Страница 2: ВСН 33-2.2.07-86. . Мелиоративные системы и сооружения. Сооружения на набухающих грунтах. Нормы проектирования (41745)

, - толщина слоёв грунта с различными характеристиками набухания в пределах глубин Нsw и d соответственно;

Kswi - коэффициент, зависящий от суммарного вертикального напряжения ??zt на глубине рассматриваемого слоя набухающего грунта; согласно СНиП 2.02.01-83 при ??zt = 50 кПа; Kswi = 0,8; при ??zt = 300 кПа; Kswi = 0,6; промежуточные значения коэффициента Kswi определяются линейной интерполяцией.

2.12. Относительное набухание грунта ??swi в условиях неполного водонасыщения следует определять по формуле

(11)

где w, weq, wswi - см. рекомендуемое приложение 4.

2.13. Суммарное вертикальное напряжение ??zt на глубине от подошвы сооружения должно определяться по СНиП 2.02.01-83.

2.14. Осадку поверхности грунта и осадку сооружения , имеющего фундамент на глубине d, следует определять согласно СНиП 2.02.01-83, вводя в расчет соответствующие слои грунта.

2.15. Относительная усадка грунта при неполном увлажнении должна определяться по формуле

(12)

где wsh - влажность на пределе усадки;

wshsat - наибольшая возможная влажность усадки, отвечающая заданному напряженному состоянию.

2.16. Нижнюю границу зоны усадки Hsh следует принимать по таблице 3.

Таблица 3

2.17. Расчет остаточного подъема следует выполнять по формуле

(13)

где r - количество циклов увлажнения-высыхания набухающего грунта за период, для которого определяется .

2.18. Предельные деформации оснований сооружений должны приниматься по обязательному приложению 3.

3. Проектирование оснований и сооружений оросительных систем

3.1. Если расчетная деформация набухающего основания не превышает предельных значений (обязательное приложение 3), сооружения должны возводиться на естественных основаниях. В противном случае необходимо устройство искусственного основания путем замены набухающего грунта ненабухающим на глубину, при которой деформации основания будут не более предельных, или применять мероприятия согласно п.п. 1.7 , 1.8, 1.9 или заглублять фундаменты сооружений на глубину более Hsw.

3.2. Для уменьшения касательных сил набухания следует, как правило, предусматривать наклон вертикальных гребней в сторону от обратной засыпки на 5-10?? и нанесения на них покрытий, уменьшающих коэффициент трения грунта по их поверхности.

3.3. Глубина канала, проходящего в набухающих грунтах, с целью обеспечения его пропускной способности и требуемых уровней воды следует назначать с учетом возможных подъемов дна и откосов.

3.4. При проектировании каналов на косогорах поперечное сечение канала, проходящего в набухающих грунтах, следует принимать в выемке так, чтобы расстояние от уреза воды в канале до естественной поверхности откоса на уровне, соответствующем пропуску расчетного расхода, было не менее трех глубин воды в канале.

3.5. При креплении откосов каналов в набухающих грунтах в зоне колебания уровня воды и волнового воздействия, следует, как правило, предусматривать гибкие крепления. Деформационные швы должны сохранять водонепроницаемость при относительном смещении стыкуемых элементов до 1 см.

3.6. Лотковую оросительную сеть надлежит проектировать на свайных или сточных опорах. Свайные опоры принимаются забивными железобетонными с глубиной забивки не менее 2,5 м. Под стоечные опоры необходимо предусматривать ненабухающие грунтовые подушки согласно п. 3.1. Необходимо предусматривать вдоль трасс лотков и трубопроводов планировку, исключающую возможность скопления воды.

3.7. Для стыковых соединений лотков следует применять усиленную герметизацию (например, пороизоловые прокладки с заполнением полости шва мастиками типа тиоколовых), с учетом поворота смежных звеньев лотка на угол до 2??.

3.8. Трубчатую оросительную сеть на набухающих грунтах следует проектировать согласно СНиП 2.06.03-85 с учетом предельных деформаций согласно обязательному приложению 3.

Необходимо предусматривать гибкое соединение звеньев труб с сохранением плотности соединений при повороте смежных звеньев на угол до 3??. Зачеканка стыков цементным раствором не допускается.

3.9. При проектировании и строительстве гидросооружений на набухающих грунтах необходимо выполнять следующие условия:

- сооружение должно состоять из пространственно-жестких секций докового (коробчатого) или трубчатого типа;

- каждая секция должна представлять самостоятельную конструкцию (аванкамера, оголовок, труба, слив и т.п.);

- секции сооружений или их отдельных элементов могут выполняться монолитными, сборными или сборно-монолитными. Применяемые сборные элементы должны представлять готовую пространственно-жесткую секцию или иметь конструкцию, обеспечивающую после монтажа получение такой секции;

- как правило, следует применять трубчатые сооружения или открытые прямоугольного типа с вертикальными стенками с учетом п. 3.2.

