На главную
На главную

ВСН 33-2.2.06-86 «Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы на просадочных грунтах. Нормы проектирования»

Ведомственные строительные нормы устанавливают требования к проектированию оросительных систем на лессовых просадочных грунтах.

Обозначение: ВСН 33-2.2.06-86
Название рус.: Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы на просадочных грунтах. Нормы проектирования
Статус: действующий
Заменяет собой: ВСН II-23-75 «Инструкция по проектированию оросительных систем на просадочных грунтах»
Дата актуализации текста: 01.10.2008
Дата добавления в базу: 01.02.2009
Дата введения в действие: 15.05.1987
Разработан: Союзгипроводхоз Минводхоза СССР
ВНИИГиМ
МГМИ
Азербайджанский инженерно-строительный институт
Утвержден: Министерство мелиорации и водного хозяйства (19.11.1987)
Опубликован: Союзгипроводхоз № 1986

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ
И СООРУЖЕНИЯ

ОРОСИТЕЛЬНЫЕСИСТЕМЫ
НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ.
НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ВСН 33-2.2.06-86

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИИ ВОДНОГО
ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКВА 1986

РАЗРАБОТАНЫ Союзгипроводхозом (к.т.н. С. С.Савватеев); ВНИИГиМом (д.т.н. А. А. Кириллов); МГМИ (к.т.н. Н. Н. Фролов, В.А. Сурин); Азербайджанскиминженерно-строительным институтом (д.т.н. А. А. Мустафаев)

ВНЕСЕНЫ Союзводпроектом

ПОДГОТОВЛЕНЫ КУТВЕРЖДЕНИЮ Главным техническим управлением Минводхоза СССР (С. А. Савченко)

С введением в действие ВСН 33-2.2.06-86 «Мелиоративные системы исооружения. Оросительные системы на просадочных грунтахормы проектирования» утрачивают силу ВСН-II-23-75 «Инструкция по проектированиюоросительных систем на просадочных грунтах».

Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР (Минводхоз СССР)

Ведомственные строительные нормы

ВСН 33-2.2.06-86

Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы на просадочных грунтах. Нормы проектирования

Взамен ВСН-II-23-75

Настоящие ВСН устанавливают требования к проектированию оросительных систем на лессовых просадочных грунтах.

1.Основные положения

1.1. При проектированииоросительных систем и их сооружений обязательнособлюдение требований СНиП 2.01.07-85, СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.02-85, СНиП 2.06.03-85, СНиП 2.06.05-84, СНиП2.06.01-86, СНиПII-55-79, СНиПII-56-77.

1.2. Припроектировании оросительных систем должна бытьобеспечена их наибольшая эффективность, достигаемая при оптимальной надежности.Надежность комплекса гидротехническихсооружений оросительной системы (ГТСОС)характеризуется коэффициентом сохранения эффективности, согласно ГОСТ 27.002-83. Оптимальным уровнем надежности комплекса ГТСОС является такой уровень,при котором достигается их наибольшая эффективность, или (эквивалентно) минимумсовокупных народохозяйственных затрат,включающих капиталовложения на строительство, эксплуатационные издержки и сельскохозяйственные ущербы, возникающие вследствие повреждений ГТСОС при просадках и размывах грунтов.

Внесены В/О «Союзводпроект»

Утверждены приказом Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР
«
19» ноября 1987 г.
№ 4
14

Дата введения в действие
«15» мая 1987 г.

1.3. Настоящие «нормы»распространяются на проектирование и строительствооросительных систем и гидротехническихсооружений на лессовых просадочных грунтах сотносительной просадочностью εsl≥ 0,01.

