Возведение земляных насыпных плотин
Тело земляной плотины должно быть хорошо уплотнено и не давать больших осадков в процессе эксплуатации. В этом отношении земляные плотины существенно отличаются, например, от дорожных насыпей, которые не подвергаются действию фильтрационного потока.
1. Разбивка плотины. Прежде чем приступать к отсыпке плотины, необходимо произвести разбивку строительных работ на месте:
1) закрепить ось плотины реперами, установленными на берегах.2) наметить и закрепить реперами ряд контрольных поперечных сечений плотины; 3) закрепить соответствующими знаками очертание основания плотины и границы поверхностного слоя грунта, подлежащего снятию; 4) наметить оси и произвести разбивку траншей под зубья плотины и т. п.
2. Карьеры грунтов, служащих для образования плотины. При проектировании плотины намечают карьеры, из которых предполагается добывать грунт для отсыпки плотины. При этом расстояние от карьера до плотины должно быть возможно меньше; карьеры располагают по возможности на таких отметках, при которых грунт в тело плотины можно было бы транспортировать сверху вниз; мощность вскрыши, т. е. вскрываемого поверхностного слоя (не идущего в тело плотины), должна быть минимальной.
Иногда в качестве карьеров удается использовать так называемые полезные выемки (выемки котлованов и каналов, устраиваемые при сооружении водосбросов, и т. п.). В некоторых случаях грунт, снимаемый с поверхности основания плотины в пределах верхового клина, может быть уложен в тело плотины в области ее низового клина (где требования к грунту не столь высокие). Вопросы разработки грунта в карьерах и транспортные средства для его перемещения в тело плотины изучают в курсе производства работ.
Ниже коротко рассмотрен вопрос об уплотнении грунта, отсыпаемого в тело плотины.
3. Уплотнение грунта в теле плотины имеет большое значение с точки зрения затраты средств и времени на постройку плотины. От степени уплотнения грунта зависит величина осадки плотины. В связи с наличием осадки плотины в послестронтельный период приходится различать (рис. 2.89): послестроительный и окончательный (проектный) профили плотины. Послестроительный профиль, т. е. тот профиль, который должен быть придан возводимой плотине (в момент окончания строительных работ), отличается от проектного профиля большей высотой в связи с запасом на осадку, которая зависит от высоты плотины и потому в разных ее поперечных сечениях должна быть различной (рис. 2.89, б), и более крутыми откосами (рис. 2.89, а).
В § 2.9 было пояснено понятие начальной плотности сухого грунта рсух н и освещены условия, исходя из которых назначают Рсухн, причем были рекомендованы приближенные приемы, позволяющие найти значение рсухн, от которого зависит упомянутый выше запас на осадку гребня плотины.
Будем считать, что нам заданы: послестроительные профили плотины (в разных ее поперечных сечениях), карьерные грунты, значения уСухн для различных мест тела плотины. Наша задача выбрать наиболее рациональный (в частности, наиболее экономичный) способ отсыпки и уплотнения грунта, позволяющий получить в различных местах тела плотины заданные значения рСУхн.
Существуют два принципиально разных способа отсыпки и уплотнения грунта: 1) сухой способ, когда в тело плотины отсыпают карьерный грунт и затем уплотняют его теми или другими механическими средствами; 2) мокрый способ, когда на месте отсыпки грунта (в тело плотины) создают небольшие карты, заполненные водой, причем грунт, доставленный самосвалами, отсыпают в воду; здесь также имеет место некоторое уплотнение отсыпанного грунта механическими средствами (самосвалами).
Итак, в процессе возведения плотины всегда ведут контрольные наблюдения за уплотнением грунта. При этом качество уплотнения грунта контролируется специальными полевыми лабораториями: по особой системе из тела возводимой плотины берут образцы грунта (с нарушенной или ненарушенной структурой). В результате исследования этих образцов устанавливают плотность грунта, пористость, сопротивление сдвигу, коэффициент фильтрации и т. п. Образцы грунта берут с таким расчетом, чтобы один образец приходился на 100...400 м3 грунта, уложенного в тело плотины. Одновременно контролируют и качество грунта в карьерах.