- конструкция каждой секции должна быть рассчитана на деформации и прочность (а при необходимости - на трещиностойкость) при самых неблагоприятных условиях опирания на основание и воздействиях от обратной засыпки, с учетом неравномерных деформаций и дополнительных боковых давлений набухания;

- швы между отдельными жесткими секциями должны обеспечивать герметичность конструкции при взаимных смещениях соседних секций. Количество швов должно быть минимальным;

- затворы и шандоры должны располагаться в жестких металлических рамках.

3.10. Для каналов, проходящих в полувыемке-полунасыпи, удельный вес сухого грунта насыпи необходимо назначать не менее 0,93 от наибольшего удельного веса сухого грунта при стандартном уплотнении согласно ГОСТ 25100-82.

3.11. При проектировании плотин и дамб должны соблюдаться требования СНиП 2.06.05-84. При использовании набухающих грунтов в теле плотин и дамб следует предусматривать их отсыпку в зонах, где будет исключено их усадочное или морозное растрескивание. Не допускается применение набухающих грунтов в верхней части плотин, в зоне сезонного промерзания, определяемой с коэффициентом 1,3, если отметка форсированного подпертого уровня воды выше границы промерзания.

3.12. При использовании набухающих грунтов в ядрах или экранах плотин, а также в понурах выше наименьшего уровня воды, следует предусматривать защитный слой ненабухающего грунта не менее расчетной глубины промерзания и во всех случаях не менее 1,5 м.

3.13. При расчете устойчивости откосов плотин следует использовать сдвиговые характеристики грунтов с учетом их изменения при набухании и усадке грунта.

3.14. Крепление низовых откосов насыпей следует предусматривать, как правило, посевом многолетних трав по слою растительного грунта, или гравийно-галечниковым грунтом слоем не менее 0,3 м.

3.15. Дренажные устройства дамб и плотин следует предусматривать в соответствии со СНиП 2.06.05-84.

3.16. При расчете устойчивости и прочности подпорных стенок и доковых конструкций следует учитывать возможность усадки набухающего грунта засыпки и соответствующего уменьшения бокового давления со стороны тыловой грани. Для предотвращения фильтрации следует предусматривать диафрагмы, прорезающие зону усадочных деформаций.

3.17. При расчете активного и пассивного давления грунта на сооружения необходимо учитывать дополнительное горизонтальное давление набухающего грунта.

3.18. Превышение гребня плотин и дамб над форсированным уровнем воды следует принимать в соответствии со СНиП 2.06.05-84, но не менее глубины сезонного промерзания с коэффициентом 1,3.

3.19. После проведения предварительного замачивания продолжительность строительно-монтажных работ не должна, как правило, превышать период, за который осадка поверхности вследствие подсыхания грунта основания будет больше предельной деформации, для данного сооружения (облицовка сооружения на каналах).

3.20. Для контроля за деформациями сооружений на набухающих грунтах следует предусматривать нивелирование по фиксированным маркам от неподвижного репера.

Директор Союзгипроводхоза Минводхоза СССРН.С. Гришенко

Руководитель темы, ответственный исполнительС.С. Савватеев

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. Основными показателями, характеризующими набухание и усадку грунтов, являются:

а) относительное свободное набухание ??sw - относительное набухание грунта, при нагрузке, равной нулю, при возможности неограниченного поглощения воды, при невозможности бокового расширения; определяется согласно ГОСТ 24143-80;

б) влажность набухания wsw - влажность грунта после его полного свободного набухания;

в) относительное давление набухания Psw - вертикальное давление на грунт, при котором он не изменяется в объеме при возможности свободного впитывания воды;

г) набухание под нагрузкой ??swp - относительное набухание грунта под расчетной вертикальной нагрузкой Р.

д) горизонтальное давление при набухании Pseq - давление на вертикальные жесткие ограждения, развиваемое грунтом при набухании;

е) относительная усадка Ssh грунта при его высыхании в долях единицы.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ

??f - по нагрузке

??g - по грунту

??c - коэффициент условий работы

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

?? - удельный вес

??d - удельный вес сухого грунта

??s - удельный вес частиц грунта

??w - удельный вес воды

w - влажность грунта природная

wc - влажность на границе текучести

weq - конечная (установившаяся) влажность

wsat - влажность, соответствующая полному водонасыщению

wsw - влажность набухания

wsh - влажность на пределе усадки

Psw - давление набухания

??sh - относительная линейная усадка

??sw - относительное набухание

wммв - максимальная молекулярная влажность

НАГРУЗКИ, НАПРЯЖЕНИЯ

F - сила, расчетное значение силы

N - сила, нормальная к подошве фундамента

G - собственный вес сооружения

??z - вертикальное нормальное напряжение полное

ДЕФОРМАЦИИ

S - расчетная деформация основания

Sи - предельная деформация основания

hsw - подъем основания при набухании грунта

Ssh - осадка основания в результате высыхания набухшего грунта

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Hsh - толщина зоны набухания

d - глубина заложения сооружения

A - площадь подошвы сооружения

Приложение 2 Обязательное

Состав дополнительных лабораторных исследований набухающих грунтов

Таблица 1

Примечание: В таблице не отражены производные характеристики, определяемые расчетом.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Обязательное

Предельные деформации набухающих оснований сооружений мелиоративных систем