1.4. При проектировании оросительных систем на просадочных грунтах следуетиспользовать карты просадочности грунтов с районированиемтерритории по мощности просадочных толщ и по величинам просадок; а такжерасчетные характеристики свойств грунтов:плотность грунта при природной влажности,плотность сухогогрунта, плотность частиц грунта, природную влажность, влажность на границе текучести ина границе раскатывания, полную влагоемкость, число пластичности, показатель текучести, пористость(коэффициент пористости), коэффициент фильтрации в вертикальном и горизонтальном направлении, высоту капиллярного поднятия, удельное сцепление и угол внутреннего трения грунта при естественнойвлажности, при увлажнении (просадке) и длительно замоченного; сжимаемость и относительную просадочность в зависимостиот давления, величины начального просадочногодавления и начальной влажности, относительноесжатие при послепросадочной деформации. Схематическая карта распространения просадочных грунтов на территории СССР приведена в главе СНиП 2.01.01-82 .

1.5. При освоения новых просадочных массивов для уточнения особенностейфильтрации, и развития деформаций следует, как правило, проводить натурные исследования с котлованами, отрезками каналов, модельнымиштампами на характерных участках оросительныхсистем и на площадках строительства крупных ответственныхсооружений IV группы по табл. 2.

1.6. Определение свойств лессовых просадочных грунтов иобработка опытных данных должны выполняться согласно ГОСТ 25100-82, ГОСТ20.276-85, ГОСТ5180-84, ГОСТ23740-79, ГОСТ23741-79, ГОСТ 23278-78, ГОСТ12071-84, ГОСТ12536-79, ГОСТ 21143-80, ГОСТ22733-77, ГОСТ12248-78, ГОСТ 21719-80,ГОСТ23161-78, ГОСТ25585-83, СНиП2.02.01-83, СНиП II-9-78, СНиП 2.02.02-85, ВСН 110-81.

1.7. Необходимопредусматривать меры по предотвращениюповерхностной водной эрозии лессовых территорий, в том числетехногенной (ирригационной) эрозии, с учетом быстройразмываемости лессовых грунтов. Мероприятия дляпредотвращения «сейсмических просадок» или«вибрационных просадок», которые могут происходить в уже просевших лессовых грунтах, следуетназначать в соответствии с требованиями СНиП II-7-81.

1.8. Вблизи подпорных сооружений(плотин, дамб, в зонах подтопления, в низовых бортах каналов, вблизи склонов, оврагов, балок, саев, где ожидается длительное действие градиентовфильтрации воды) следует предусматривать мероприятияпо защите от химической и механической суффозии и от лессового псевдокарста.

1.9. Необходимо учитывать, что оползание и обрушение лессовыхсклонов, откосов, котлованов, бортов каналов могут возникать даже при незначительныхнарушениях их равновесия, при увеличении влажностигрунта или динамических воздействиях.

1.10. При проектировании сооружений оросительных систем в районахс просадочными грунтами и с сейсмичностьюболее 5 баллов конструктивные мероприятия, учитывающие просадочность оснований, должны такжеотвечать и противосейсмическим требованиям, а в районах с расчетной глубиной промерзания более 0,3 м - также и воздействию сил морозного пучения грунтов.

1.11. Грунтовые условиястроительных площадок, сложенных лессовыми просадочными грунтами, подразделяются в соответствии суказаниями главы СНиП2.02.01-83 на два типа. Просадочные толщивторого типа подразделяются дополнительно натри категории, согласно табл. 1.

Таблица 1.

Тип

Категория

Просадка при природном давлении, см

Относительная просадочность при расчетном напряжении, МПа (справочное)

Начальное давление просадки, МПа (справочное)

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

I

-

Ssl ≤ 5

0

0-0,02

0,01-0,02

0,02-0,04

0,03-0,05

0,06-0,18

IIа

слабо-просадочные

5 < Ssl ≤ 15

0-0,02

0,01-0,02

0,02-0,04

0,03-0,05

0,04-0,06

0,03-0,09

IIб

средне-просадочные

15 < Ssl50

0,01-0,03

0,02-0,04

0,04-0,06

0,05-0,07

0,06-0,08

0,01-0,05

IIв

сильно-просадочные

50 < Ssl

0,03-0,05

0,04-0,06

0,06-0,08

0,07-0,09

0,08-0,11

0,007-0,03

1.12. Нагрузки, передаваемые гидротехническимисооружениями на лессовую толщу, следуетопределять в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.01.07-85.

