрану або основи греблі.

Матеріали зворотного фільтру слід підбирати з умови забезпечення фільтра-

ційної міцності спрягаючих грунтів в місці контакту в процесі зведення і в період

експлуатації гребель.

Зворотні фільтри допускають не влаштовувати при спеціальному об-

грунтуванні; зокрема влаштування такого фільтру по контакту з дренажем необо-

в'язкове, якщо дреноване тіло складене гравелистими пісками, гравійними

грунтами тощо.

6.7.2 Зерновий склад матеріала зворотного фільтру повинен бути підібраний

з урахуванням фізико-механічних характеристик дренованого грунту і наявних

місцевих фільтрових матеріалів.

Склад фільтру повинен виключати:

– відшарування глинистого грунту на контакті з матеріалом фільтру – для гребель

з глинистого грунту або гребель на глинистій основі;

– проникнення (просипання) часток грунту, що захищається, в пори фільтру на

ділянках низхідного фільтраційного потоку – для гребель з піщаного грунту;36

ДБН В.2.4-Х:201Х– випір і втискування часток грунту в пори фільтру – для піщаної основи на ділян-

ках висхідного потоку;

– розмив грунту, що захищається, на межі з фільтром – у разі фільтраційного по-

тока, спрямованого вздовж контакту (контактний розмив);

– кольматаж фільтру дрібними частками, що виносить фільтраційний потік з

грунту, що захищається, винос яких допускають в проекті;

– небезпечну для міцності фільтру суфозію в самому шарі фільтру.

Склад фільтру повинен забезпечувати "самозалікування" тріщин в ядрі у разі

їх виникнення.

Для гребель підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1 і тим-

часових споруд допускають відшарування зв'язного грунту на глибину, що не

впливає на його міцність, рівну 0,5d0, max, де d0, max – максимальний діаметр пор

фільтру.

6.7.3 Число шарів зворотного фільтру і їх склад слід визначати на основі

техніко-економічного порівняння варіантів, при цьому необхідно прагнути до

призначенню можливо меншого числа шарів фільтру.

6.7.4 Матеріал зворотного фільтру дренажів для гребель класів і підкласів

наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1 слід перевіряти експериментальним

шляхом на грунтах і в умовах роботи, в яких він буде знаходитись в споруді, а для

гребель підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1 – згідно з від-

повідними розрахунками.

6.7.5 Товщина кожного шару зворотного фільтру за фільтраційними умовами

має бути не менше 5d85, але не менше 0,2 м. Товщину шарів зворотних фільтрів

необхідно встановлювати з урахуванням виробництва робіт і техніко-економічних

розрахунків.

6.7.6 Для влаштування зворотних фільтрів слід застосовувати природні не-

зв'язкові або отримувані дробленням грунти з твердих морозостійких кам'яних

порід, що не містять водорозчинних солей, і гранульовані шлаки (заздалегідь

досліджені в лабораторії), а також штучні пористі матеріали – пористий бетон

тощо.

6.8 Спряження тіла греблі з основою, берегами і бетонними спорудами

37

ДБН В.2.4-Х:201Х6.8.1 Для попередження небезпечної фільтрації по контакту земляної греблі з

її основою слід передбачати заходи, що залежні від характеру і стану грунтів

основи і забезпечують щільне примикання грунту тіла греблі до грунту основи.

У проектній документації по греблях, що зводять на нескельній основі, слід

передбачати заходи по підготовці основи, у тому числі по вирубуванню лісу і

кущів, викорчовуванню пнів, видаленню рослинного шару і шару, пронизаного

кореневищами дерев і кущів або ходами землерийних тварин, а також по видален-

ню грунту, що містить значну кількість легко розчинних у воді солей згідно 5.1.5 і

6.2.1 цих будівельних норм, і у разі потреби – заходи по створенню протифільтра-

ційного пристрою в основі гребель (зуба, стінки, шпунта тощо).

При проектуванні гребель розпластаного профілю часткову або повну від-

мову від заходів по підготовці основи допускають при відповідному обгрунтуван-

ні згідно з 7.1.3 цих будівельних норм.

При проектуванні земляних гребель, що зводять на скельній основі, має бути

передбачене видалення зруйнованої скелі (у тому числі мають бути видалені

окремі великі камені і скупчення каменів) на площі спряження противофільтра-

ціоних пристроїв греблі з основою, закладені розвідувально-геологічні і буді-

вельні виробки.

На ділянках спряження з основою частин профілю греблі, що виконують з

більш водопроникних матеріалів, ніж протифільтраційні пристрої, видалення

зруйнованої скелі необов'язкове.

За наявності в основі поверхневого шару грунту, що має нижчі міцністні ха-

рактеристики, ніж грунт греблі, необхідно визначати економічну доцільність ви-

далення цього шару (чи його верхній частині), враховуючи, що при цьому укоси

греблі можуть бути крутішими.

Будівництво гребель в сейсмічних районах на основах, складених з грунтів,

здатних розжижуватись при динамічних діях, потребує спеціальних техніко-

економічних обгрунтувань.

6.8.2 Нахилені поверхні берегів в межах профілю примикання греблі мають

бути відповідно сплановані, при цьому не допускають нависаючі ділянки в межах

примикання греблі і уступоподібні ділянки в межах примикання противо-фи-

льтрационного пристроя греблі.

38

ДБН В.2.4-Х:201ХЗа наявності в основі гребель швидковивітрюваних порід в проектній доку-

ментації гребель з грунтових матеріалів необхідно враховувати зміни власти-

востей цих порід або передбачати відповідні конструктивно-технологічні заходи.

За наявності в скельній основі місцевих наскрізних тектонічних порушень у

вигляді тріщин слід вживати заходи до їх розчищення і закладення, а також

заходи, що забезпечують фільтраційну міцність матеріалу, що заповнює ці тріщи-

ни.

6.8.3 Для земляних гребель з протифільтраційними пристроями і однорідних

земляних гребель, що виконуються з глинистих грунтів на сильнофільтруючих

аллювіальних відкладах, що прикривають скельні породи основи, при невеликій

(до 5 м) потужності шару алювія, як правило, слід влаштовувати зуб, що доходить

до скелі.

При потужності алювіального шару більше 5 м слід порівнювати варіанти

гребель з ядром і протифільтраційною перешкодою (цементаційною завісою,

бетонною стінкою тощо) з греблями з екраном і понуром. Необхідно передбачати

спряження протифільтраційних пристроїв греблі з основою в місці примикання

зуба до скелі (наприклад, шляхом ін'єкції розчину в місці примикання, а у разі по-

треби – влаштування протифільтраційної завіси). Глибину висячої протифільтра-

ційної перешкоди і довжину понура слідує встановлювати на підставі фільтра-

ційних розрахунків.

6.8.4 При спряжені протифільтраційних пристроїв греблі з нахиленими нері-

вними поверхнями скельних берегів слід передбачати підготовку поверхні скелі

від гребеня греблі (ядра, екрану) до основи з поступовим уположенням, без різких

переломів, з найменшим технічно і економічно обгрунтованим нахилом бере-

гових контактів, зрізання ділянок поверхні скелі, що виступають, і вирівнювання

бетоном місцевих понижень.

Кут між суміжними ділянками поверхні скелі в спряженні з противофільтра-

ціоними пристроями не повинен перевищувати 20°.

Окреслення поздовжнього профілю греблі по основі слід вибирати з умови

недопущення утворення тріщин на основі результатів розрахунку його напруже-

но-деформованого стану.

6.8.5 У земляних греблях на сильнотрещиноватих скельних основах, по яких

може відбуватись небезпечна для тіла греблі фільтрація, необхідно передбачати

39

ДБН В.2.4-Х:201Хоблаштування зуба і протифільтраційної завіси під ним, а також поверхневу ін'єк-

цію розчину (цементаційного, глинистого або дрібнопіщаного) в межах підошви

противофільтраційного пристрою греблі. Проектування однорідних гребель без

противофільтраційних пристроїв в таких випадках має бути обгрунтоване.

6.8.6 При проектуванні земляних гребель на слабоводопроникній і слаботре-

щиноватій скельній, напівскельній і глинистій основах допускають укладку грун-

ту тіла греблі безпосередньо на основу без протифільтраційних пристроїв.

6.8.7 У місцях сполучення тіла або протифільтраційного пристроя греблі з

основою, берегами і бетонними спорудами слід передбачати ретельну укладку і

ущільнення грунту поблизу поверхні спряження, для чого контактний шар завтов-

шки від 2 до 3 м необхідно відсипати з грунту пластичнішого, менш водопроник-

ного і вологішого (не більше ніж на 1 % - 3 % ніж грунт решти тіла греблі або

протифільтраційного пристрою.

6.8.8 При проектуванні в основі греблі протифільтраційних пристроїв (шпу-

нтового ряду, стінки з бетону, глинистого грунту або пристрою, що зводять

методом "стіна в грунті" ін'єкційної завіси та ін.) слід передбачати спряження їх

безпосередньо з протифільтраційними пристроями тіла греблі (ядром, екраном

або діафрагмою).

6.8.9 Спрягаючі пристрої земляних гребель з бетонними і залізобетонними

спорудами повинні забезпечувати:

– захист земляної греблі від розмиву водою, що пропускається через

водоскидні споруди;

– плавний підхід води до водоприймачів і водоскидних споруд з боку верх-

нього б'єфу і плавне розтікання потоку в нижньому б'єфі, що запобігає

підмиву тіла і основи греблі;

– попередження небезпечної фільтрації в зоні примикання.

Конструкції спрягаючих пристроїв гребель класів і підкласів наслідків (від-

повідальності) СС3 і СС2-1 повинні бути обгрунтовані даними гідравлічних і

фільтраційних досліджень.

6.8.10 Для забезпечення надійного примикання тіла земляної греблі до бетон-

ної споруди слід, як правило, передбачати уклон спрягаючих граней бетонної кон-

струкції у бік земляного насипу не більше ніж 10 : 1.

40

ДБН В.2.4-Х:201ХСпрягання земляної греблі з бетонними спорудами, що прорізають її тіло, слід

здійснювати для гребель, що мають протифільтраційні пристрої, в зоні цих при-

строїв, а для однорідних гребель – в межах верхового клину і центральної частини

греблі.

Спрягання тіла земляної греблі з бетонною спорудою необхідно передбачати

у вигляді закладених в нього діафрагм, що врізаються в земляну греблю (шпу-

нтового ряду, бетонної стінки та ін.). Довжину діафрагм спряження слід

встановлювати на підставі фільтраційних розрахунків. Протифільтраційні при-

строї в основі земляних гребель і бетонні споруди повинні бути взаємоув’язані.

6.8.11 При сполученні ділянок земляної греблі, що виконують насипним і

намивним способами, необхідно передбачати заходи, що не допускають

зосереджену фільтрацію у місці сполучення і нерівномірне осідання тіла греблі і

основи.

6.8.12 При спряганні ділянок земляної греблі, що зводять насипним і нами-

вним способами, необхідно передбачати заходи, що не допускають зосереджену

фільтрацію в місцях спряження і нерівномірне осідання тіла греблі та основи.

6.9 Реконструкція земляних насипних гребель

6.9.1 Нарощування однорідної грунтової греблі на слабоводопроникній

основі при реконструкції споруди слід здійснювати як з верхової, так і з низової

сторін греблі. Збільшення висоти греблі з діафрагмою (ядром) і завісою в основі

можливо як з низового її боку – шляхом нарощування діафрагми екраном, так і з

обох боків – із збереженням вертикальної діафрагми. При цьому слід визначити

необхідність посилення протифільтраційної завіси в основі.

Збільшення висоти греблі з екраном і протифільтраційним пристроєм в

основі можливо тільки з низового її боку, з перевіркою фільтраційної міцності

екрану (з грунтових або негрунтових матеріалів) і, при необхідності, з підсилен-

ням протифільтраційного пристрою в основі.

6.9.2 При реконструкції гребель з грунтових матеріалів необхідно передбача-

ти відповідні заходи по забезпеченню нормальної роботи дренажу, а також

враховувати вимоги ДБН В.2.4-3.

6.9.3 Для надійного сполучення нарощуваної призми з низовим укосом гре-

блі рослинний шар має бути видалений.41

ДБН В.2.4-Х:201Х

6.10 Особливості земляних насипних гребель на слабких основах (біогенних грунтах і мулах)

6.10.1 Характерною особливістю біогенних грунтів є неоднорідність їх

складу і властивостей як по глибині, так і по довжині. Для достовірної оцінки

властивостей біогенних грунтів на майданчику будівництва необхідно відібрати

велику кількість зразків природного складу і виконати велику кількість аналізів

відібраних зразків в лабораторних умовах.

Нижче рівня грунтових вод і в зоні капілярного насичення вміст повітря і

розчинених газів у біогенних грунтах і мулах незначний і практично не робить

впливу на значення показників їх фізичних властивостей, тому біогенні грунти і

мули можна вважати повністю водонасиченими.

6.10.2 Осідання греблі S0, см, необхідно визначати в перерізах з різною пот-

ужністю біогенних грунтів і мулів, з різними показниками властивостей цих грун-

тів за формулою:

01

n

ii

S S=е=

, (6.4)

де Si – деформація ущільнення характерного шару грунту в даному перерізі від

маси (ваги) насипу розрахункової висоти, см;

n – кількість характерних шарів в даному перерізі.

Деформацію ущільнення характерного шару грунту основи Si, см, слід обчис-

лювати за формулою:

0

01i i

i ii

e eS h

e−

= Ч+ , (6.5)

де hi – товщина характерного шару, см;

е0i – коефіцієнт пористості грунту в природному стані (до ущільнення);

еi – коефіцієнт пористості грунту після ущільнення від навантаження, що

створюється насипом розрахункової висоти (визначається по компресійній кривій

для грунту даного шару).

