5.15. При наличии на площадке строительства водохранилища ранее пройденных или действующих горных выработок, а также при заполнении его хвостами или шламами, содержащими токсичные вещества, следует предусматривать устройство в ложе водохранилища экрана из малопроницаемых глинистых грунтов или полимерных материалов. Параметры экрана, его конструкция и толщина устанавливаются проектом с учетом результатов технико-экономических проработок.
Пригодность глин или суглинков для создания качественного экрана определяется на основе результатов лабораторных исследований, их физико-механических и фильтрационных свойств с учетом работы экрана в условиях сжатия и растяжения.
6. Особенности возведения и эксплуатации гидротехнических сооружений
6.1. Производство и приемку строительно-монтажных работ приемку в эксплуатацию законченных строительством гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует осуществлять в соответствии с требованиями III части глав СНиП, общесоюзных правил, норм и инструкций по строительному производству, утвержденных Госстроем СССР, а также требованиями настоящей Инструкции.
6.2. При подготовке оснований под гидротехнические сооружения особое внимание должно уделяться контролю качества строительных работ по тампонажу и заделке вертикальных выработок диаметром до 1 м, пройденных при проведении горных работ. Тампонаж осуществляется грунтом, аналогичным по проницаемости грунту тампонируемой выработки, с замачиванием ранее уложенного в нее грунта.
При залегании под днем водоема высокопроницаемого слоя грунта над выработкой устраивается противофильтрационный экран из глины.
6.3. При устройстве противофильтрационного экрана ложа водохранилища следует обеспечивать тщательный контроль за выполнением строительных работ по его возведению в соответствии с проектом производства работ, особенно на участках, подвергающихся деформациям.
6.4. При проектировании и возведении плотин из местных строительных материалов на подрабатываемых территориях следует руководствоваться требованиями глав СНиП по проектированию и строительству плотин из грунтовых материалов. При этом предпочтение следует отдавать однородным грунтовым плотинам.
6.5. Для проверки качества выполненных работ по ложу водохранилища с целью обеспечения надежной работы гидротехнического сооружения и безопасной разработки угля в шахтах перед заполнением водохранилища до проектной отметки следует проводить опытное частичное заполнение по программе, разработанной проектной организацией. В программе должны указываться:
отметка уровня и время частичного заполнения;
методика наблюдения за состоянием сооружения и уровнем воды;
методика обследования ложа водохранилища после опорожнения;
способы ликвидации выявленных очагов утечки воды из водохранилища.
6.6. В процессе эксплуатации гидротехнических сооружений должны проводиться систематические визуальные и инструментальные наблюдения за их состоянием с помощью контрольно-измерительной аппаратуры по измерению вертикальных и горизонтальных смещений сооружений, их элементов и оснований, а также параметров фильтрационного потока в теле и основании сооружения.
6.7. В период активизации сдвижений от подработки необходимо вести регулярные наблюдения за трещинообразованием в сооружении, состоянием деформационных швов, участками примыкания грунтовых и бетонных конструкций, положением фундаментов под оборудованием, изменением параметров фильтрационного потока.
Приложение 1
Учет реологических свойств грунтов при расчете гидросооружений на подрабатываемых территориях
1. Реологические свойства грунтов при расчете конструкций гидротехнических сооружений на воздействие искривления земной поверхности следует учитывать с помощью длительного коэффициента жесткости основания в зоне повышения давления на основание, который вычисляется по формуле
,(1)
где ??z ?? коэффициент формы фундамента, зависящий от отношения сторон, по табл. 1;
Едл ?? модуль длительной деформации грунта, МПа (кгс/см2), по табл. 2;
??0 ?? коэффициент Пуассона грунта по табл. 3;
F ?? площадь подошвы фундамента (не более 10 м2 для ленточных и 100 м2 для плитных фундаментов).
Таблица 1
|
Отношения сторон |
1:1 |
1:1,5 |
1:2 |
1:3 |
1:5 |
1:10 |
|
Значения ??z |
1,06 |
1,07 |
1,09 |
1,13 |
1,22 |
1,41 |
Таблица 2
|
Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по |
Модули длительной деформации Едл, МПа (кгс/см2), четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
|||||||||
|
проектированию оснований |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
|||||
|
зданий и сооружений |
МПа |
кгс/см2 |
МПа |
кгс/см2 |
МПа |
кгс/см2 |
МПа |
кгс/см2 |
МПа |
кгс/см2 |
|
IL < 0 |
30 |
300 |
19,5 |
195 |
13 |
130 |
8,5 |
85 |
7 |
70 |
|
0 ?? IL < 0,25 |
22 |
220 |
14 |
140 |
8,5 |
85 |
5,5 |
55 |
4,5 |
45 |
|
0,25 ?? IL < 0,5 |
?? |
?? |
8,5 |
85 |
5 |
50 |
3,5 |
35 |
3 |
30 |
Таблица 3
|
Вид грунта |
Глины и суглинки твердые |
Глины и суглинки полутвердые |
Глины и суглинки тугопластичные |
Глины и суглинки мягкопластичные |
|
Значения ??0 |
0,15 |
0,25 |
0,35 |
0,4 |
Коэффициент жесткости основания в зоне разгрузки Кр допускается определять по формуле (1), в которую вместо модуля длительной деформации Едл подставляется значение модуля деформаций грунта, определенное согласно главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений.