1.13. Проектированиегражданских и промышленных зданий и сооруженийна территории оросительных систем следует осуществлять в соответствии со СНиП2.02.01-83 с учетом ожидаемой степени обводненности грунтов.

2. РАСЧЕТ ПРОСАДОЧНЫХОСНОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Расчеты просадочных оснований на территории предполагаемогоорошения на предпроектных стадиях (ТЭО, схема) допроведения компрессионных и сдвиговых испытаний следует, как правило, выполнять на основе первичных характеристик грунтов по формулам обязательного приложения 3.

2.2. На стадиях «проект» и «рабочая документация» расчеты увлажнения просадочных грунтов в основанияхГТС должны выполняться в соответствии с п.п. 2.3-2.7.

2.3. Уменьшение коэффициентафильтрации просадочных грунтов со временем следует определять по формуле

                                                    (1)

2.4. При отсутствии результатов полевого замачивания (п. 1.4) глубину H области обильного водонасыщения (Sr ≥ 0,8) и глубину фронта увлажнения Hωследует рассчитывать по формулам

                                                              (2)

                                                            (3)

где Kt -   согласно п. 2.3.

mp -  коэффициент, учитывающий влияние размеров и формы источника замачивания,определяемый по обязательному приложению 3.

2.5. Влажность грунта взоне неполного водонасыщения следует определять по формуле

                                               (4)

где          H = Hω - H;

у -  расстояние от границызоны полного водонасыщения до плоскости, в которой определяется ωeq.

2.6. При расчете влажностидля двухслойного основания, в верхней части которого создана подушка изуплотненного грунта в соответствии с п. 3.17,следует определять глубину контура увлажнения Нω по формуле (3),принимая H=hn, а влажность грунта нижеподушки следует определять по формуле (4).

2.7. Ширину зон растекания Bω с каждой стороныувлажненного контура следует определять по формуле

Bω = Ψ (hω + Hk),                                                      (5)

где Ψ - коэффициент,характеризующий размеры источника увлажнения, равный 1,5 - дляканалов с расходом до 2,0 м3/с и равный 2,0 - для каналов с большим расходом.

2.8. Статические расчетыпросадочных оснований гидротехническихсооружений должны производиться:

по первому предельному состоянию - по несущей способности грунтов основания, согласно указаниям СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.02-85;

по второму предельному состоянию - по предельным деформациям с целью ограничения их значениями, обеспечивающими нормальную эксплуатациювозводимых сооружений. Расчет по деформациям является обязательным и сводится к проверке выполнения условия

SSu

где S -    расчетная деформация основания;

Su -    предельная деформация основания сооружения,определяемая по обязательному приложению 2.

2.9. Расчеты деформаций просадочных оснований ГТС оросительных системследует выполнять по следующим формулам

S = Sp+Sω+Sn                                                              (6)

где S -    расчетная деформация;

Sp -    осадка под действием веса ГТС; расчет осадки выполняетсясогласно указаниям СНиП2.02.01-83, СНиП2.02.02-85;

Sω -    деформация при увлажнении грунта;

                                                   (7)

hi -     толщина i-ого слоягрунта;

εslp -   относительная просадочность грунтарасчетного слоя при расчетном давлении должна определяться по результатамкомпрессионных испытаний по формуле

                                                        (8)

Δрб-  деформация образца при предварительномобжатии его давлением равным природному;