6.10.3 Для усіх видів біогенних грунтів і мулів міцність в процесі їх ущільне-

ння змінюється прямо пропорціонально значенню ущільнюючого навантаження і

описується залежністю, аналогічною закону Кулона:

τ = с + σ tgϕ,

(6.6)

42

ДБН В.2.4-Х:201Хде с – зчеплення (міцність грунту в природному стані при σ = 0), МПа;

σ – ущільнююче навантаження, МПа;

tgϕ – коефіцієнт внутрішнього тертя.

Залежно від степені стабілізації процесу ущільнення при випробуванні (часу

дії ущільнюючого навантаження) числові значення tgϕ для біогенних грунтів і

мулів змінюються від близьких до нуля, при короткочасній дії навантаження (не-

стабілізований зсув) до значень, постійних для кожного виду грунту при заверше-

ному процесі ущільнення (стабілізований зсув), що відповідають коефіцієнту вну-

трішнього тертя в законі Кулона.

6.10.4 Зміна міцності біогенних грунтів і мулів в процесі ущільнення слід ви-

значати за результатами випробувань зразків природного складання шляхом пря-

мого зрізу по фіксованій площині в зсувних приладах.

6.10.5 Стійкість основи, складеної біогенними грунтами і мулами, при

проектуванні повинна оцінюватись за результатами розрахунку напруженого

стану методами теорії пружності. Система "насип-основа" буде стійка, якщо

максимальні дотичні напруження τmax, МПа, що виникають в основі від ваги наси-

пу проектної висоти з урахуванням її осідання, у будь-якій точці основи не пере-

вищують міцності біогенних грунтів і мулів в природному стані:

τ max ≤ τ0 (6.7)

де τ0 = с – міцність грунту основи в природному стані в даній точці, приймають

рівною значенню міцності, отриманому за результатами лабораторних

випробувань даного грунту при стабілізованому зсуві згідно 6.10.3 цих

будівельних норм.

6.10.6 При недотриманні умови (6.7) слід регламентувати інтенсивність

завантаження слабкої основи (інтенсивність відсипання насипу), при якій повинне

забезпечуватись дотримання умови (6.7) на будь-якій стадії зведення греблі з

урахуванням зміцнення грунтів основи в результаті їх ущільнення. У таких умо-

вах при проектуванні слід задавати ступінчастий режим інтенсивності відсипання

греблі і робити оцінку стійкості основи за результатами розрахунку напруженого

стану на кожному ступені.

6.10.7 При проектуванні гребель на біогенних грунтах і мулах перевагу слід

віддавати однорідним греблям з пісків різної крупності, якщо забезпечується

43

ДБН В.2.4-Х:201Хфільтраційна міцність грунтів греблі, а значення фільтраційної витрати води через

її тіло допустимо за результатами водогосподарських і енергоекономічних роз-

рахунків.

У разі неприпустимих втрат на фільтрацію допускають проектувати греблі з

ядром або екраном із слабоводопроникних грунтів.

Греблі з екраном слід проектувати при невеликій потужності біогенних

грунтів і мулів і при малих значеннях осідання греблі за рахунок ущільнення

грунтів основи.

6.10.8 Не допускають застосування жорстких (негрунтових) матеріалів для

влаштування протифільтраційних елементів гребель, що зводять на біогенних

грунтах і мулах.

6.10.9 При проектуванні гребель із зв'язних грунтів слід передбачати заходи

по зниженню впливу нерівномірності осідання і унеможливленню тріщино-

утворенню в укладеному в тіло греблі і ущільненому грунті (відсипання греблі на

початковому етапі з різною товщиною шару грунту, уполажування укосів берегів

водотоків, складених вказаними грунтами тощо). При будівництві в таких умовах

необхідно здійснювати постійний контроль за станом греблі в місцях можливого

тріщиноутворення. При утворенні тріщин слід знижувати інтенсивність відсипан-

ня і вживати заходи по ліквідації тріщин, що утворились (додаткове ущільнення,

розроблення тріщин і засипка траншей грунтом з ретельним його ущільненням та

ін.).

6.10.10 Якщо стійкість основи при даній товщині першого шару не забезпе-

чується згідно 6.10.5 цих будывельних норм, слід передбачити попереднє осушен-

ня ділянки будівництва або відсипку першого шару в зимовий період після проме-

рзання біогенних грунтів.

6.10.11 Відсипання грунту на другій і подальших ступенях слід передбачати

після завершення процесу ущільнення грунтів основи під дією навантаження,

створенного від ваги грунту, відсипаного на попередньому ступені. Завершення

процесу ущільнення на кожному ступені слід визначати за результатами спо-

стережень за осіданням відсипаної частини греблі по осадових марках.

Ущільнення грунтів в основі на кожному ступені вважають закінченим, коли

різко снижується інтенсивність зростання деформацій в часі.

44

ДБН В.2.4-Х:201Х6.10.12 Якщо при відсипанні грунту на якій-небудь ступені осідання переви-

щило розрахункове значення і не спостерігають зниження інтенсивності процесу

ущільнення в часі, то це означає, що максимальна дотична напруга в обмеженій

зоні в основі перевищила міцність грунтів. У такому разі необхідно припинити

відсипання, і якщо після цього інтенсивність зростання деформацій ущільнення

грунтів в основі в часі не знижуватиметься, то слід зменшити значення наванта-

ження на основу шляхом зрізання частини відсипаного грунту з переміщенням

його за межі насипу, збільшуючи її ширину. Подальше відсипання грунту повин-

не робитись після завершення процесу ущільнення грунтів в основі. Підбірку

зрізаного грунту в тіло греблі слід робити на останніх ступенях відсипки.

6.10.13 При проектуванні дренажних пристроїв гребель з грунтових ма-

теріалів, що зводять на біогенних грунтах і мулах, перевагу слід віддавати гнуч-

кішим конструкціям – трубчастому, схиловому і комбінованому видам дренажів.

6.10.14 Кріплення верхового і низового укосів земляних гребель на біогенних

грунтах і мулах приймають відповідно до 6.4.2 і 6.4.15 цих будівельних норм. Не

рекомендують застосовувати кріплення верхового укосу бетонними монолітними

плитами.

6.10.15 При проектуванні гребель на основах з відходів виробництва (зола

тощо) необхідне проведення спеціальних досліджень за визначенням їх фізико-

механичних властивостей, проектуванню поперечного профілю гребель, розраху-

нкам фільтрації через тіло гребель і основу тощо.

45

ДБН В.2.4-Х:201Х

7 ЗЕМЛЯНІ НАМИВНІ ГРЕБЛІ

7.1 Загальні вимоги

7.1.1 Намивні греблі, в залежності від грунтів тіла греблі і способів зведення,

поділяють на наступні основні види, вказані в таблиці 7.1 и на рисунках 7.1 и 7.2.

Таблиця 7.1 – Види земляних намивних гребель

Вид греблі Грунти тіла греблі Способ зведення греблі

Однорідна:с примусово форми-руємими укосами

Піски, супіски, су-глинки (в тому числі лесовидні)

Двохсторонній намив з дамбами обвалування на укосах

із вільно формируємими укосами – верховим або обома

Піски, гравійні (дре-свяні)

Односторонній намив з дамба-ми обвалування на низовому укосі і центральний намив без дамб обвалування

узкопрофільна Те саме Піонерний намив з випуском пульпи з торца труби і безпере-рвним влаштуванням обвалуван-ня по укосам

Неоднорідна:з ядром Гравійні (дресвяні), га-

лечникові (щебенисті)з вмістом піщаних і глинистих фракцій

Двохсторонній намив з дамбами обвалування на укосах і відстій-ним прудом в центральній части-ні греблі

з центральною зоною Гравійні (дресвяні), га-лечникові (щебенисті) або піщані різнозерни-сті, що містять дрібнозернисті фракції

Те саме

Комбінірована:з насипним ядром з гли-нистого грунту і намив-ними боковими зонами

Гравійні (дресвяні), га-лечникові (щебенисті) або піщані

Двохсторонній намив без пруда

з насипними банкетами з гірської маси і намив-ною однорідною цен-тральною зоною

Те саме Те саме

46

ДБН В.2.4-Х:201Х

1 – креплення верхового укосу; 2 – дренаж; 3 – намивне ядро; 4 – намивні проміжні зони;5 – намивні бокові зони; 6 – намивна центральна слабоводопроникна зона;

7 – бокові насипні призми (банкети); 8 – насипне глинисте ядро

Рисунок 7.1 – Види намивних гребель: а) – гребля однорідна з примусово формируєми-ми укосами; б) – те саме, з вільноформируємими укосами; в) – гребля неоднорідна з ядром; г) – те саме, з центральною зоною; д) – гребля комбінірована з насипним ядром з глинистого грунту і намивними боковими зонами; е) – те саме, з насипними банкетами з гірської маси і намивною однорідною центральною зоною

1 – розподільчий пульпопровід; 2 – укіс намиву; 3 – відстійний пруд;4 – межа ядра; 5 – дамба попутного обвалування; 6 – дамба поперечного обвалу-вання; 7 – межа прудка; 8 – водовідвідна труба; 9 – тимчасова перемичка; 10 – во-доскидний колодязь

Рисунок 7.2 – Основні схеми зведення намивних гребель: а) – двохсторонній на-мив неоднородної греблі з ядром; б) – односторонній намив однородної греблі з верховим укосом, що формується при вільному розтіканні пульпи; в) – намив уз-копрофільної греблі

7.1.2 Конструкцію греблі слід вибирати у відповідності з 5.1.4 цих буді-

вельних норм, при цьому необхідно намагатись до максимального використання

природних грунтів, що не потребують сортировки при розробки кар’єру або виїм-

ки.

7.1.3 При наявності відповідних кар’єрних грунтів перевагу слід віддавати од-

норідним піщаним греблям, що характеризуються високою технологічністю ви-

конання робіт.

РНБНПР НПР НПР

НПР НПР НПР

РНБ РНБ

РНБ РНБ РНБ

Відмітка верха споруди

47

ДБН В.2.4-Х:201ХОднородні піщані греблі розпластаного профілю з укосами, що вільно форми-

руються, слід застосовувати при техніко-економічному обгрунтуванні у випадках

залягання слабких грунтів в основі, необхідності зменшення об’єму кріплення

укосів, а також при намиві під воду.

При проектуванні гребель розпластанного профилю або з уширенною ниж-

ньою частиною («подушкою») на слабких, обводнених, заболочених і заторфова-

них грунтах основи допускають не передбачати, повністю або частково, роботи

по вилученню поверхневого шару грунту основи і рослинності при умові, що це

не приведе до порушення стійкості і фільтраційної міцності споруди.

При зведенні однорідних гребель на слабких грунтах слід, як правило, нами-

вати уширену нижню частину («подушку»), а верхню частину зводити після

стабілізації осідань «подушки».

7.1.4 Неоднорідні греблі слід проектувати при наявності відповідних

кар’єрних грунтів і необхідності зниження фільтраційної витрати в порівнянні з

однорідними греблями, а також для зменшення об’єму тіла греблі. При цьому слід

враховувати ускладнення технології виконання робіт по створенню ядра із задан-

ним розміром і складом грунту та недопущення його перемиву крупним грунтом.

Для забеспечення однорідних властивостей ядра заданного розміру і виключе-

ння перемиву крупним грунтом допускають включати в проекти, при відповід-

ному обгрунтуванні, примусове перемішування грунту в межах ядерної прудкової

зони греблі.

7.1.5 Намивні греблі з боковими насипними або кам’яно-накидними призмами

слід застосовувати при умові використання високих перемичок або каменя із кори-

сних виїмок котлованів. При проектуванні гребель для сейсмічних районів необхі-

дно передбачити влаштування кам’яно-накидних призм і сейсмостійкого кріплення

укосів.

7.1.6 Намивний спосіб зведення греблі допускають суміщати з насипним, коли,

наприклад, верхову призму греблі намивають з пісуа, а низову відсипають з гравій-

но-галечникового грунту.

Намивні греблі з противофільтраційними пристроями у вигляді діафрагм,

екранів, понурів тощо можна передбачати як виняток при належному об-

грунтуванні.

48

ДБН В.2.4-Х:201Х7.1.7 В проектній документації намивних гребель слід передбачати заходи по

забезпеченню якості намиву грунта і встановленої щільності його укладки, а та-

кож стійкості укосів греблі в будівельний період з врахуванням фільтраційного

потоку, утвореного за рахунок водовіддачі свіжонамитого грунту, інфільтрації з

поверхні намиву і з відстійного пруда. Для намивних гребель повинна бути уста-

новлена гранична інтенсивність їх нарощування за умови забеспечення водовід-

дачі намитого грунту, а для частин гребель, що намивають під воду – межі під-

водної і надводної крутизни укосу.

7.2 Вимоги до матеріалів

7.2.1 Зерновий склад кар’єрних грунтів слід рахувати основною

характеристикою для оцінки технічної можливості зведення намивних гребель і

економічної доцільності вибраної конструкції.

Вміст органічних і водорозчинних домішок в грунтах для намиву гребель

слід допускати в кількостях, при яких їх залишок в тілі намивної греблі після

виробництва робіт по її намиву буде не вище величин, вказаних в 6.2.1 цих

будівельних норм.

7.2.2 Попередню оцінку придатності карєрного грунту для намиву гребель в

залежності від зернового складу слід виконувати за графіками на рисунку 7.3. Для

намиву однорідних гребель переважаючими є піщані грунти I групи; піщані і

гравелисті грунти II групи доцільно передбачати для неоднорідних гребель з

дрібнопіщаною центральною зоною або глинистим ядром.

Супесі (III група), суглинки (IV група), гравійні і галечникові (V група), а

також лесовидні грунти можна використовувати для намиву при відповідному

техніко-економічному обгрунтуванні. При цьому супесі і лесовидні суглинки слід

використовувати для намиву однорідних гребель, а також для намиву центральної

слабоводопроникної зони неоднорідних гребель, гравійно-галечникові грунти –

для намиву бокових зон цих гребель.

Запас грунту в кар’єрі повинен бути в 1,5-1,8 рази більше об’єму грунту,

прийнятого в проекті греблі.

