Приложение П (рекомендуемое). Плотины из цементируемых материалов

Информация об изменениях:

Свод правил дополнен приложением П с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

Приложение П
(рекомендуемое)

Плотины из цементируемых материалов

Практически все существующие плотины построены либо из грунтовых материалов (их подавляющее большинство), либо из бетона. При одинаковой проектной надежности выбор типа плотины обычно основывается на результатах технико-экономического сравнения вариантов, когда основным аргументом является меньшая стоимость.

Существует вариант плотины, объединившей, в определенной степени, лучшие стороны двух известных типов, - плотина из цементируемых материалов (CMD). В зависимости от использования разных грунтов выделяют плотины с твердым наполнением и плотины из цемента, песка и гравия (CSG).

Принципиальная конструкция поперечного сечения новой плотины представлена на рисунке П.1. Плотина имеет трапецеидальный профиль, в котором центральная часть состоит из слоев грунто-цементной смеси толщиной порядка 25 см, уложенных с помощью виброуплотнения. Внешние грани плотины защищены оболочкой из прочного бетона повышенной водонепроницаемости толщиной 1,5-2,0 м. Допускается применение покрытий из асфальтобетона и полимерных материалов.

В процессе разработки конструкции новой плотины в нее были заложены следующие основные конструктивно-технологические принципы.

Материал, в основном песчано-гравийно-галечные грунты, желательно получать практически без какой-либо обработки (рассева, промывки и т.д.) в непосредственной близости от створа сооружения.

Количество вяжущих на 1 материала смеси (цемента, золы-уноса и др.) должно быть существенно меньше, чем для обычных бетонных плотин, примерно 60-80 кг и более.

По сравнению с грунтовой плотиной тело плотины CMD обладает повышенной устойчивостью, в том числе при сейсмических воздействиях и при переливе через гребень. В ее теле отсутствуют возможности возникновения оползневых участков и очагов нарушения фильтрационной прочности. Применение технологии укладки смеси одновременно несколькими слоями с виброуплотнением существенно ускоряет процесс строительства.

В целом, все примененные конструктивно-технологические решения позволили существенно снизить затраты на возведение и сделать рассматриваемый тип плотины экономически более выгодным по сравнению с другими.

Основная задача при строительстве плотин CMD состоит в обеспечении прочности грунтоцементного материала выше некоторого определенного значения, необходимого для надежной эксплуатации всего сооружения. Проверка и определение минимально допустимой прочности грунто-цемента осуществляются с помощью лабораторных исследований, в которых должно быть показано, что прочность всего объема грунтоцементного материала в плотине отвечает заданному значению. Для этого проводят исследования со смесями, где используют грунты самого крупного и самого мелкого гранулометрического состава, находящиеся в процессе исследований в определенном диапазоне влажности (от минимального до максимального, , рисунок П.2).

На рисунке П.3 представлена типовая зависимость "напряжения - деформации" для грунтоцементного материала плотин CMD, полученная по результатам испытаний на одноосное сжатие, из которой следует, что этот материал является упруго-пластическим (нелинейно деформируемым).

Для обоснования строительства плотин CMD в северной строительно-климатической зоне необходимо проведение дополнительных специальных исследований, связанных с проблемами прочности грунтоцементного материала при замораживании и оттаивании в условиях пониженного содержания цемента.