Δsl-   деформация образца после замачиванияего при расчетном давлении;

hн -    начальнаявысота образца, равная высоте кольца компрессионного прибора;

mp -   коэффициент,учитывающий гистерезис деформаций грунта определяемый по обязательномуприложению 3;

mδ -   коэффициент,учитывающий формоизменение (горизонтальные деформации) грунта в пределахсжимаемой зоны грунта под фундаментом при расчете деформации методом послойногосуммирования согласно СНиП2.02.01-83, СНиП 2.02.02-85 значения коэффициентаmδ следует определять по обязательному приложению3;

mp -   коэффициент, учитывающий влияние размеров и формы объектазамачивания, определяемый по обязательному приложению 3;

mωt -  коэффициент, учитывающий длительностьувлажнения грунта;  при отсутствииопытных данных  значения коэффициентаmωt следует принимать по обязательному приложению 3;

εωt -   относительнаяпослепросадочная сжимаемость грунта, определяемая по формуле

                                                                           (9)

Δhωt - величина послепросадочной деформации образца при длительной фильтрации воды при сохранениирасчетного давления;

Sn -    деформация уплотнения подстилающихпросадочную толщу пород.

Деформацию Sn следует учитывать для сооружений III и IV групп(табл. 2) при Hsl≥ 10 м; mp ≥0,8; En15МПа; (Еn - модуль деформации подстилающейпороды). Рассчитывать деформацию Snрекомендуется как осадку условного фундамента с подошвой на уровне кровли этих пород, и с размерами вплане, соответствующими размерам призмы проседающего грунта. Дополнительная нагрузка под условным фундаментом складывается из веса возводимого сооружения и веса увлажняющейгрунт воды.

                                             (10)

где GГТС -  вес возводимого ГТС;

Ly, By -  длинаи ширина условного фундамента;

Ly = Lω+0,5lдз; By = Bω+0,5lдз

lдз -       согласно п. 2.11;

ωsq = 0,27.

2.10. Относительная просадочность грунта при его неполном водонасыщении должнаопределяться согласно СНиП2.02.01-83.

2.11. Ширину зоны неравномерных деформаций грунта lд, в том числе за пределами площадки замачивания lдз и в ее пределах lав следует определять по формулам

lд = 2β (1+mp) Sω

lдз= β (2+mp) Sω                                                         (11)

lав= βmpSω

Число просадочных трещин - по формуле

                                                       (12)

Величину вертикального сброса по просадочной трещине следует определять по формуле

                                                           (13)

Угол наклона поверхности грунта на расстоянии l<lа от уреза воды следует определять по формуле

                                                (14)

Неравномерность деформаций основанияГТС на участке с координатами l1 и l2 от линии уреза воды

                                         (15)

где

β = 3mp+8i                                                              (16)

mp -  по обязательному приложению 3;

i -     уклон рельефа.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕИСКУССТВЕННЫХ ОСНОВАНИЙ И СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

3.1. При выборе метода устройства искусственныхоснований гидротехнических сооружений оросительных систем на просадочных грунтах следует руководствоваться рекомендуемым приложением 4.

3.2. Метод создания искусственных оснований сооружений должен быть обоснованпроработкой вариантов и сопоставлением технико-экономических показателей, для сооружений III и IV групп (табл. 2) и для групп однотипных сооружений с учетомих конструкций, инженерно-геологических и гидрогеологических условийих строительства и эксплуатации, имеющегосяоборудования и продолжительности работ.

3.3. Предварительное замачивание оснований сооружений следует проводить, как правило, на всю глубину просадочной толщи, но не более 40м. При проектировании предварительного замачивания расчетом определяют:величину просадки толщи просадочного грунта; продолжительностьпредварительного замачивания; необходимыйобъем воды.

3.4. Деформации толщи грунта в результате предварительногозамачивания следует определять по формуле (7).

3.5. Деформации гидротехнического сооружения, построенного на предварительно замоченном основании, следует вычислять по формуле

                                        (17)

где mp, mδ - согласно обязательному приложению3;

Δmωt -     разность значений коэффициента mωt для рассматриваемого моментаэксплуатации и для момента окончания предварительного замачивания.