При виборі карєрів інженерно-геологічні вишукування cлід проводити з де-

49

ДБН В.2.4-Х:201Х

Рисунок 7.3 – Групи грунтів, що використовують для намиву гребель

тальністю, що дозволяє виділити і виключити із запасів ділянки грунту, що не

відповідають вимогам укладки в греблю, а також не піддаються розробки

засобами гідромеханізації.

Грунт для намиву гребель повинен бути перевірений на вміст негабаритних

включень (валунів, каменів тощо), що не проходять через робочі органи

грунтових насосів.

7.2.3 Для неоднорідних гребель перевагу слід надавати грунтам з високим

ступенем різнозернистості, наприклад, гравійним з пилуватими, глинистими

фракціями і при вмісті піщаних часток не менш ніж 25 % - 30 %. Вміст в ядрі

глинистиз часток розміром d ≤ 0,005 мм допускають не більше 20 % по умовам

консолідації грунту; більш високий вміст глинистих часток слід допускати при

спеціальному обгрунтуванні.

7.2.4 Можливість застосування для намиву штучних сумішів грунтів із

різних карєрів або сортированих кар’єрних грунтів повинна бути обгрунтована

техніко-економічним розрахунками.

7.2.5 При необхідності слід передбачити додаткове штучне ущільнення

намитого піску (глибинне гідровібрування, ущільнення вибухами, пошарове

вібраційне ущільнення або укату тощо). Заходи по додатковому ущільненню

намитих грунтів повинні бути обгрунтовані, як правило, польовими дослідними

роботами.

Вм

іст

час

ток,

% п

о м

асі

Діаметр часток, мм

50

ДБН В.2.4-Х:201Х

7.3 Фракціонування грунту в тілі греблі

7.3.1 Фракціонування грунту в поперечному профілі греблі в результаті

гідравлічної розкладки слід враховувати при коефіцієнті різнозернистості грунту,

що намивають, k60,10 ≥ 2,5 або k90,10 ≥ 5. Тут 6060,10

10

dk d= и 9090,10

10

dk d= , де d90, d60 и d10 —

діаметри фракцій грунту, маса яких разом з масою больш дрібних фракцій складає

відповідно 90 %, 60 % і 10 % від маси всього грунту. Розкладка грунту залежить

від його зернового складу, витрати пульпи і її консистенції, ширини пляжа нами-

ву.

7.3.2 При визначенні зернового складу грунту намивних гребель необхідно

враховувати відмив і скид дрібних часток грунту. При зведенні піщаних однорі-

дних гребель слід забеспечити скид глинистих і частково пилуватих часток, однак

технологічно невідворотний відмив і більш крупних часток, враховуючиі дрібні

частки. Розрахунок норми відмиву грунту допускають виконувати за методикою,

що наведена в додатку В.

При намиві неоднорідних гребель скид глинистих часток слід назначати з

врахуванням вимог 7.2.3 цих будівельних норм.

7.3.3 При проектуванні однорідних гребель склад намитого грунту слід при-

ймати за середньозваженим складом кар’єрного грунту з врахуванням відмивум

дрібних часток при умові незначної віріації в поперечному перерізі греблі складу

грунту і коефіцієнта фільтрації. При цьому слід враховувати невелике збільшення

вмісту дрібних часток грунту в центральній частині греблі при її двохстороньому

намиві і в найбільш удаленій від випуска пульпи частини греблі при одностороньо-

му намиві.

7.3.4 При проектуванні неоднорідних гребель зерновий склад грунту в

окремих їх частинах необхідно встановлювать з врахуванням фракціонування при

намиві.

Фракціонування грунту при намиві визначають за аналогами або розрахунком

за методикою, наведеною в додатку Г.

Осереднений зерновий склад грунту слід визначати окремо для ядра і бокових

зон греблі або для цих частин греблі і додатково для проміжних зон. Розбивку

51

ДБН В.2.4-Х:201Хпрофілю греблі на частини приймають у відповідності з існуючими аналогами або

за розрахунком за додатком Г.

Для гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1

фракціонування грунту слід уточнювати при проведенні дослідного намиву,

зберегаючи умови технології зведення даної греблі.

7.3.5 Ширину ядра неоднорідної греблі слід попередньо назначати в залежності

від складу кар’єрного грунту в межах 10 %-20 % ширини греблі на даній висоті,

центральної зони з дрібнопіщаного грунту – в межах 20 %-35 % вказаної ширини.

Ці розміри необхідно коректувати розрахуном у відповідності з додатку Г або за

результатами початкового етапу намиву.

7.4 Окреслення і кріплення укосів греблі

7.4.1 Закладання укосів намивних гребель і вид кріплення назначають у

відповідності з вимогами 6.3.1-6.4.22 цих будівельних норм, при цьому

закладання укосів слід встановлювати не тільки з врахуванням конструкції і

висоти, характеристик грунтів її тіла і основи, але і з врахуванням несприятливого

для стійкості укосів фільтраційного режиму, що виникає в процесінамиву греблі,

а також відсутності в період будівництва постійних дренажних пристроїв.

Попередньо середні значення закладання укосів намивних гребель можна

призначати за аналогією з побудованими спорудами у відповідності з таблицею

7.2.

Таблиця 7.2 – Орієнтовні значення закладання уткосів земляних намивних гребель

Вид плотины Грунти основи Коефіцієнт закладання укосу

Однорідна піщана Піщані, супісчані Старичні відкладення, торф, мул

Від 3,5 до 5,0 включноВід 5,0 до 8,0 включно

Неоднорідна гравійно-пі-щана з ядром

Скельні, щільні глини Від 3,0 до 4,0 включно

7.4.2 Якщо в результаті розрахунку стійкості укосів греблі в стадії її намиву з

врахуванням технології виробництва робіт виходять більш пологі укоси, ніж за

розрахунком в період експлуатації греблі, їх закладання повинно бути прийнято

52

ДБН В.2.4-Х:201Хза розрахунками для будівельного періоду.

При необхідності виконання більш крутих укосів греблі слід змінити

технологію або вживати конструктивні заходи, наприклад, будівельний дренаж.

7.4.3 Укоси намивних гребель розпластоного профілю, що формуються при

вільному розтіканні пульпи, допускають проектувати без кріплення або з

полегшеним гравійним, галечниковим або біологічним кріпленням при

забеспечення його збереження в умовах хвилевих і вітрових дій.

На укосах таких гребель при необхідності слід передбачати поперечні буни

для попередження переміщення грунту течіями вздовж греблі.

7.4.4 Ширину гребеня намивних гребель слід встановлювати у відповідності

до вимог 6.3.4 цих будівельних норм.

Минимальну ширину гребеня намивнїй частини профіля греблі будівельного

періоду сліду приймати з врахуванням можливості роботи гідротранспортної

установки і засобів механізації, що використовують при укладці грунту, м:

20 – для однорідних гребель;

50 – для неоднорідних гребель з центральною зоною;

70 – для неоднорідних гребель з ядром.

При необхідності зведення греблі з меньшою шириною по гребеню верхню її

частину сліду виконувати відсипкою грунта насухо.

7.4.5 При проектувані дренажних пристроїв в тіле намивної греблі слід, на-

ряду с вимогами 6.6, 6.7, враховувати можливість одночасного ведення робіт по на-

миву тіла греблі і по влаштуванню дренажу, надаваючи перевагу конструкціям дре-

нажу, наведеними на рисунку 6.2 б), д).

Для пониження поверхні депресії в греблі в часі намиву при наявності об-

грунтування слід передбачати спеціальні дренажи.

7.4.6 Середні значення коефіцієнта закладання укосів при вільному намиві

піщаних и гравійних грунтів (при торцовому безестакадному способі намиву з

10 %-ною консистенцією пульпи) можна орієнтовно приймати за таблицею 7.3 з

наступною коректировкою за даними початкового етапу намиву.

При консистенції пульпи, відмінної від 10 %-ної, коефіцієнт закладання укосу

m розраховують за формулою:

310 10

Cm m= , (7.1)

53

ДБН В.2.4-Х:201Хде C – консистенція пульпи, % по масі;

m10 – коефіцієнт закладання укосу при C = 10 %.

7.4.7 Коефіцієнт закладання укосу при намиві нижче рівня води визначають за розрахунком в залежності від зернового складу грунту. Попередьо коефіцієнт за-Таблиця 7.3 – Середні значення коефіцієнта закладання укосів при вільному намиві піщаних і гравійних грунтів

ГрунтКоефіцієнт закладання укосу при витраті пульпи, м3/год

до 2000 від 2000 до 4000 включно більш 4000

Пісок:дрібний 40 60 100середній 33 40 65крупний 25 З3 40гравелистий 20 25 30Гравій 15 20 25

кладання укосу може бути прийнято від 10 до 4, причому більші значення

коефіцієнта закладання відповідають дрібним піскам при наявності течії води. Із

збільшенням крупності грунту и сниженням швидкості течії коефіціїнт закладан-

ня укосу зменшується.

7.5 Реконструкція намивних гребель

7.5.1 При реконструкції земляних намивних гребель підвищення гребеня од-

норідної греблі може бути забеспечено за рахунок примиву низової призми до

існуючого укосу греблі. Примив слід виконувати з кар’єрного грунту більш круп-

ного складу, ніж грунт, з якого намитий основний профіль греблі. Допускають ви-

конувати низову призму греблі відсипкою грунта насухо з пошаровою укаткою.

7.5.2 При підвищенні відмітки гребеня намивної греблі з ядром крім примиву

низової призми необхідно передбачити створення противофільтраційного при-

строя, виконаного, наприклад, у вигляді екрану, спріженого з існуючим ядром.

7.5.3 Перед зведенням низової призми повинен бути знятий рослинний шар

на існуючому низовому укосі греблі.

До початку примиву низової призми греблі повинні бути реконструйовані всі

діючі дренажні пристрої.54

ДБН В.2.4-Х:201Х8 КАМ'ЯНО-ЗЕМЛЯНІ І КАМ'ЯНО-НАКИДНІ ГРЕБЕЛІ

8.1 Загальні вимоги

8.1.1 Кам'яно-земляні і кам'яно-накидні гребелі по конструкції протифільтра-

ційних пристроїв та способу виробництва робіт поділяють на наступні основні

види, наведені в таблиці 8.1 та на рисунках 8.1-8.3:

Таблиця 8.1 – Типи кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель

Тип греблі Конструкція протифільтраційного пристроюКам'яно-земляна Грунтовий екран (рис. 8.1, а). Грунтове ядро (рис. 8.1, б).

Верхова грунтова призма (рис.8.1, в). Центральна грунтова приз-ма (рис. 8.1, г). Ін’єкціонна діафрагма (в греблі, що зводять спря-мованим вибухом, рис. 8.2, а). Екран (в греблі, що зводять спря-мованим вибухом, рис. 8.2, б).

Кам'яно-накидна Екран з негрунтових матеріалів (рис. 8.3, а). Діафрагма (рис. 8.3, б).

Рисунок 8.1 – Види кам'яно-земляних гребель: а) – гребля з грунтовим екраном; б) – те саме, з грунтовим ядром; в) – те саме, з верховою грунтовою призмою; г) – з центральною грунтовою призмою:1 – кріплення верхового укосу; 2 – грунтовий екран; 3 – перехідні шари (зворотні фільтри); 4 – грунтове ядро; 5, 6 – верхова і низова призми; 7, 8 – верхова і центральна грунтові противофільтраційні призми

8.1.2 Кам'яно-земляні греблі можуть зводитись як на скельних, так і на

нескельних основах.

8.1.3 При проектуванні кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель разом з

вимогами розділу 5 цих будівельних норм необхідно також враховувати вимоги

НПР НПР

НПР НПР

РНБ РНБ

РНБ РНБ

55

ДБН В.2.4-Х:201Хрозділу 6 цих будівельних норм в частині, що відноситься до матеріалів для зве-

дення земляних насипних гребель, проектування укосів і гребеня гребель,

Рисунок 8.2 – Види вибухонакидних гребель: а) – гребля з ін’єкційним ядром; б) – гребля з екраном і понуром: 1 – контур навалу; 2 – контур розраху-нкового профілю; 3 – ін’єкційне ядро; 4 – ін’єкційна завіса; 5 – екран; 6 – понур

Рисунок 8.3 – Види кам'яно-накидних гребель: а) – гребля з екраном; б) – гре-бля з ядром: 1 – тіло греблі; 2 – цементаційна завіса; 3 – бетонний зуб; 4 – залізо-бетонний екран; 5 – підекранова кладка; 6 – верхова призма; 7 – діафрагма; 8 – перехідні шари; 9 – низова призма

протифільтраційних пристроїв і їх спрягання з основою, берегами і бетонними

спорудами, а також при розробці проектів реконструкції таких гребель.

8.1.4 Зведення кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель слід передбача-

ти відсипанням кам'яного матеріалу (кам'яного накиду, гірської маси, галечни-

кового грунту) шарами, вживаючи заходи до його ущільнення (пошарова укатка,

гідроущільнення), або ярусами заввишки 3 м і більше.

8.1.5 Зведення кам'яно-земляних гребель спрямованим вибухом допускають

в сприятливих для цього методу природних умовах: у вузькому створі ( hB < 3, де

В – ширина створу; h – висота греблі), при скельних породах берегів, що задо-

вольняють вимогам, що пред'являють до кам'яних матеріалів гребель.

Протифільтраційні пристрої цих гребель слід виконувати шляхом ін'єкції

розчину в центральну призму, відсипанням верхової слабоводопроникної призми

або екрану, а також з негрунтових матеріалів. У проектах цих гребель належить

НПРНПР

НПР НПР

56

ДБН В.2.4-Х:201Хпередбачати доведення споруди до необхідних розмірів. При належному обгрун-

туванні спрямованим вибухом можна зводити і однорідні греблі.

8.2 Вимоги до матеріалів

8.2.1 Придатність матеріалу для зведення кам'яно-земляних і кам'яно-наки-

дних гребель має бути обгрунтована даними відповідних досліджень в лаборатор-

них і натурних умовах.

