9.36 Верховую подплотинную шпунтовую завесу следует предусматривать при отсутствии понура.
Применение бесшпунтовых схем подземного контура допускается в случае несвязных грунтов основания при наличии понура или при заглублении подошвы верхового зуба фундаментной плиты в водонепроницаемые грунты и при обеспечении низовым зубом фундаментной плиты фильтрационной прочности основания.
9.37 При применении в подземном контуре плотины висячих (не доходящих до водоупора) шпунтов расстояние между двумя смежными рядами шпунтов следует принимать не менее суммы глубин их погружения.
Зубья и противофильтрационные завесы
9.38 При проектировании плотин на нескальных основаниях следует предусматривать устройство бетонных и железобетонных верховых и низовых подплотинных зубьев.
Зубья как противофильтрационные преграды следует применять в случаях, когда применение шпунта невозможно по инженерно-геологическим условиям.
9.39 Температурно-деформационный шов между противофильтрационным зубом и фундаментной плитой плотины следует устраивать при надлежащем обосновании.
9.40 При песчаных и крупнообломочных грунтах основания допускается предусматривать у верховой грани плотины противофильтрационную завесу или преграду, выполняемую в виде траншеи, заполненной бетоном или глинистым грунтом, буробетонной стенки.
Глубину противофильтрационной завесы, характеристики ее водонепроницаемости следует назначать в зависимости от напора на плотину, фильтрационных и суффозионных свойств грунта основания, требований по снижению противодавления на подошву плотины.
9.41 Толщина противофильтрационной завесы должна быть , где - потеря напора в данном сечении завесы;
- см. 8.11;
- критический средний градиент напора на завесе.
В зависимости от вида грунтов основания величину для завес следует принимать:
в мелкозернистых песках - 4;
в средне- и крупнозернистых песках - 5;
в гравийно-галечниковом грунте - 6.
Дренажные устройства
9.42 Устройство горизонтального дренажа, выполняемого из крупнозернистого материала (щебня, гравия), геотекстильных материалов, пористого бетона и т.п., защищенных от заиления обратным фильтром, следует предусматривать: для плотин на глинистых грунтах основания, а также на песчаных грунтах в случаях, когда для обеспечения устойчивости плотин недостаточно устройства понура или вертикальной противофильтрационной преграды; под водобоем, рисбермой, плитами крепления откосов, особенно в зонах пульсационного и волнового воздействий, при наличии в основании плотины размываемых грунтов.
9.43 Количество слоев обратного фильтра и зерновой состав надлежит определять согласно СП 39.13330.
Толщину слоя горизонтального дренажа следует назначать с учетом конструктивных особенностей плотины и производственных условий, но не менее 20 см.
9.44 Отвод воды из горизонтального дренажа следует предусматривать в дренах водобоя или посредством дренажной системы, проходящей через тело плотины, сопрягающий или раздельный устой, в нижний бьеф. Выходные отверстия дренажной системы следует предусматривать в местах со спокойным режимом потока и располагать ниже минимального уровня нижнего бьефа.
Расчеты плотин на прочность и устойчивость
9.45 Расчеты плотин на нескальных основаниях на прочность и устойчивость следует производить в соответствии с указаниями раздела 8 и настоящего раздела.
9.46 При раздельном возведении быков, устоев и фундаментной плиты плотины на основании из песчаных грунтов реакция основания полностью возведенного сооружения должна определяться путем суммирования эпюры контактных напряжений для строительного периода под каждым элементом сооружения и эпюры напряжений, полученной от нагрузок, прикладываемых к сооружению после его омоноличивания.
Для основания плотины из глинистых грунтов контактные напряжения следует определять с учетом перераспределения их во времени.
9.47 Секции плотин I и II классов следует рассчитывать на общую прочность как пространственные конструкции совместно с упругим основанием методами теории упругости с учетом перераспределения усилий вследствие трещинообразования в сооружении и деформаций в грунтах основания.
Предварительные расчеты прочности плотин I и II, а плотин III и IV классов во всех случаях допускается производить, рассматривая их статическую работу раздельно в поперечном (вдоль потока) и в продольном (поперек потока) направлениях в соответствии с требованиями 9.49 и 9.50.
9.48 В случаях, когда схема расчета плотины на общую прочность не учитывает особенности работы отдельных элементов (фундаментная плита, быки, водослив и др.) и приложения к ним местных нагрузок, указанные элементы следует дополнительно рассчитывать на местную прочность. Расчетные усилия, напряжения и количество арматуры в различных сечениях плотины следует определять с учетом результатов расчетов как общей прочности секции плотины, так и местной прочности отдельных элементов.
9.49 Расчет общей прочности плотины следует производить и в продольном, и в поперечном направлении.
Расчеты анкерного понура
9.50 Распределение полной горизонтальной сдвигающей силы между анкерным понуром и плотиной независимо от вида грунта основания надлежит определять с учетом упругой деформации грунта в их основании и растяжения арматуры понура. При этом на протяжении всей длины понура должно отсутствовать состояние предельного равновесия, т.е. должно соблюдаться условие
,
где - наибольшее касательное напряжение по подошве понура, МПа;
- касательное напряжение по подошве понура, соответствующее состоянию предельного равновесия, МПа;
- интенсивность вертикального давления на понур, МПа;
- соответственно расчетные значения угла внутреннего трения, град, и удельного сцепления грунта основания, МПа.
В расчетах допускается принимать .
9.51 Горизонтальную силу, воспринимаемую понуром, следует учитывать при проверке устойчивости плотины на сдвиг при определения расчетного значения обобщенной силы предельного сопротивления сдвигу.
Плотина с анкерным понуром должна проектироваться таким образом, чтобы коэффициент запаса устойчивости плотины на сдвиг без учета усилия, воспринимаемого понуром, был не менее 1,0.
10 Гравитационные плотины на скальных основаниях
Конструирование плотин и их элементов
10.1 Конструирование гравитационных плотин и их элементов на скальных основаниях рекомендуется выполнять в соответствии с требованиями раздела 7 и указаниями настоящего раздела.
10.2 Исходный поперечный профиль гравитационной плотины должен иметь форму треугольника с вершиной на отметке нормального подпорного уровня воды.
10.3 При проектировании гравитационных плотин на скальных основаниях (рисунок 9) следует рассматривать техническую возможность и экономическую целесообразность применения наряду с массивными плотинами гравитационных плотин с расширенными швами (рисунок 1, б, в) и с продольной полостью у основания.
В плотинах с расширенными швами ширина шва должна быть не более половины ширины секции плотины.
Для массивных гравитационных плотин следует рассматривать возможность применения для внутренних зон малоцементного жесткого бетона, в том числе бетона, уплотняемого укаткой. Водонепроницаемость и долговечность такой плотины обеспечивается укладкой со стороны верхнего бьефа слоя из вибрированного бетона. Со стороны нижнего бьефа зона малоцементного жесткого бетона защищается слоем из вибрированного бетона или путем установки сборных бетонных блоков специальной формы.
10.4 Для створов, в которых (где - ширина ущелья по хорде на уровне гребня плотины, h - высота плотины), следует рассматривать целесообразность применения наряду с плотинами с постоянными температурными швами (разрезные плотины) плотин с частично или полностью омоноличенными поперечными температурными швами или без швов (неразрезные плотины).
10.5 Для повышения сейсмостойкости бетонных гравитационных плотин следует предусматривать:
уширение поперечного профиля плотины в нижних сечениях;
облегчение верхней части сооружений за счет применения оголовков облегченного типа (коробчатого, контрфорсного и т.п.);