Диссертация (1141446), страница 64
Текст из файла (страница 64)
В периметральном шве возникаютперемещениявовсехнаправлениях.Рольжемежсекционныхформировании НДС ЖБЭ при статических нагрузках очень мала.швов в1179. Каменно-набросные плотины с ЖБЭ могут быть перспективными длястроительства в суровых климатических условиях северных территорий России.Напряжения в ЖБЭ от температурных воздействий невелики. Температурныенапряжения в ЖБЭ компенсируются благодаря свободе его деформаций в телегрунтовой насыпи. Они тем больше, чем выше степень уплотнения каменнойнаброски. Бóльшую опасность представляет силового воздействие ото льда.
Длявосприятия сил от ледового поля толщину ЖБЭ необходимо принимать какминимум метр. Требуются дополнительные исследования по выбору покрытийЖБЭ, снижающих адгезию льда к бетону.10. Сверхвысокие каменно-набросные плотины с ЖБЭ – это плотиныповышенного риска.
Уровень растягивающих и сжимающих напряжений в ихЖБЭ приближается к прочности железобетона, а могут и превышать её. Этоподтверждается тем, что в экранах большинства плотин высотой 200 м и болееобразовывались трещины. По этой причине, по-видимому, есть предел высотыплотины с ЖБЭ, выше которого этот тип плотин применяться не может. Еёоценивают в 300 м. Для обеспечения надёжной работы сверхвысоких каменнонабросных плотин с ЖБЭ необходимо разрабатывать особые конструктивные итехнологические решения.
В качестве такого решения целесообразно применятьПФЭ, включающие в себя два дублирующих ПФЭ.118Глава 6.ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГОСОСТОЯНИЯ КАМЕННО-НАБРОСНЫХ ПЛОТИН С МАССИВНЫМИНЕГРУНТОВЫМИ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ6.1. Перспективы применения и совершенствования конструкцийплотин с массивными негрунтовыми противофильтрационными элементамиПерспективными планами развития гидроэнергетики России предусмотреностроительство крупных гидроузлов в Сибири [Лащенов, Саакян, Салимов].
Т.к.этот регион освоен слабо, а его транспортная инфраструктура не развита, то длястроительства этих гидроузлов предпочтительно использование не бетонных, агрунтовых плотин. При этом из-за суровых климатических условий в этихплотинах затруднено применение ПФЭ из глинистых грунтов и рациональноиспользовать в ПФЭ негрунтовые материалы.Однако выбор негрунтовых ПФЭ для плотин гидроузлов Сибири довольноограничен из-за повышенных требований к ним. Это обусловлено тем, чтогидроузлыбудутвысоконапорными,сводохранилищамимноголетнегорегулирования, опорожнение которых даже на время будет невозможно.
ПоэтомуПФЭ грунтовых плотин должны обладать не только повышенной надёжностью,но и быть ремонтопригодными. Традиционные тонкостенные негрунтовые ПФЭ(ЖБЭ, асфальтобетонные диафрагмы и др.) не отвечают этим требованиям – ихнадёжность не гарантирована, а ремонт – затруднителен. Необходимо искатьновые конструктивные решения ПФЭ из негрунтовых материалов.С точки зрения ремонтопригодности более выгодными являются массивныенегрунтовые ПФЭ, выполненные из цементосодержащих материалов – их ремонтможно вести инъекцией гидроизолирующих растворов в зоны повышеннойфильтрации. По конструкции массивные ПФЭ могут быть выполнены либо в видеядра, либо в виде экрана.
Внутри них могут быть устроены галереи для удобствапроведения ремонтных работ на разных отметках.119В качестве цементосодержащих материалов для создания массивных ПФЭгрунтовых плотин целесообразно использовать не бетоны, а грунтоцементныесмеси, т.е. грунты с добавлением цемента. По сравнению с бетонами,грунтоцементные смеси содержат меньшее количество цемента, дешевле итехнологичнее.
Грунтоцементные смеси могут приготовляться различнымиспособами, существует несколько технологий их создания.Массивные ПФЭ из грунтоцементных смесей могут создаваться пристроительстве грунтовых плотин двумя отличающимися способами. Во-первых,они могут создаваться параллельно с отсыпкой тела плотины. В этом случае ПФЭсоздаётся послойно. Во-вторых, ПФЭ может быть создан уже после завершениястроительства плотины (или её части) путём заполнения пор уложенного грунтагидроизолирующими растворами.
В этом случае ПФЭ создаётся сразу набольшую высоту. Технологиями создания ПФЭ по второму способу могутявляться технологии создания инъекционных завес или струйной цементации.Первым способом ПФЭ может быть устроен как в виде ядра, т.к. и в видеэкрана. Вторым способом ПФЭ может быть устроен только в виде ядра.СП 39.13330.2012 классифицирует ПФЭ, устроенный путём цементации, какинъекционную диафрагму.