Придатність скельних порід кар'єру (за міцністю, морозостійкостю, хімічни-

ми властивостями) слід встановлювати залежно від висоти греблі, місця розташу-

вання їх в профілі греблі, враховуючи умови розробки і транспортування.

8.2.2 Склад кам'яного матеріалу гребель слід підбирати виходячи з:

– забезпечення необхідної щільності укладки;

– врахування сегрегації при відсипанні високими ярусами;

– врахування місця розташування грунтів в тілі греблі.

При відповідному обгрунтуванні допускають застосування слабких

вивітрелих порід з урахуванням зміни їх характеристик в часі. Остаточний склад

матеріалу кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель необхідно приймати на

основі техніко-економічних розрахунків даних варіантів гребель.

8.2.3 Граничну великість крупноуламкового грунту, що відсипають в тіло

греблі, і його зерновий склад слід встановлювати в проекті залежно від якості

каменю і методу зведення греблі. Крупність матеріалу, що відсипають пошарою

укаткою, має бути не більше 0,75 товщини шару, що відсипають.

8.2.4 Для гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1

висотою більше 50 м лабораторні дані фізико-механічних характеристик грунтів

слід, як правило, уточнювати дослідженнями на дослідних насипах (що по мож-

ливості включають в корисний об'єм греблі), для гребель заввишки більше 100 м

такі дослідження обов'язкові.

8.2.5 Для накидання слід використати камінь без сортування. Сортування ка-

меню можна робити тільки за наявності відповідного обгрунтування.

8.2.6 Укладання різного матеріалу по частинах профілю греблі, як правило,

слід передбачати при висоті греблі 50 м і більше, при цьому міцний матеріал слід

використати у більш напружених частинах, а матеріал морозостійких порід – в

зовнішніх частинах профілю.57

ДБН В.2.4-Х:201Х8.2.7 Для матеріалу, призначеного до укладання в тіло греблі нижче поверхні

води або такого, що підпадає під її дії, коефіцієнт размягчуваності має бути не

менше:

0,9 – для вивержених і метаморфічних порід;

0,8 – для осадових порід.

Менші значень коефіцієнта размягчуваності допускають приймати при від-

повідному обгрунтуванні.

8.2.8 До грунтів протифільтраційних пристроїв (екранів, понуров, ядер, сла-

боводопроникних призм), перехідних шарів і зворотних фільтрів кам'яно-земля-

них гребель пред'являють ті ж вимоги, що і до відповідних елементів земляних

насипних гребель. Якщо протифільтраційний пристрій зводять засобами гідроме-

ханізації, необхідно, щоб грунт задовольняв вимогам, що пред'являють до грунтів

намивних гребель.

Якщо протифільтраційний пристрій зводять засобами гідромеханізації, необ-

хідно, щоби грунт задовольняв вимогам, що пред'являють до грунтів намивних

гребель.

8.2.10 Для перехідних шарів і зворотних фільтрів кам'яно-земляних гребель

слід використати, як правило, кар'єрні різнозернисті грунти. Застосування для цих

цілей збагачених грунтів, отриманих сортуванням, промиванням, додаванням або

змішуванням різних фракцій, слід допускати тільки при відповідному техніко-

економічному обгрунтуванні. У усіх випадках рекомендують віддавати перевагу

одношаровим перехідним шарам і зворотним фільтрам.

8.3 Окреслення укосів греблі

8.3.1 Основні розміри поперечного профілю кам'яно-земляних і кам'яно-

накидних гребель слід приймати відповідно до 6.3 цих будівельних норм.

8.3.2 Ширину берм на укосах гребель необхідно приймати з умови забезпе-

чення необхідного усередненого значення закладання укосів, але не менше 3 м.

8.3.3 Закладання укосів кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель слід

приймати на основі розрахунку відповідно до 9.10 - 9.13 цих будівельних норм.

При призначенні закладання укосів гребель, що зводять спрямованим вибу-

хом, необхідно враховувати початкову крутизну укосів, що вільно формуються в

результаті скидання грунту вибухом. 58

ДБН В.2.4-Х:201Х

8.4 Протифільтраційні пристрої

8.4.1 При проектуванні протифільтраційних пристроїв з грунтових і не-

грунтових матеріалів кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гребель слід

враховувати вимоги 6.5 цих будівельних норм.

8.4.2 Протифільтраційні пристрої кам'яно-земляних і кам'яно-накидних гре-

бель повинні спрягатись з основою і береговими схилами і зберігати водотри-

вкість, міцність і гнучкість при можливих відносних зміщеннях.

8.4.3 Градієнт напору фільтраційного потоку для ядра або екрану з

глинобетона або глинистого грунту кам'яно-земляних гребель слід приймати за

критерієм фільтраційної міцності згідно 9.5 цих будівельних норм.

8.4.4 Між грунтовим протифільтраційним пристроєм і крупноуламковим

матеріалом тіла греблі слід передбачати зворотні фільтри і перехідні шари.

Товщину перехідних шарів слід вибирати виходячи з умови виробництва робіт з

урахуванням можливих горизонтальних зміщень греблі і приймати не менш ніж 3

м.

Між негрунтовим протифільтраційним пристроєм і грунтом тіла греблі слід

також передбачати перехідні шари.

8.4.5 Матеріали перехідних шарів і зворотних фільтрів гребель слід при-

ймати відповідно до розділу 9 цих будівельних норм. Зерновий склад перехідних

шарів гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1 необхі-

дно уточнювати експериментально, з урахуванням умов їх роботи.

8.4.6 Для підвищення фільтраційної міцності грунтових протифільтраційних

пристроїв кам'яно-земляних гребель слід передбачати:

– уширення ядра або екрану на берегових примиканнях і в основі;

– укладання додаткового шару зворотного фільтру в межах спряження грунтового

протифільтраційного пристрою з основою і берегами;

– зведення екрану або ядра з різнозернистих глинистих грунтів, здатних, у разі

утворення тріщин, їх закольматувати.

8.4.7 Протифільтраційні пристрої кам'яно-накидних гребель виконують, як

правило, із залізобетону, бетону, асфальтобетону, полімерних матеріалів.

Допускають застосування металлу (додаток Є).

59

ДБН В.2.4-Х:201Х8.4.8 Залізобетонні екрани залежно від висоти греблі і очікуваного осідання

можуть бути двох типів: жорсткі (одношарові) і гнучкі (багатошарові). Для висо-

ких гребель слід, як правило, передбачати гнучкі конструкції залізобетонних

екранів.

Залізобетонні екрани слід проектувати відповідно до вимог СНиП 2.06.08.

8.4.9 Одношарові залізобетонні екрани слід передбачати з окремих плит з по-

перечними температурними поздовжніми осадовими ущільненими швами. Ро-

зрізку екрану на плити слід передбачати з урахуванням конфігурації берегових

схилів.

Для попередження зсувів і відшарування екрану від тіла греблі плити повин-

ні мати анкери, що закладають в підекранову кладку.

Товщину плит залізобетонного екрану і їх армування слід визначати від-

повідно до розрахунку стійкості плит на укосі, їх міцності при дії хвилевих,

льодових і монтажних навантажень, а також з урахуванням деформації укосу гре-

блі.

8.4.10 Гнучкі залізобетонні екрани належить передбачати з декількох шарів

плит з прошарками гідроізоляції між ними. Плити екрану необхідно розділяти

температурними і осадовими швами і укладати їх в шари з перев'язкою швів.

Розміри плит слід вибирати такими, щоб була забезпечена гнучкість екрану в

цілому при мінімально можливому числі швів. Довжину і ширину плит, що бето-

нують на місці, можна приймати в межах від 10 м до 20 м.

Для забезпечення зв'язку між шарами плит і усього екрану з тілом греблі слід

передбачати анкери або інші конструкції, що запобігають сповзанню плит по

укосу.

8.4.11 Спряження негрунтових екранів греблі з основою слід передбачати за

допомогою бетонного зуба, в якому, як правило, влаштовують потерну для ство-

рення ін'єкційної завіси.

З'єднання екрану із зубом слід передбачати у вигляді розрізної або гнучкої

конструкції (шаруватою – із включенням екрану в зуб, шарнірною – з улаштуван-

ням гнучкого шва по периметру).

8.4.12 Асфальтобетонні екрани і діафрагми допускають передбачати при тем-

пературних діях на них в періоди будівництва і експлуатації до мінус 50° С.

60

ДБН В.2.4-Х:201Х8.4.13 Під екраном з негрунтових матеріалів слід виконувати підекранову

підготовку.

Підекранову підготовку з ущільненого крупноуламкового грунту або дрібно-

го каменю необхідно укладати по кам'яному накиду.

Товщину підекранової підготовки слід призначати залежно від матеріалу

екрану, крупності матеріалу підекранової підготовки, крупності матеріалу в наки-

ді, висоти греблі і умов виробництва робіт.

8.5 Основи гребель і їх спряження з основою

8.5.1 При оцінці грунтів основи слід враховувати вимоги 5.1.5 – 5.1.7 і 6.8

цих будівельних норм.

8.5.2 При будівництві гребель на скельній і, особливо, на нескельній основі

необхідно визначати розрахунком нерівномірність осідань основи як в поздовж-

ньому, так і в поперечному їх напрямках для перевірки тріщіностійкості про-

тифільтраційних пристроїв гребель.

8.5.3 При проектуванні кам'яно-земляних гребель з грунтовими про-

тифільтраційними пристроями, що зводять методом відсипання грунтів у воду,

має бути передбачений контакт грунтів цих пристроїв з грунтом основи.

8.5.4 Спряження грунтових протифільтраційних пристроїв греблі із скельною

основою необхідно передбачати у вигляді торкретування основи і берегових

схилів, врізки та ін.

8.5.5 Для поліпшення статичної роботи, підвищення тріщиностійкості проти-

фільтраційних пристроїв високі греблі, розташовані у вузькій ущелині, слід

проектувати з криволінійною віссю, опуклою у бік верхнього б'єфу.

8.5.6 На нескельних основах, складених слабостисканими і слабоводопрони-

кними грунтами, спряження протифільтраційних пристроїв кам'яно-земляних гре-

бель з основою слід робити врізанням їх в основу на глибину верхнього розущі-

льненого шару. За наявності в основі верхнього шару алювіальних відкладень з

піщано-гравійно-галечникових грунтів потужністю до 5 м спрягання слід

здійснювати за допомогою зуба, що входить в корінні породи основи.

9 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ РОЗРАХУНКУ ГРЕБЕЛЬ

61

ДБН В.2.4-Х:201Х9.1 При проектуванні гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності)

СС3 і СС2-1 з грунтових матеріалів необхідно виконувати наступні основні роз-

рахунки:

а) фільтраційні – згідно 9.3 і 9.4 цих будівельних норм;

б) фільтраційної міцності - згідно 9.5 цих будівельних норм;

в) зворотних фільтрів, дренажів і перехідних шарів – згідно 9.6 - 9.9 цих буді-

вельних норм;

г) стійкості укосів, екрану і захисного шару - згідно 9.10 – 9.13 цих будівельних

норм;

д) напружень і деформацій – згідно 9.14 і 9.15 цих будівельних норм;

е) осідань тіла греблі і основи – згідно 9.16 і 9.17 цих будівельних норм;

ж) горизонтальних зміщень – згідно 919 цих будівельних норм;

з) кріплень укосів на міцність від дії хвиль, льоду та ін. – згідно 9.21 цих буді-

вельних норм.

Крім того, додатково слід виконувати:

– для неоднорідних земляних намивних гребель – розрахунки фракціонування

грунту і стійкості бічних призм згідно 7.3.1, 7.3.2, 7.3.5, 9.12 цих будівельних

норм, розрахунки консолідації і порового тиску згідно 9.18 цих будівельних норм;

– для земляних насипних і кам'яно-земляних гребель, у яких тіло, ядро, екран або

основа складені з глинистих грунтів, – розрахунки порового тиску при їх консолі-

дації і перевірку тріщиностійкості згідно 9.18 і 9.22 цих будівельних норм;

– для кам'яно-земляних гребель з ядром, крім того – перевірку стійкості на зсув

низової призми греблі.

Для гребель підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1 слід

обмежитися розрахунками, вказаними в перерахуваннях а), – г), е) і з).

Розрахунки слід робити для усіх характерних поперечних перерізів гребель.

9.2 Розрахунки гребель в усіх випадках слід виконувати для основних і

аварійних поєднань навантажень (у тому числі сейсмічних) в експлуатаційний

період роботи гребель і для поєднань навантажень в період їх зведення (буді-

вельний період). Розрахунки гребель в сейсмічних районах слід виконувати згідно

вимог ДБН В.1.1-12.

9.3 Фільтраційні розрахунки тіла греблі, основи і берегів слід виконувати

для:

62

ДБН В.2.4-Х:201Х– визначення фільтраційної міцності тіла греблі, її основи і берегів;

– розрахунку стійкості укосів греблі і берегів;

– обгрунтування найбільш раціональних і економічних форм, розмірів і

конструкцій греблі, її протифільтраційних і дренажних пристроїв.

При виконанні фільтраційних розрахунків слід враховувати кольматаж ложа во-

досховища і верхового укосу греблі при його розвитку в часі.

9.4 Фільтраційними розрахунками (а також дослідженнями) необхідно визна-

чати наступні параметри фільтраційного потоку:

– положення поверхні фільтраційного потоку (депресивної поверхні) в тілі

греблі і берегах;

– фільтраційну витрату води через тіло греблі, основу і береги;

– напори (чи градієнти напору) фільтраційного потоку в тілі греблі, основі, а

також у місцях виходу фільтраційного потоку в дренаж, в нижній б'єф за

підошвою низового укосу, у місцях контакту грунтів з різними характери-

стиками і на межах протифільтраційних пристроїв (рис.9.1).