2. Реологические свойства грунтов при расчете конструкций на воздействие горизонтальных деформаций земной поверхности (сдвиг грунта по подошве фундамента) следует учитывать:
в стадии затухающей ползучести (?? > ??lim) с помощью длительного коэффициента жесткости основания при сдвиге, который определяется по формуле
Кхдл = 0,7 Кудл; (2)
в стадии установившейся ползучести (?? > ??lim) путем учета предельного сдвига по грунту, который определяется по формуле
??пр = 0,1 В??пр,(3)
где В ?? утроенная ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта вдоль длинной стороны или ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта поперек ленты;
??пр ?? величина относительного предельного сдвига грунта, определяемая по табл. 4.
Таблица 4
|
Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по проектированию оснований |
Относительный предельный сдвиг ??пр четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
||||
|
зданий и сооружений |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
|
IL < 0 |
0,049 |
0,117 |
0,164 |
0,190 |
0,175 |
|
0 ?? IL < 0,25 |
0,096 |
0,162 |
0,210 |
0,240 |
0,252 |
|
0,25 ?? IL < 0,5 |
?? |
0,197 |
0,249 |
0,285 |
0,303 |
3. Эпюра касательной нагрузки по подошве фундамента состоит из трех (или менее) прямолинейных участков: ОА, АВ, ВС (рисунок).
Рисунок. Эпюра касательных напряжений
Абсцисса точки А вычисляется по формуле
,(4)
где ??lim ?? порог ползучести при сдвиге, МПа (кгс/см2), определяемый по формуле
??lim = ?? tg ??W + cW,(5)
где ?? ?? среднее нормальное давление на грунт, МПа (кгс/см2);
??W ?? угол внутреннего трения (град) при влажности W, определяемый по табл. 5;
сс ?? структурное сцепление, МПа (кгс/см2), вычисляемое по формуле
cc = cW ?? ??W;(6)
cW ?? общее сцепление при влажности W, определяемое по табл, 5;
??W ?? сцепление связанности, принимаемое по табл. 6;
??к ?? собственные (осевые) деформации конструкций, которые допускается принимать, в зоне растяжения ?? 1 мм/м, в зоне сжатия ??равными нулю.
Таблица 5
|
Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по |
Общее сцепление cW, кПа (кгс/см2), и угол внутреннего трения ??W, град, четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
|||||||||
|
проектированию оснований |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
|||||
|
зданий и сооружений |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
|
IL < 0 |
70 |
0,7 |
57 |
0,57 |
47 |
0,47 |
40 |
0,4 |
36 |
0,36 |
|
|
29?? |
27?? |
26?? |
25?? |
24?? |
|||||
|
0 ?? IL < 0,25 |
53 |
0,53 |
43 |
0,43 |
35 |
0,35 |
29 |
0,29 |
25 |
0,25 |
|
|
25?? |
23?? |
22?? |
21?? |
20?? |
|||||
|
0,25 ?? IL < 0,5 |
?? |
?? |
36 |
0,36 |
28 |
0,28 |
22 |
0,22 |
18 |
0,18 |
|
|
?? |
?? |
21?? |
20?? |
18?? |
17?? |
Таблица 6
|
Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по |
Сцепление связности ??W, кПа (кгс/см2), четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном |
|||||||||
|
проектированию оснований |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
|||||
|
зданий и сооружений |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
|
IL < 0 |
46 |
0,46 |
34 |
0,34 |
25 |
0,25 |
19 |
0,19 |
16 |
0,16 |
|
0 ?? IL < 0,25 |
35 |
0,35 |
27 |
0,27 |
20 |
0,20 |
15 |
0,15 |
12 |
0,12 |
|
0,25 ?? IL < 0,5 |
?? |
?? |
23 |
0,23 |
16 |
0,16 |
11 |
0,11 |
8 |
0,08 |
Абсцисса xпред и ордината ??пред (предельное касательное напряжение) точки В определяются по формулам:
;(7)
??пред = ?? tg ??W + cW.(8)
Отрезок ВС является горизонталью.
4. Продольные усилия в фундаментных конструкциях от касательной нагрузки по подошве определяются путем суммирования площади эпюры касательной нагрузки (см. рисунок) по одну сторону от того сечения, в котором определяется усилие, и умножением этой суммы на ширину подошвы фундамента (размер на плоскости эпюры).
Усилия, возникающие по подошве фундаментов, расположенных перпендикулярно направлению сдвижения грунта, определяются на основании той же эпюры (см. рисунок), но построенной для конкретного вида фундаментов. При этом усилие определяется умножением площади эпюры по длине фундамента на его ширину.
5. Реологические свойства грунтов при определении величин усилий в фундаментных конструкциях, обусловленных силами трения по боковым поверхностям фундаментов, учитываются по аналогии с нагрузками по подошве фундаментов. При этом пересчету подлежат только ординаты ??lim и ??пред (см. рисунок), вычисляемые для действующего на боковую поверхность фундамента среднего по высоте нормального давления ??ср и механических характеристик грунтов обратной засыпки.
6. В лабораторных опытах характеристики длительного деформирования грунтов оснований определяют в компрессионных и срезных приборах, доукомплектованных набором колец для фиксации высоты скашиваемой части образца грунта. При этом за критерий стабилизации перемещений на конечной стадии загружения принимают 0,001 мм за 24 ч.