Однако такой ПФЭ имеет довольно большуютолщину, поэтому мы будем называть его противофильтрационной завесой.Необходимо отметить, что грунтоцементные смеси, в отличие от бетонамогут быть довольно водопроницаемые материалами, поэтому в массивных ПФЭможетпотребоватьсядополнительнаяпротивофильтрационнаязащита.Исключение составляют лишь инъекционные завесы, полученные инъекциейгидроизолирующих растворов, имеющих в своём составе не только цемент. А дляядер и экранов из грунтоцементных смесей, требуется противофильтрационнаязащита. К примеру, В.Ф.Корчевским предложена конструкция плотины свертикальным ядром из укатанного бетона, покрытым асфальтобетонным экраном[Корчевский, Обополь].
Профессором Л.Н.Рассказовым была предложена кприменению конструкция каменно-набросной плотиной с ПФЭ в виде ЖБЭ,120уложенного на подэкрановую зону из грунтоцементобетона [Рассказов, Саинов,2012; Rasskazov, Sainov].Таким образом, один из возможных путей совершенствования конструкцийкаменно-набросных плотин с ЖБЭ и повышения их надёжности – это устройстводвойного ПФЭ. Не обязательно, чтобы дополняющий (дублирующий) ПФЭ былвыполненизцементосодержащегоматериала.Могутбытьпримененыасфальтобетон и полимерные геомембраны.К настоящему времени опыт строительства и эксплуатации конструкциивысоких каменно-набросных плотин с массивными негрунтовыми ПФЭ ненакоплен, требуется проведение соответствующих расчётных исследований. Дляконструкций подобных плотин расчётные исследования НДС практически непроводились.Поэтому в качестве задач исследований выберем следующие:1) поиск и анализ информации о свойствах грунтоцементных смесяхразличных видов с целью получения исходных данных для расчётов НДС,2) исследованиеработоспособностикаменно-наброснойплотинысжелезобетонным экраном и подэкрановой зоной из грунтоцементобетона,3) исследованиеработоспособностикаменно-наброснойплотинысинъекционной завесой.6.2.
О грунтоцементных смесях и их свойствахДля проведения расчётов НДС плотин с массивными негрунтовыми ПФЭнам требуется знать деформативные и прочностные свойства грунтоцементныхсмесей, из которых они выполняются.Классификациягрунтоцементныхсмесей.Следуетотметить,чтосвойства грунтоцементных смесей определяются двумя основными факторами.Первый фактор – это состав смеси. Важное значение имеют содержание цемента,зерновой состав грунта, а также наличие в составе других вяжущих материалов.Второй фактор – это технология приготовления грунтоцементной смеси.121В зависимости от состава смеси и применяемых технологий средигрунтоцементных смесей можно выделить следующие виды:1. Жёсткая грунтоцементная смесь.
Она представляет собой гравелистопесчаный грунт, перемешанный с цементом. Её также называют особо тощимукатанным бетоном (УБ-0), а также cement-sand-gravel (англ. «цемент-песокгравий», сокр. CSG). В отличие от укатанного бетона эта смесь содержит низкоеколичество цемента (около 50 кг/м3), а заполнитель в ней не отсортирован и непромыт [Глаговский, Радченко]. В состав смеси может также включаться золаунос.Уплотнениепроизводитсявибрационнымикатками.Этотвидгрунтоцементных смесей можно называть грунтоцементобетоном.Из жёсткой грунтоцементной смеси выполнен ряд плотин типа «твёрдаянасыпь» [Ляпичев]. Они могут быть как однородными, так и неоднородными(когда внутрь плотины укладывается камень).
Водонепроницаемость такихплотин часто обеспечивается устройством железобетонного экрана.2. Грунтоцемент (англ. soil-cement), который представляет собой восновном мелкозернистый грунт, перемешанный с цементом [Грунтоцемент длягрунтовых плотин; ICOLD, 1986, В.141].
В гидротехническом строительствегрунтоцемент начал применяться с 1980-х годов, первоначально как материал длякрепленияоткосовгрунтовыхдамбиканалов[ICOLD,1986,В.141].Грунтоцемент может приготавливаться на основе разных грунтов, как связных,так и несвязных. В качестве вяжущего обычно используется портландцемент, атакже зола-унос.
Приготовление ведётся перемешиванием грунта и цемента вбетоносмесителях. Готовая смесь доставляется транспортом на место укладки.Укладка производится слоями толщиной 15-30 см, а уплотнение – трамбованием.3. Камень, упрочнённый цементным раствором. По существу, это тожегрунтоцементобетон,ноприготовленныйпораздельнойтехнологии.Максимальный размер частиц камня может достигать 135 мм, но обычно онсоставляет не более 80 мм. Такой грунт имеет довольно большие по размерупоры. Укладка грунта ведётся слоями 30-60 см, он укатывается виброкатком.Затем грунт заливают слоем цементно-зольного раствора толщиной 10-15 см.122Расход цемента и золы-уноса составляет по 30 кг/м3 [Ляпичев].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