А, Б – спряження незв'язного і зв'язного грунтів основ; В – область місцевого ви-

пора грунту у разі виходу потоку на укіс;

Je,max – розрахунковий (максимальний) градієнт напору в зоні височування потоку

на рівні води нижнього б'єфу;

α – кут нахилу низового укосу ядра до горизонту;

Jp, Jc, Ju, Ji, Jrun – градієнти напору відповідно до суфозії, контактного розмиву, ви-

пора, входу фільтраційного потоку в дренаж, пульсацій в зворотному фільтрі від

накату і спаду хвиль.

Рисунок 9.1 – Фільтраційні деформації в земляних і кам'яно-земляних греблях і їх

основах: а) – однорідна гребля на шаруватій основі; б) – кам'яно-земляна гребля

на скельній основі

НПРJrun Накат хвилі

mh

Jc

Jc Ji J

u

РНБm

tНПР

РМОРНБ

Ju

Ju

Дренаж вертикальний

63

ДБН В.2.4-Х:201ХПри неоднорідній або анізотропній геологічній будові основи вказані в

даному пункті параметри фільтраційного потоку слід визначати з урахуванням

цих особливостей.

9.5 Фільтраційну міцність тіла греблі, а також протифільтраційних пристроїв

оцінюють на основі відповідних розрахунків і експериментальних досліджень

грунтів при діючих в споруді градієнтах напору з урахуванням напружено-де-

формованого стану споруди і його основи, особливостей конструкції, методів

зведення і умов експлуатації.

Розрахунки фільтраційної міцності слід виконувати виходячи з найбільшого

напору, діючого на греблю.

При оцінці фільтраційної міцності необхідно виконати умову

Jest,m ≤ 1

γ ncr mJ , ,

(9.1)

де Jest, m – діючий середній градієнт напору в розрахунковій області фільтрації;

Jcr, m – критичний середній градієнт напору, що приймають на основі дослі-

джень грунтів в умовах, що відповідають реальним умовам експлуатації

споруди. У попередніх розрахунках і за відсутності необхідних дослі-

джень значення Jcr, m можуть бути прийняті відповідно до наявних ана-

логів або за таблицею 9.1;

γn – коефіцієнт надійності за відповідальністю (коефіцієнт відповідальності)

гідротехнічних споруд залежить від соціальних, екологічних і економіч-

них наслідків пошкоджень і руйнувань, прийнятий: при розрахунках за

граничними станами першої та другої груп для різних класів наслідків

(відповідальності) споруд та визначають за ДБН В.2.4-3 і таблицею 9.2. Таблиця 9.1 – Значення критичних градієнтів тиску

ГрунтЗначения критичних середніх градієнтів напору Jcr, m для

понура екрана і ядра тіла і призми греблі

Глина, глинобетон 15 12 Від 8 до 2 включноСуглинок 10 8 Від 4 до 1,5 включноСупісок 3 2 Від 2 до 1 включноПісок:середній — — 1

64

ДБН В.2.4-Х:201Хдрібний — — 0,75

Примітка. Перевірку фільтраційної міцності тіла або призми греблі з грунтових матеріалів виконують для поперечного профілю, призначеного виходячи з розрахунків стійкості укосів.

65

ДБН В.2.4-Х:201ХТаблиця 9.2 – Значення коефіцієнтів надійності за відповідальностю (коефіцієнти

відповідальності) гідротехнічних споруд для різних класів наслід-

ків (відповідальності) споруд

В результаті перевірки фільтраційної міцності уточнюють конструкцію гре-

блі, зокрема місце розташування дренажу.

Значення критичного середнього градієнту напору приймають в залежності

від фізико-механічних властивостей грунту і способу його укладання, причому

більші значення Jcr, m вибирають для щільнішого грунту.

9.6 При проектуванні зворотних фільтрів, дренажів і перехідних шарів

вимагають:

- встановлювати розрахункові параметри (зерновий склад, щільність, порис-

тість, коефіцієнт фільтрації і ін.) грунтів, що захищаються зворотними філь-

трами, оцінювати їх суфозійну міцність (суфозійність) і визначати

розрахункові розміри часток, утворюючих скліпіння, і діаметр пір

(dа і da, max) грунту, що захищають, залежно від його складу і умов фільтра

ційного потоку;

Клас (підкласи) наслідків

(відповідальності)

Категорія відповідальності конструкції та її

елементів

Значення γn , які використовують в роз-рахункових ситуаціях

перша групаграничних

станів

друга група граничних

станів

СС3А 1,250

1,000Б 1,200В 1,150

СС2

СС2-1А 1,200

1,000Б 1,150В 1,100

СС2-2А 1,150

1,000Б 1,100В 1,000

СС1А 1,100

1,000Б 0,975В 0,950

Примітка 1. Категорії відповідальності гідротехнічних конструкцій та їх елементів прийняті у відповід-ності з ДБН В.1.2-14.Примітка 2. Для різних категорій відповідальності конструктивних елементів гідротехнічної споруди допускається застосування різних значень

66

ДБН В.2.4-Х:201Х- вибирати природні кар'єрні грунти або штучно отримувані (щебеневі, гра-

нульований шлак тощо), які можуть бути використані для влаштування

зворотних фільтрів;

- підбирати зерновий склад першого шару зворотного фільтру і наступних

шарів (якщо у цьому є необхідність) з вибраних природних кар'єрних або

штучних матеріалів;

- перевіряти суфозійну міцність і стійкість грунтів, що захищаються зворот-

ним фільтром, і грунтів зворотних фільтрів;

- встановлювати товщину і число шарів зворотних фільтрів;

- встановлювати допустимі межі відступів в зерновому складі, товщині шарів

і щільності грунтів фільтру при їх укладанні в дренажі або перехідні шари.

9.7 Для зворотних фільтрів, дренажів і перехідних шарів допустимий коефі-

цієнт різнозернистості фільтрових матеріалів k60,10 визначають за формулою

6060,10

10

dk

d= , (9.2)

де d60, d10 – розміри фракцій грунту, маса яких разом з масою дрібніших фракцій

складає відповідно до 60% і 10% маси усього грунту.

Коефіцієнт різнозернистості фільтрових матеріалів k60,10 повинен задовольня-

ти наступним умовам:

- для несуфозійного сипучого грунту, що захищається, слід приймати

k60, 10 ≤ 20 для випадку, коли фільтр виконують з окатаних часток піщаних і

гравійних грунтів, і k60, 10 ≤ 25, коли фільтр виконаний з щебенистих

грунтів;

- для суфозійного сипучого грунту, що захищається, k60, 10 ≤ 15;

- для глинистого грунту, що захищається, з числом пластичності Ip ≥ 0,07

(при обгрунтуванні допускають Ip ≥ 0,05) k60, 10 ≤ 50. При товщині перехід-

ного шару греблі більше 3 м при відповідному обгрунтуванні k60, 10

може бути прийнятий більше 50;

- для фільтрів, що влаштовуються з пористого бетону, k60, 10 ≤ 12;

- для фільтрів, що виконують відсипанням матеріалів у воду, k60, 10 ≤ 10.

Для фільтрів, що виконують з матеріалів з k60, 10 ≤ 10, товщину шарів при-

ймають згідно 6.7.5 цих будівельних норм, а для фільтрів, що виконуються з мате-

67

ДБН В.2.4-Х:201Хріалів з k60, 10 > 10, товщину шарів необхідно встановлювати за результатами дослі-

дних відсипок з урахуванням сегрегації фільтрових матеріалів, що виникає при

транспортуванні, відсипанні і розрівнюванні шарів фільтру.

9.8 Відмова від влаштування зворотних фільтрів або перехідних шарів для

протифільтраційних призм, що укладають по насипу крупноуламконих грунтів,

допускають за наявності відповідного обгрунтування.

9.9 Замість грунтових зворотних фільтрів допускають застосовувати, при від-

повідному обгрунтуванні, зворотні фільтри з пористого бетону і інших пористих

матеріалів.

9.10 Розрахунки стійкості укосів грунтових гребель усіх класів і підкласів

наслідків (відповідальності) слід виконувати для круглоциліндричних поверхонь

зсуву. За наявності в основі або тілі греблі ослаблених зон, прошарків грунту з

нижчими міцністними властивостями, при оцінці стійкості екрану або захисного

шару тощо слід виконувати розрахунки для довільних поверхонь зсуву. При роз-

рахунках слід використати методи, що задовольняють умовам рівноваги призми

обвалення і її елементів в граничному стані і методи, що враховують напружений

стан греблі і її основи. Стосовно до конкретних геологічних умов і конструкції

греблі можуть бути використані, при відповідному обгрунтуванні, перевірені

практикою спрощені методи розрахунку. При однорідних характеристиках грунту

і відсутності фільтраційних сил можна користуватися методами, що припускають

монолітну призму обвалення. У тих же умовах при плоскій поверхні укосу і не-

зв'язному грунті досить оцінювати стійкість малого об'єму (частки) грунту на

його поверхні співставленням коефіцієнта внутрішнього тертя матеріалу із закла-

данням укосу. Для розрахунку стійкості укосів гребель класів і підкласів наслідків

(відповідальності) може бути застосований метод, приведений в додатку Д.

9.11 Стійкість укосу греблі має бути перевірена по можливих поверхнях

зсуву із знаходженням найбільш небезпечної призми обвалення, що характеризує-

ться мінімальним відношенням узагальнених граничних реактивних сил опору до

активних зсуваючих сил. Критерієм стійкості укосів греблі є дотримання (для

найбільш небезпечної призми обвалення) нерівності

,1)(

≤

gn

cffc RF

γγγγγ

(9.3)

68

ДБН В.2.4-Х:201Х де F – розрахункове значення узагальненої силової дії, визначене з урахуванням

коефіцієнта надійності по навантаженню γf (залежно від методу розрахун-

ку стійкості укосів F – рівнодійна активних сил або моментів цих сил від

носно осі поверхні зрушення);

R – розрахункове значення узагальненої несучої здатності системи "спору

да-oснова", що визначають з урахуванням коефіцієнта безпеки по грунту

γg тобто узагальнене розрахункове значення сил граничного опору зсуву

по даній поверхні;

γf, γn, γfc – коефіцієнти надійності по навантаженню, надійності по відповідальності

споруди, поєднання навантажень, що визначають згідно ДБН В.2.4-3;

γg – коефіцієнт надійності по грунту, що визначають згідно СНиП 2.02.02;

γc – коефіцієнт умов роботи.

При пошуку небезпечної поверхні зсуву може бути використана залежність

для розрахунку коефіцієнта стійкості ks :

k

RFs

n fc

c= ≥

γ γγ

, (9.4)

Отримані розрахунком значення коефіцієнта стійкості при відповідному

поєднанні навантажень не повинні перевищувати значення більш ніж на 10 %,

якщо це не обумовлено особливостями греблі.

Числові значення коефіцієнтів γn, γfc, γc і γf приведені в таблицях 9.2 - 9.5.

Таблиця 9.3 – Значення коефіцієнта поєднання навантажень

Поєднання навантажень Значення γfc

Основне 1,00

Аварійне 0,90

Будівельного періода 0,95

Таблиця 9.4 –Значення коефіцієнта умов роботи

Методи розрахунку Значення γc

Ті, що задовольняють умовам рівноваги 1,00

Спрощені методи 0,95

69

ДБН В.2.4-Х:201Х9.12 При розрахунках стійкості укосів гребель необхідно розглядати наступні

випадки.

Таблица 9.5 – Значення коефіцієнтів надійності по навантаженню при розрахун-

ках за граничними станами першої групи

Навантаження і дії Значення γf

Тиск води безпосередньо на поверхні споруди і основи; сило-ва дія фільтраційного потоку; хвилевий тиск; поровий тиск 1,0

Маса грунту (вертикальний тиск від ваги грунту) 1,1 (0,9)

Бічний тиск грунту 1,2 (0,8)

Тиск наносів 1,2Навантаження від підйомних перевантажувальних і транс-портних засобів 1,2

Льодові навантаження 1,1Зусилля від температурних і вологісних дій, прийнятихза довідковими і літературними даними 1,1Сейсмічні дії 1,0Навантаження, нормативні значення яких встановлюються на основі статистичної обробки багаторічного ряду спостере-жень, експерементальних досліджень, фактичного виміру і визначенні з врахуванням коефіцієнта динамічності 1,0

Примітка 1. Зазначені в дужках значення коефіцієнта надійності за навантаженням відносяться до ви-падків, коли застосування мінімального значення коефіцієнта приводить до невигідного завантаження спору-ди.

Примітка 2. Коефіцієнт надійності за навантаженням γf слід приймати рівним одиниці для всіх ґрунтових навантажень і власної ваги споруди, обчислених із застосуванням розрахункових значень характеристик ґрунтів (питомої ваги і характеристик міцності) і матеріалів (питомої ваги бетону), прийнятих у відповідності з будівельними нормами і правилами на проектування основ і окремих видів споруд.

Примітка 3. Значення коефіцієнта γf =1,2 (0,8) для навантажень бокового тиску ґрунту слід застосовувати при використанні нормативних значень характеристик ґрунту.

Для низового укосу:

– перший розрахунковий випадок (основний): у верхньому б'єфі – нормаль-

ний підпірний рівень (НПР), в тілі греблі – усталена фільтрація; за наявнос-

ті води в нижньому б'єфі глибину її приймають максимально можливою

при НПР, але не більше ніж 0,2 hi, де hi – висота укосу, м;

– другий розрахунковий випадок (основний) при відкритих водоскидах (без

затворів): підпірний рівень і рівень нижнього б'єфу визначають максималь-

70

ДБН В.2.4-Х:201Х ною витратою, що відносять до основних поєднань навантажень і дій;

– третій розрахунковий випадок (аварійний): у верхньому б'єфі – форсований

підпірний рівень (ФПР), в нижньому б'єфі глибину води приймають мак-

симально можливою при ФПР.

Для верхового укосу:

– перший розрахунковий випадок (основний): максимально можливе зниження

рівня води у водосховищі від НПР або від підпірного рівня, що відповідає про-

пуску максимальної витрати, що відносять до основних поєднань навантажень, з

найбільшою можливою швидкістю, при цьому враховують фільтраційні сили

неусталеної фільтрації;

– другий розрахунковий випадок (будівельного періоду): рівень води у верхньому

б'єфі знаходиться на найнижчій відмітці, але не нижче 0,2 hi, де hi – висота

укосу, м; рівень грунтової води в тілі греблі приймають таким, що відповідає

встановленому рівню;

– третій розрахунковий випадок (аварійний): максимально можливе зниження рів-

ня води у водосховищі від ФПР з найбільшою можливою швидкістю, при цьому

враховують фільтраційні сили несталеної фільтрації.

Примітка 1. Для земляних гребель з хвилегасними укосами слід робити розрахунок стійкості з ураху-

ванням хвилевої дії, приведеної в додатку Е.

Примітка 2. При розрахунку стійкості укосів земляних намивних гребель необхідно враховувати

фільтрацію з прудка при проектованому його положенні в період намивання греблі і насичення водою

грунтів укосів (розрахунковий випадок будівельного періоду).

Примітка 3. При розрахунку стійкості укосів гребель в сейсмічних районах сейсмічні навантаження

враховують згідно до ДБН В.1.1-12.

Стійкість верхового укосу греблі в умовах сейсмічного навантаження слід перевіряти як для випадка

швидкого зниження рівня води у водосховищі від НПР до найбільш низького експлуатаційного рівня, так і

для випадку тривалого стояння НПР (або підпірного рівня (ПР), що відповідає пропуску витрати, від-

несеної до основних дій).

Примітка 4. Якщо консолідація зв'язних грунтів греблі і її основи не завершується до моменту закі-

нчення будівництва, в розрахунках стійкості укосів слід враховувати поровий тиск як для будівельного,

так і для експлуатаційного випадку.

Примітка 5. Для гребель з грунтовим екраном слід розраховувати стійкість екрану на укосі греблі і

стійкість кріплення на екрані. Для ділянок поверхні зсуву на контакті екрану і греблі або кріплення екрану

міцністні характеристики приймають для грунту екрану.

71

ДБН В.2.4-Х:201ХПримітка 6. Розрахунок стійкості бічних призм земляних намивних гребель з ядром з глинистого

грунту слід виконувати з урахуванням порового тиску в період консолідації ядра (розрахунковий випадок

будівельного періоду).

9.13 При розрахунку стійкості укосів гребель міцністні характеристики

грунтів тіла гребель підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 та СС1

слід приймати постійними, а гребель класів і підкласів наслідків (відповід-

альності) СС3 та СС2-1 – змінними, залежно від напруженого стану грунту в зоні

проходження поверхні зсуву.

9.14 Напружено-деформований стан тіла греблі з грунтових матеріалів і її

основи слід враховувати в розрахунках стійкості укосів греблі, фільтраційної міц-

ності на контакті водотривких елементів з основою, перевірки тріщиностійкості

водотривких елементів, міцності негрунтових протифільтраційних пристроїв,

аналізу поведінки греблі при проведенні натурних досліджень, а також для під-

бору матеріалів греблі.

9.15 У розрахунках напружено-деформованого стану гребель класів і підкла-

сів наслідків (відповідальності) СС3 та СС2-1 слід, як правило, застосовувати

нелінійні моделі, що враховують пластичні деформації грунту в граничному

стані, за умови визначення параметрів деформування випробуванням зразків

грунту у одомірах і стабіломірах. При цьому розміри зразків повинні відповідати

зерновому складу грунту тіла греблі і основи. Для крупнозернистого грунту до-

пускають використовувати модельний грунт. У розрахунках необхідно враховува-

ти поетапність зведення греблі, швидкість заповнення водосховища. Для гребель

підкласів і класів наслідків (відповідальності) СС2-2 та СС1 допускають проводи-

ти розрахунки по моделі лінійно-деформованого тіла.

9.16 Розрахунок осідань тіла і основи греблі слід проводити для визначення

необхідного будівельного підйому греблі, а також для уточнення об'єму робіт по

зведенню греблі.

Для намивних гребель будівельний підйом визначають згідно з вимогами даного

пункту і 9.17, 9.18, незалежно від запасу грунту на ущільнення в тілі споруди в

процесі намивання, що встановлюють відповідно до СНиП 3.02.01.

Розрахунок осідань греблі слід робити в кожному характерному її попере-

чному перерізі по декількох вертикалях, що проходять в елементах греблі з різних

матеріалів (ядрі, екрані, призмі тощо).

72

ДБН В.2.4-Х:201ХПри розрахунку осідань основи і тіла греблі слід дотримуватися вимог

СНиП 2.02.02.

9.17 Для гребель класів і підкласів наслідків (відповідальності) СС3 та СС2-1

розрахунок осідань і їх зміни в часі слід виконувати на підставі результатів екс-

периментальних досліджень стисливості грунтів з урахуванням напружено-де-

формованого стану гребель. Поровий тиск, повзучість грунту, просадочність і

набрякання при підвищенні вологості в період експлуатації необхідно

враховувати залежно від їх наявності. Для гребель підкласів і класів наслідків

(відповідальності) СС2-2 та СС1 допускають виконувати розрахунок осідань по

наближених залежностях з використанням значень модулів деформацій по СНиП

2.02.02.

9.18 Поровий тиск слід враховувати в розрахунках у випадках, коли макси-

мальне значення коефіцієнта порового тиску ru,max, що визначають відношенням

порового тиску Pв до максимального значення прикладеної напруги σ, перевищує

нормативне значення коефіцієнта порового тиску ru = 0,1.

Значення ru,max слід визначати за формулою:

ru,max = ruc ruo, (9.5)

де ruc – коефіцієнт порового тиску, що визначають за схемою закритої системи

(без урахування відтоку води з грунту);

ruo – коефіцієнт порового тиску, що визначають за схемою відкритої системи (з

урахуванням відтоку води з грунту).

Значення ruc і ruo слід встановлювати за графіками, приведеними в додатку А.

9.19 Горизонтальні зміщення гребель визначають шляхом розрахунку напря-

женно-деформованого стану з урахуванням зміни стисливості грунтів при підви-

щенні їх вологості. Для гребель підкласів і класів наслідків (відповідальності)

СС2-1 - СС1 допускають оцінювати горизонтальні зміщення на основі аналогів

гребель, побудованих в подібних умовах і такій же конструкції. Для попередніх

оцінок горизонтальних зміщень гребеня греблі слід приймати їх рівними осідан-

ню гребеня після наповнення водосховища.

9.20 При проектуванні гребель з екраном або ядром (діафрагмою) необхідно

враховувати деформації берегових схилів.

У греблях з негрунтовими екранами і діафрагмами необхідно розраховувати

поздовжні і поперечні зміщення екранів і діафрагм. Напружено-деформований

73

ДБН В.2.4-Х:201Хстан діафрагми (екрану) слід розраховувати з урахуванням тертя грунту по

поверхні діафрагми (екрану), схем їх спирання на основу і розрізки деформа-

ційними швами.

9.21 Плити кріплення укосів гребель слід перевіряти на міцність від дії тиску

хвиль і льоду відповідно до СНиП 2.06.04*.

9.22 Тріщиностійкість земляних гребель і водотривких елементів кам'яно-

земляних гребель слід визначати шляхом розрахунку їх напружено-деформовано-

го стану. При цьому слід враховувати поровий тиск, а для гребель класів і підкла-

сів наслідків (відповідальності) СС3 та СС2-1 – зміну стисливості і повзучості від-

повідно до властивостей грунтів, що складають тіло греблі і основу.

74

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК А

(рекомендований)

УМОВИ НЕОБХІДНОСТІ ВРАХУВАННЯ ПОРОВОГО ТИСКУ

А.1 Поровий тиск необхідно враховувати при розрахунках деформацій

основи і тіла греблі з грунтових матеріалів, а також при визначенні стійкості гре-

блі, якщо коефіцієнт порового тиску ru,max до кінця зведення греблі перевищує

значення run в якій-небудь частині тіла греблі і її основи. Вказані умови визнача-

ють критерієм, див. 9.18 цих будівельних норм:

ru,max = ruc ruo. (А.1)

А.2 Значення ruc знаходять за графіками на рисунку А.1, залежно від напру-

ження σ, рівного тиску вищерозташованого грунту на горизонтальну ділянку, і

параметра П.

Рисунок А.1 – Номограма для визначення коефіцієнта порового тиску ruc

Параметр П визначають за графіками на рисунку А.2 для початкового значе-

ння степіні вологості грунту sr,in і відношення ine

amax , де ein – початкове значення

коефіцієнта пористості; amax – максимальне значення коефіцієнта ущільнення, зна-

ruc

75

ДБН В.2.4-Х:201Хйденого за компресійною залежністю.

Рисунок А.2 – Номограма для визначення параметра П

А.3 Значення ruo визначають за графіком на рисунку А.3 залежно від ко-

ефіцієнта степені консолідації cv, рівного

,mino2

v v

c tc

d=

, (А.2)

(ein

П

Слабка Середня Підвищена

αmax

ein

Стискуваність(e

in(e

in(e

in

76

ДБН В.2.4-Х:201Хде cv,min – мінімальне значення коефіцієнта консолідації (рекомендують визначати

експериментально);

d = h (рисунок А.4 а)) і 2hd = (рисунок А.4, б));

t– час роста навантаження σ до найбільшого значення σmax (рисунок А.4, а)

б));

d = hm1 (рисунок А.4 в)) і н2bd = (рисунок А.4 г));

t – час зведення греблі (рисунок А.4 в), г)).

Рисунок А.3 – Графік залежності коефіцієнта порового тиска ruo від ovс

1 – навантаження; 2 – основа; 3 – дренаж; 4 – ядро; 5 – водоупор

ruc

НПР

НПР

РНБ

вum

77

ДБН В.2.4-Х:201ХРисунок А.4 – Різні випадки визначення коефіцієнта порового тиску α:а) – шар на водоупорі; б) – шар на дренажі; в) – однорідна гребля; г) – ядро кам'я-но-земляної греблі

А.4 При знаходженні значення ru,max рекомендується спочатку визначити ruc.

Якщо ruc ≤ run = 0,1, то поровий тиск можна не враховувати. У тих випадках, коли

ruc > run, необхідно визначити значення ruo, а потім ru,max = ruc ruo.

А.5 У разі неоднорідного грунту слід приймати для розрахунку характери-

стики грунту з найбільшими значеннями Sr, in і коефіцієнта ущільнення а.

ДОДАТОК Б

(обов'язковий)

КОНТРОЛЬ ЗА СТАНОМ СПОРУД І ОСНОВ В ПЕРІОД БУДІВНИЦТВА І ЕКС-ПЛУАТАЦІЇ

Б.1 В проектній документації гребель класів і підкласів наслідків (відповід-

альності) СС3 та СС2-2 необхідно передбачати установку КВА для проведення

натурних спостережень за роботою і станом споруд і їх основ як в процесі буді-

вництва, так і під час експлуатації, використовуючи результати цих спостережень

для оцінки надійності об'єкту, своєчасного виявлення дефектів, призначення

ремонтних заходів, попередження аварій і покращення умов експлуатації. Натурні

спостереження можуть бути контрольними і спеціальними.

Б.2 Контрольні натурні спостереження слід проводити в цілях вивчення

основних параметрів роботи греблі і основи, комплексного аналізу їх стану і оці-

нки експлуатаційної надійності. Склад і об'єм контрольних спостережень слід

встановлювати залежно від класів наслідків (відповідальності) греблі, її кон-

структивних особливостей, геологічних, гідрогеологічних, кліматичних, сейсмі-

чних умов, а також умов зведення і вимог експлуатації.

При спостереженнях, як правило, слід визначати:

- відмітки рівнів води верхнього і нижнього б'єфів;

- положення депресивної поверхні в тілі греблі і берегах;

- якість роботи дренажу і протифільтраційних пристроїв;

- витрати води, що фільтрує через греблю і її основу, а також у берегах і місцях

примикання греблі до бетонних споруд;78

ДБН В.2.4-Х:201Х- мутність води, що профільтрувалась, а при необхідності, і її хімічний склад;

- поровий тиск в глинистих елементах тіла греблі і основи;

- осідання тіла греблі, основи і берегових примикань;

- горизонтальні зміщення гребеня, берм і протифільтраційних пристроїв;

- напруження і деформації в тілі греблі, протифільтраційних пристроях, а також у

основі;

- сейсмічні коливання;

- льодові дії.

До складу контрольних спостережень слід включати систематичні візуальні

спостереження за станом кріплень і місцевими деформаціями укосів і гребеня гре-

блі, водоскидних кюветов, появою виходів води, що профільтрувалася, розми-

вами укосів і берегів, появою намерзлого льоду, замулюванням і заростанням

дренажних траншей.

Б.3 Для гребель классу наслідків (відповідальності) СС1 і їх основ слід

передбачати комплексні візуальныe спостереження. Інструментальні спостере-

ження слід, як правило, обмежувати спостереженнями за зміщеннями, осіданням,

положенням депресивної поверхні і фільтраційними витратами.

При відповідному обгрунтуванні допускають не проводити інструментальні спо-

стереження.

Б.4 Спеціальні натурні спостереження проводять, при відповідному обгрун-

туванні в цілях отримання даних для уточнення методів і результатів розрахунку і

модельних досліджень, обгрунтування конструктивних рішень, методів вироб-

ництва робіт і поліпшення умов експлуатації гребель.

Б.5 Склад натурних спостережень повинен включати:

- програму спостережень з викладенням цілі, завдань, складу, об'єму, методики з

вказівкою термінів, номенклатури і технічних характеристик КВА;

- загальні схеми і робочі креслення розміщення і монтажу КВА в греблі, основі,

берегових примиканнях і окремих елементах, прокладення і комутації кабельних

ліній і влаштування вимірювальних пультів;

- робочі креслення заставних деталей і монтажних пристосувань для установки

КВА;

- специфікації встановлюваної КВА, вторинних приладів, допоміжного устатку-

вання, кабелів;

79

ДБН В.2.4-Х:201Х- інструкцію по установці КВА, прокладенню кабельних ліній і устаткуванню

пультів;

- кошторис на прилади, допоміжне устаткування, кабельну продукцію, проведен-

ня спостережень, обробку і аналіз результатів.

Номенклатуру, число приладів і їх місце розташування в тілі греблі, основі,

берегових примиканнях і окремих елементах споруди встановлюють, виходячи із

складу завдань і об'єму спостережень і досліджень. При цьому слід прагнути до

автоматизації усіх спостережень.

Б.6 В проектну документацію мають бути включені вимоги по періодичності

проведення, обробці і систематизації натурних спостережень за роботою і станом

споруди і його основи як в період будівництва, так і період експлуатації.

Б.7 При розрахунках гребель усіх класів наслідків (відповідальності) повинні

встановлюватись гранично допустимі значення параметрів стану гребель і їх

основ, що контролюються натурними спостереженнями. Значення гранично допу-

стимих параметрів у вигляді окремої таблиці включають до проекту.

Б.8 Гранично допустимих значень параметрів стану греблі приймають рівни-

ми розрахунковим значенням для основного і аварійного поєднань навантажень і

можуть уточнюватись в період будівництва і експлуатації.

80

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК В

(рекомендований)

РОЗРАХУНОК НОРМИ ВІДМИВАННЯ ГРУНТУ ПРИ ЗВЕДЕННІ

ЗЕМЛЯНИХ НАМИВНИХ ГРЕБЕЛЬ

В.1 Норму відмивання встановлюють за характеристикою складу кар'єрного

грунту (грунту виїмки) з урахуванням прийнятої технології намивання земляної

споруди.

В.2 Грунти піщано-гравійних і піщаних кар'єрів залежно від показників їх

гранулометричного складу і технології намиву поділяють на п'ять груп (табл.

В.1).

Для кожної групи грунтів і прийнятої технології намивання споруди норму

відмивання (НВ) визначають у відсотках до об'єму споруди, що намивають, за на-

ступними формулами:

1-а група: різнозернистий пісок з гравієм, двостороннє намивання –

НВ1 = 0,1d1 + 0,35d2 + 0,9d3 + 0,9d4 + 1d5; (В.1)

2-а група: середньозернистий пісок, двостороннє намивання –

НВ2 = 0,025d1 + 0,35d2 + 0,8d3 +1d6; (В.2)

3-я група: дрібнозернистий пісок, двостороннє намивання –

НВ3 = 0,05d1 + 0,3d2 + 0,9d3 +1d6; (В.3)

4-а група: дрібнозернисті і пилуваті піски, двостороннє намивання -

НВ4 = 0,11d2 + 0,5d3 + 0,6d4 +0,9d5; (В.4)

5-а група: різнозернисті, середньозернисті і дрібнозернисті піски, одностороннє

намивання з вільним укосом –

НВ5 = 0,15d1 + 0,5d2 + 0,9d3 +1d6, (В.5)

де d1, d2, d3, d4, d5, d6 – діаметри часток грунту, мм, приймають для:

d1=0,25-0,10 мм; d2=0,10-0,05 мм; d3=0,05-0,01 мм; d4=0,01-0,005 мм;

d5<0,005 мм; d6<0,01 мм.

Примітка 1. Відмивання грунту при односторонньому намиванні тонкозернистих і пилуватих грунтів,

а також при намиванні грунтів у воду без влаштування обвалування встановлюють при проектуванні тех-

нологічних схем намивання споруд з використанням аналогів або результатів дослідного намивання.

Примітка 2. У випадках, коли проектом встановлена доцільність використання для намивання споруд

кар'єрних грунтів або грунтів корисних виїмок без попереднього видалення вскришного шару, серед-

81

ДБН В.2.4-Х:201Хньозважений гранулометричний склад, по якому визначають норму відмивання, встановлюють по усій

товщі кар'єру (виїмки), – від поверхні до підошви забою.

Таблиця В.1 – Класифікація піщаних и піщано-гравійних грунтів для намивних

гребель

Но-мергруп

игрун

ту

Грунт Технологіянамиву

Вміст фракційу складі грунту, %, при d, мм 0,25 мм

0,10 ммdd

>е<е

*k60,10

d90, мм0,25–

0,10 >2,0

1 Різнозернисті піски з гравієм

Двусто-ронійз технологі-чним пруд-ком

<50 >5 >1 2,5–300

>2

2 Средньозер-нисті піски

Двусто-ронійз технологі-чним пруд-ком

<50 <5 >1 <5 <2

3 Мілкозер-нисті піски

Двусто-ронійз технологі-чним пруд-ком

>50 — — <5 —

4 Тонкозер-нистіі пилуваті піски

Двусто-ронійз технологі-чним пруд-ком

<50 — <1 >5 —

5 Різнозернисті піски з гравієм, сред-ньозернисті і мілкозернисті піски

Односто-роній з вільним укосом

— — — — —

* > 0,25 мм

< 0,10 мм

d

d

е

е – відношення сум процентного вмісту фракцій.

82

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК Г

(рекомендований)

РОЗРАХУНКИ МЕЖ ЗОН ФРАКЦІОНУВАННЯ І УСЕРЕДНЕНОГО

ЗЕРНОВОГО СКЛАДУ НАМИТОГО ГРУНТУ В ПОПЕРЕЧНОМУ

ПЕРЕРІЗІ ГРЕБЛІ

Г.1 Розрахунок меж зон фракціонування і усередненого зернового складу на-

митого грунту у поперечному перерізі виконують для неоднорідних гребель.

Фракціонування грунту - процес, покладений в основу конструкції намивних гре-

бель, і проявляється в розкладці зерен грунту за крупністю по довжині укосу на-

мивання, з поступовим зменшенням середньої крупності намитого грунту по міру

відходу від випуску пульпи з розподільчого пульпопроводу.

Г.2 Для неоднорідних гребель з ядром, що намивають з піщано-гравійного

грунту, що містить пилуваті і глинисті фракції (див. рис. 7.1 в) ), розрахунок меж

зон фракціонування виконують за допомогою наступних формул:

– відстань X1, м, від укосу греблі до внутрішньої межі бічної зони визначають за

формулою: max

1 02мм

0,01Фd

id

X L=

й щ= Ч Чек ъл ы

, (Г.1)

де max

02мм

Фd

id =е – вміст усіх фракцій крупніше 2 мм у складі кар'єрного грунту, %;

L – відстань від укосу до осі греблі, м;

– відстань X2, м, від укосу греблі до межі ядра:max

2 00,1мм

0,01Фd

id

X L=

й щ= Ч Чек ъл ы

, (Г.2)

де max

00,1мм

Фd

id =е – вміст усіх фракцій крупніше 0,1 мм у складі кар'єрного грунту, %.

Примітка: В розрахунок вводять усереднений склад кар'єрного грунту.

Г.3 Для неоднорідних гребель з центральною зоною, що намиваються з піща-

но-гравійних грунтів (див. рис. 7.1 г) ) розрахунок відстані Х3, м, від укосу греблі

до межі центральної зони виконують за допомогою формули;

max3 0

0,25мм0,01Ф

d

id

X Lй щк ък ък ъ=л ы

= Ч Че , (Г.3)

де max

00,25мм

Фd

id =

е – вміст усіх фракцій крупніше 0,25 мм у складі кар'єрного грунту, %.

83

ДБН В.2.4-Х:201ХПримітка: В розрахунок вводять усереднений склад кар'єрного грунту.

Г.4 Усереднений зерновий склад намитого грунту в межах виділених зон

фракціонування визначають за допомогою графіків

=

0ddf iα (див. рис. Г.1 -

Г.5), побудованих в результаті обробки даних геотехнічного контролю намивання

різних гребель,

де α – процентний вміст складових часток;

di – діаметр складових часток намитого грунту, мм;

d0 – середньозважений діаметр часток кар'єрного грунту, мм, визначений за

формулою:95

05

0 90

p

i ip

d pd

=

=е

= , (Г.4)

де d0i – середньоарифметичне значення діаметру i-ої стандартної фракції у складі

кар'єрного грунту, мм;

pi – процентний вміст i-ої стандартної фракції;

90 – сумарний вміст фракцій, що враховуються, у складі кар'єрного грунту, %.

Примітка: При обчисленні d0 відкидають усі фракції дрібніше d5 і більше d95, де d5 і d95 – діаметр ча-

сток, що відповідає забезпеченості 5% і 95% по масі у складі кар'єрного грунту.

Відношення 0

idd знімають з усередненою кривою графіків для різної забезпе-

ченості (10%, 20% і т. д.). Значення di (d10, d20 тощо), мм, визначають множенням

вказаного відношення на задане значення d0 no формулі

00

ii

dd d

dж ц

= Чз чи ш

. (Г.5)

За допомогою отриманих значень di будують криву зернового складу намитого

грунту по кожній зоні.

84

ДБН В.2.4-Х:201Х

Рисунок Г.1 – Графік залежності Чж цз чи ш0

α = idfd . Однорідні піщані греблі

I — бокова зона; II — центральна зона

Рисунок Г.2 – Графік залежності Чж цз чи ш0

α = idfd . Неоднородні греблі з дрібного

піщано-гравійного грунту з центральною піщаною зоною

Вміс

т ф

ракц

ій, %

Вм

іст

фра

кцій

, %

85

ДБН В.2.4-Х:201Х

I — бокова зона; II — центральна зона

Рисунок Г.3 – Графік залежності Чж цз чи ш0

α = idfd . Неоднородні греблі з крупного піща-

но-гравійного грунта з центральною піщаною зоною

I — бокова зона; II — ядро

Рисунок Г.4 – Графік залежності Чж цз чи ш0

α = idfd . Гравійні греблі з ядром висотою

менше 30 м

Вміс

т ф

ракц

ій, %

Вм

іст

фра

кцій

, %

86

ДБН В.2.4-Х:201Х

I — бокова зона; II — проміжна зона; III — ядро

Рисунок Г.5 – Графік залежності Чж цз чи ш0

α = idfd . Гравійні греблі з ядром висотою

більше 30 м

Вміс

т ф

ракц

ій, %

87

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК Д(довідковий)

РОЗРАХУНОК СТІЙКОСТІ УКОСІВ СПОСОБОМ ПОХИЛИХ СИЛ ВЗАЄМОДІЇ

Д.1 Згідно 9.10 цих будівельних норм в якості рекомендованих методів роз-

рахунку стійкості укосів грунтових гребель названі методи, що оперують з розч-

ленованою на вертикальні елементи призмою обвалення і з довільною або кругло-

циліндричною поверхнею зрушення, та задовольняють умовам рівноваги в грани-

чному стані. В якості таких можуть бути використані методи, що грунтуються на

гіпотезі нахилених сил взаємодії між елементами призми обвалення. Кут нахилу

до горизонту β цих сил може бути визначений з умов рівноваги призми обвалення

в граничному стані, якого досягають пропорційною зміною характеристик міц-

ності грунтів від розрахункових значень tgϕ, с до критичних tgϕк, ck.

При довільній поверхні зсуву для оцінки стійкості призми обвалення спів-

ставляють проекції рівнодіючих активних сил FE і сил опору RE на напрям сил

взаємодії. При круглоциліндричній поверхні зсуву можна співставляти як мо-

менти рівнодіючих активних сил F0 и сил опору R0 відносно осі поверхні зсуву,

так і їх проекції.

Критерієм стійкості призми обвалення являєтся співвідношення

,RFn

cfc ⋅≤⋅

γγγ (Д.1)

де γfc, γc і γn – коефіцієнти поєднань навантажень, умов роботи, надійності по

відповідальності споруди.

Укіс стійкий, якщо забезпечена стійкість призми обвалення з найбільш не-

безпечною поверхнею зрушення.

Проекції рівнодійних FE і RE визначають з умови рівноваги елементів призм

обвалення по формулах (див. рис. Д.1):

cos( )coscos( ) tg( )

cos( )

E

E

F QCR Q

ь= β + δпэϕ= β + δ ϕ + β − α +Ч пϕ + β − α ю

ее е , (Д.2)

де Q = qdx – рівнодійна активних сил, що діють на елемент призми обвалення;

ϕ – кут внутрішнього тертя грунту, град;

β – кут між напрямом дії рівнодійних сил до горизонтальної осі, град

88

ДБН В.2.4-Х:201Х (див. рис. Д.1);

δ – кут відхилення сили Q від вертикалі, град;

α – кут нахилу елементу поверхні зсуву до горизонту, град;

С = cds – сила зчеплення, що діє на елемент поверхні зрушення, МПа.

Моменти рівнодійних сил F0 і R0 визначають за формулами:

0

0

sin( ) sin

cos( ) sin cos( ) coscos( ) cos( )

bF r Qr

Q CR r

ьй щ= α + δ − δЧ Ч пк ъл ы пэ

й щβ + δ ϕ β − α ϕЧ Ч п= +Ч к ъ пϕ + β − α ϕ + β − αл ыю

е

е е, (Д.3)

де r – радіус поверхні зсуву, м;

b – підвищення точки прикладення сили Q над поверхнею зсуву, м.

Кут β в обох випадках допустимо визначати за наближеною залежністю

( ) dxdx

α + δ Чβ ≈ е

е . (Д.4)

Стійкість укосу в припущенні круглоциліндричній поверхні зсуву можна

перевіряти за формулами (Д.2) або (Д.3). Відношення 0

0

RF і E

E

RF – різні механічні

поняття, тому оцінки стійкості за ними виходять різними. Проте ці оцінки співпа-

дають при 1RF

= і досить близькі при 1,3RF

< , так що розбіжностей в оцінці стій-

кості укосу не виникає.

Якщо прийняти як універсальну оцінку стійкості відношення tg

tg k k

cc

ϕ =ϕ , тобто

підібрати такі значення характеристик міцності, при яких R0 = F0 і RE = FE, ре-

зультати розрахунку за обома способами повинні співпадати. Такий розрахунок

може служити контролем правильності визначення кута β, тобто дотримання

умов рівноваги призми обвалення в граничному стані, для знайденої найбільш

небезпечної поверхні зсуву.

Вплив води, що насичує укіс, може враховуватись двома способами:

– вагу грунту в межах кожного елементу визначають з урахуванням його насичен-

ня водою і капілярного її підняття, а по контуру елементу (поверхні укосу, по-

верхні зсуву і площинам розділу між елементами) додають тиск води, що визна-

чають фільтраційним розрахунком;

89

ДБН В.2.4-Х:201Х– вагу грунту елемента визначають з урахуванням його зважування водою; на рів-

ні її поверхні до грунту прикладають капілярні сили і до насиченого водою об'єму грунту елемента додають фільтраційні сили, що визначають розрахун-ком.

Обидва способи дають тотожні результати і поширюються на неусталену фільтрацію, у тому числі при незавершеній консолідації грунту. При обчисленні активної сили FE і активного моменту F0 тиск води по площинах розділу може не враховувати, в сумі воно дорівнює нулю. При обчисленні F0 можна не враховува-ти також тиск води по круглоциліндричній поверхні зсуву, його момент дорівнює нулю.

Вплив сейсмічних дій на укіс визначають за ДБН В.1.1-12 у формі об'ємних сейсмічних сил, що діють на об'єм грунту кожного елементу з урахуванням його насичення водою, і зміни тиску води на поверхню укосу в межах елементу.

У розрахунки укосів з урахуванням сейсмічних дій вводять динамічні ха-рактеристики міцності грунтів, якщо вони відрізняються від статичних. Врахову-ють у відповідних випадках виникнення надлишкового порового тиску як на-слідок сейсмічних поштовхів.Сейсмічні дії відносять до аварійних навантажень, їх врахування виключає інші особливі навантаження.

Рисунок Д.1 – Схема сил, діючих на елемент призми обрушення

α

90

ДБН В.2.4-Х:201Х

91

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК Е

(рекомендований)

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ЗАКЛАДАННЯ ХВИЛЕСТІЙКОГО НЕУ-КРІПЛЕНОГО УКОСУ ГРЕБЕЛЬ З ПІЩАНОГО ГРУНТУ ПРИ "ПРОФІЛІ

ДИНАМІЧНОЇ РІВНОВАГИ"

Е.1 Коефіцієнт закладання m динамічно стійкого при дії хвиль неукріпленого

укосу греблі з піщаного грунту ("профіля динамічної рівноваги") визначають за

формулою:

12

300

hm m kd h

λ

ж цλ= + Ч Чз чз ч

и ш, (Е.1)

де m0 – коефіцієнт закладання природного укосу грунту тіла греблі під водою;

kλ – коефіцієнт, що приймають рівним:

0,37 – для підводної частини пляжного укосу від розрахункового рівня води у

водосховищі (або в річці) до нижньої межі розмиваючої дії хвиль h1, м, що

визначають за формулою:

32

01 028,0

⋅⋅=d

hh λ ; (Е.2)

0,17 – для надводної частини пляжного укосу від розрахункового рівня води до

верхньої межі розмиваючої дії хвиль h2, м, залежної від висоти накату, що

визначають за СНиП 2.06.04*. У першому наближенні можна прийняти h2 =

0,5h ( рис. Е.1);

h – висота розрахункової хвилі, м;

λ – довжина розрахункової хвилі, м;

d0 – середньозважений діаметр часток грунту тіла греблі, м, визначеваний за

формулою:

0 100i id p

d = е , (Е.3)

де di – розмір фракцій, м;

pi – доля фракцій, % по масі.

Примітка 1. При визначенні коефіцієнта закладання динамічно стійкого укосу необхідно враховувати

розмиваючий вплив косого підходу хвиль, що особливо сильно проявляється при кутах підходу α в межах

від 45° до 57°.

92

ДБН В.2.4-Х:201ХПримітка 2. Профіль споруд необхідно уточнювати за даними лабораторних або натурних досліджень

на основі результатів експлуатації земляних споруд з неукріпленими укосами, побудованих з аналогічних

грунтів і в умовах, близьких по хвилевих і вітрових діях.

1 — розрахунковий рівень води; 2 — ділянка укосу при kλ = 0,37; 3 — те ж, при kλ = 0,17

Рисунок Е.1 – Визначення коефіцієнта заставляння верхового неукріпленого уко-су піщаної

РВБ

93

ДБН В.2.4-Х:201ХДОДАТОК Є

(рекомендований)

ПРОЕКТУВАННЯ ГРЕБЕЛЬ ЗІ СТАЛЕВИМИ ДІАФРАГМАМИ

Є.1 Грунтові греблі із сталевими діафрагмами можуть бути рекомендовані: за

відсутності поблизу будівництва грунтів, придатних для влаштування ядра,

екрану або зворотних фільтрів; для районів з дуже вологим кліматом; у усіх

інших випадках при відповідному техніко-економічному обгрунтуванні їх переваг

перед іншими видами гребель.

Є.2 Греблі із сталевими діафрагмами можуть зводитися з кам'яного накиду,

гірської маси, піщаних, гравійних, галечних, дресв’яних і щебеневих грунтів.

Є.3 Сталеві діафрагми допускаються до застосування в греблях класів і під-

класів наслідків (відповідальності) СС3-СС1.

Є.4 Сталеву діафрагму рекомендують розташовувати в тілі греблі вертикаль-

но в площині, що проходить по осі гребеня або по його верховій бровці.

Є.5 Спряження сталевої діафрагми з основою греблі і береговими схилами

повинне здійснюватись за допомогою бетонного зуба, плити або цементації поте-

рни з влаштуванням під опорним елементом діафрагми периметрального шва з бі-

тумних або інших гідроізоляційних матеріалів, або іншими способами, що забез-

печують зміщення опори діафрагми по опорній площині при дії горизонтальних

навантажень, а також водонепроникність шва. З бетонними спорудами, вбу-

дованими в греблю (водоскид, водоприймач тощо), сталеву діафрагму

рекомендують спрягати закладенням її у бетон стоянів, але з влаштуванням в ній

у безпосередній близькості від стояна вертикального деформаційного шва-

компенсатора, що забезпечує зміщення (без натяжіння) діафрагми під дією гори-

зонтальних навантажень.

Є.6 Сталеві діафрагми слід виконувати з нелегованих вуглецевих сталей з

межею міцності 300-400 МПа і відносним подовженням 20-30 %.

Є.7 У сталевій діафрагмі слід передбачати вертикальні і горизонтальні де-

формаційні шви, місце розташування яких визначають відповідними розраху-

нками.

Є.8 Кількість і місце розташування вертикальних деформаційних швів в діа-

фрагмі призначають виходячи з епюри її планових горизонтальних зміщень від дії

гідростатичного тиску з урахуванням можливих місцевих деформацій тіла греблі, 94

ДБН В.2.4-Х:201Хскладності рельєфу створу, геологічної будови основи. Обов'язковим слід раху-

вати влаштування в діафрагмі вертикальних швів в місцях різкого зламу поверхні

основи (сідловині, горбі, бортах каньйону тощо), а також в місцях закладення діа-

фрагми в стояни бетонних споруд і на межах ділянок основи, складених

грунтами, що різко відрізняються за деформативними властивостями.

Є.9 Кількість і місце розташування горизонтальних деформаційних швів в

сталевій діафрагмі призначають розрахунком з умови забезпечення міцності діа-

фрагми на стиск, яке виникає внаслідок тертя про її поверхню грунту призм гре-

блі при їх осіданні і дії ваги діафрагми. Напруження в діафрагмі σ визначають за

формулою:

ynn

RA

NQγ

σ 1≤+= (Є.1)

де Q – вага діафрагми;

N – навантаження на діафрагму від тертя грунту;

Rу – розрахунковий опір сталі стиску по межі текучості;

γ n – коефіцієнт надійності по відповідальності;

Aп – площа поперечного перерізу діафрагми (розрахунок на одиницю довжини

греблі).

Навантаження на діафрагму на глибині х від тертя тіла греблі визначають як

добуток бічного тиску на неї грунту на коефіцієнт тертя грунту по сталі:

N1(x) = x 2

2 (ρ1λ1 + ρ2λ2 + ρ3)gf, (Є.2)

ρ1; ρ2; ρ3 – відповідно, щільність грунту верхової і низової призм греблі і води;

λ1 і λ2 – коефіцієнти бічного тиску грунту призм греблі на діафрагму;

g – прискорення сили тяжіння;

f – коефіцієнт тертя грунту тіла греблі по поверхні сталевої діафрагми;

х – глибина розташування розрахункового перерізу від гребеня греблі.

Відстань х1 від гребеня греблі до першого горизонтального деформаційного

шва визначають підбором. Прийнявши спочатку товщину діафрагми і ординату

х1, визначають значення Q(х1) і N(х1), а також перевіряють умову міцності (Є.1).

Місце розташування другого, третього і усіх наступних швів визначають по-

слідовними розрахунками напруженого стану фрагментів діафрагми, розташова-

95

ДБН В.2.4-Х:201Хних між двома сусідніми швами з ординатами хn і хn+1. В цьому випадку наванта-

ження N(х) обчислюють як різницю

N(х) = N(х n+1) - N(хn). (Є.3)

У опорному фрагменті діафрагми в межах зони його вигину, рівної відношенню

3

44

kEI

, у формулі (Є1) враховують вплив опорного моменту і сили тертя опори

по основі (k – коефіцієнт постілі, EI – жорсткість діафрагми).

Для попереднього проектування схеми розрізки діафрагми горизонтальними

деформаційними швами рекомендують графіки, приведені на рис. Є.1.

Є.10 У місцях розташування в діафрагмі вертикальних швів влаштовують та-

кож поперечні (герметичні) деформаційні шви в її опорному елементі за типом,

приведеним на рис. Є.2.

Є.11 Значення коефіцієнтів тертя піщаних, гравійвих і галечних грунтів тіла

греблі або перехідних шарів по сталевій діафрагмі рекомендують призначати за

графіками на рис. Є.3 з подальшим їх уточненням спеціальними випробуваннями

для конкретних випадків.

Є.12 Остаточні розміри конструктивних елементів профілю греблі, її під-

земного контура, товщини діафрагми, кроку деформаційних швів уточнюють за

даними статичних, динамічних і фільтраційних розрахунків греблі.

Є.13 Для визначення горизонтальних зміщень і прогинів діафрагми

рекомендують використати методику її розрахунку за схемою балки кінцевої

жорсткості на пружній податливій основі, в якості якої розглядається низова при-

зма греблі. Податливість низової призми виражають коефіцієнтом постілі k, що

змінюється по її висоті.

Зміщення опори діафрагми імітується в розрахунковій схемі введенням в опорний

переріз реактивної сили тертя То і моменту Мо (рис.Є. 4).

Є.14 Напружено-деформований стан греблі із сталевою діафрагмою

рекомендують розраховувати чисельними методами в постановці пружної або

пружнопластичної задачі з урахуванням поетапного її зведення і наповнення

водосховища. При розрахунку греблі з рухливою в опорі діафрагмою

рекомендують враховувати прослизання бічних призм греблі по основі поблизу

96

ДБН В.2.4-Х:201Хдіафрагми введенням в розрахункову схему на вказаних ділянках ковзаючих опор

(рис. Є.5).

Рисунок Є.2 – Улаштування дефор-

маційного шва в опорному елементі

діафрагми:

1 – діафрагма, з’єднана з бетонним зу-

бом; 2 – ущільнення деформаційного

шва опорного елементу; 3 – опорний

елемент діафрагми; 4 – покриття з

бітумних матів; 5 – бетонний зуб

Рисунок Є.1 – Залежність відстані між

горизонтальними швами діафрагми по

висоті L від товщини діафрагми δ, ве-

личини коефіцієнта тертя грунту по

діафрагмі f і висоти діафрагми Н

Рисунок Є.3 – Залежність коефіцієнтів тертя грунтів по сталевій діафрагмі від їх крупності і вологості:

1 – грунт вологістю 2-7 %; 2 – грунт во-логістю 100 %; 3 – грунт при покритті діафрагми бітумом

97

ДБН В.2.4-Х:201Х

Рисунок Є.4 – Схема розрахунку діафрагми як балки на пружній основі:

Р(х) – розрахункове навантаження на діафрагму; δ р (х) – реактивні напруження в грунті низової призми; Мо, То – реактивні відповідно момент і сила тертя, що діють в опорі діафрагми; хi – зміщення діафрагми; Н – висота діафрагми

Рисунок Є.4 – Схема розрахунку греблі з діафрагмою за методом кінцевих еле-ментів з урахуванням прослизування грунту тіла греблі по основі і діафрагмі

Т - сила тертя

У розрахунках необхідно враховувати власну вагу з урахуванням зважуючої

дії води, гідростатичний тиск, сили тертя бічних призм по діафрагмі і в її опорно-

му перерізі.

Є.15 Виходячи з того, що тонка сталева діафрагма практично повністю пере-

дає активне горизонтальне навантаження низовій призмі, загальну статичну стій-

кість низової призми рекомендують перевіряти на плоский зсув по поверхні осно-

ви.

Є.16 В умовах розвитку виразкової корозії діафрагму рекомендують облад-

нати системою електрохімічного (катодного) захисту.

НПР

98

ДБН В.2.4-Х:201ХЄ.17 При монтажі діафрагми в ній рекомендують влаштовувати суцільну

смугу заземлення.

Ключові слова: греблі з ґрунтових матеріалів, загальні положення, інже-

нерні розрахунки, гідротехнічні споруди, проектування гребель з ґрунтових мате-

ріалів, гребінь греблі, укіс, ядро, діафрагма, понур, дренаж, кріплення укосів

Заступник директора ДП НДІБК з наукової роботи Ю.С. Слюсаренко

Науковий керівник, завідувач відділудосліджень технічного стану будівельта гідротехнічних споруд при небезпечних геологічних процесах Я. Й. Червинський

Відповідальний виконавець, провідний науковий співробітниквідділу досліджень технічного станубудівель та гідротехнічних споруд при небезпечних геологічних процесах В.Д. Шумінський

99