Если значение Sslp превышает предельные деформации Sωпо обязательному приложению 2, то предварительное замачивание должно бытьпродолжено или дополнено каким-либо другим способомупрочнения лессового грунта.

3.6. Минимальную продолжительность предварительного замачивания грунта без скважин следует определять по формуле(11), принимая Hmω=Hsl сучетом требований п. 1.4. Призамачивании через скважину (п. 3.13)продолжительность замачивания должна быть уменьшена на 30-35 %.

3.7. Объем воды, необходимый для предварительного замачиваниягрунта, следует определять по формуле

                               (18)

где Vk -   поправка на боковое растекание воды, равная 1,4-1,5;

Wп -   потери на испарение;

Kt -    согласно п. 2.3.

3.8. Длина и ширина котлованов предварительного замачивания должныбыть больше габаритов строящегося сооружения (кроме каналов) на 2-3 м в каждуюсторону; глубина воды в котловане должна быть не менее 0,5 м.

3.9. Предварительное замачиваниелессовых грунтов через траншеи следует предусматривать как правило при строительствеоросительной сети из трубопроводов и железобетонных лотков на средне- исильно-просадочных грунтах на глубину не менеесоответственно 10 и 15 м.

3.10. Замачивание лессового грунта под каналом прогоном водыследует предусматривать, какправило, если канал имеет расход до 5 м3/си проходит по равнинной территории или по пологим склонам. Глубину воды,начиная с 30-40 см, следует повышать в течение трех суток до расчетной.

3.11. Для каналов с расходом более 5м3/с, а также для всех каналов насильнопросадочных грунтах и на косогорахзамачивание грунтов следует предусматривать по отсекам или из пионерных траншей. Размыв отсеков (траншей) назначаются в соответствии с п.п. 4.4-4.7. Заполнение каналов водой осуществляетсяпостепенно: начиная с глубины 30-40 см,горизонт воды повышается на 10-15 см в сутки до расчетного.

3.12. Предварительное замачиваниегрунта на обвалованных участках следует использовать при строительственескольких близко расположенных сооружений. Высота валов вокруг замачиваемого участка должна быть на 1 м большеуровня воды. Ширина валов поверху определяется условиями механизации работ, глубина воды 0,3-0,8 м.

3.13. Предварительное замачиваниечерез скважины следует применять только принеобходимости максимально сократить сроки строительства. Скважины должныбуриться диаметром 15-20 см на расстоянии 4-7 м друг от друга, в зависимости от водопроницаемости грунтов. Глубина скважин должнабыть на 3-4 мменьше мощности просадочной толщи; скважины следуетзаполнять дренирующим материалом (крупный песок, дресва, щебень, гравий, шлак ит.п.) причем верхние 1,5 м должны бытьзаполнены песком. Крайние ряды скважин следуетрасполагать за пределами сооружения на расстоянии 1,5-3 м от кромки подошвы флютбета(фундамента). Вода в скважины должна подаваться осветленной. По окончаниизамачивания следует удалить дренирующий материал из верхней части скважин на глубину не менее 2 м и затампонировать ихлессовыми грунтом.

3.14. Предварительное замачивание под нагрузкой следует предусматривать дляплотин и других крупных сооружений. Толщина слоя дренирующего материала должна быть 40-50 см. На дренирующий материал долженукладываться грунт насыпи, являющийся дополнительной пригрузкой. Участок долженбыть обвалован, к дренирующему слою должна быть подведена вода для замачиваниялессовой толщи, причем должна быть предотвращенакольматация дренирующего материала. Принеобходимости сократить сроки строительства следует дополнительно предусмотреть устройство сети скважин в соответствии с указаниями п. 3.13.

3.15. В процессепредварительного замачивания должны вестисьнаблюдения за количеством подаваемой в грунт воды, деформациями и влажностьюгрунта.

3.16. В каждом котловане следует предусматривать установку4-5 нивелировочных марок. Опорные репера для нивелирования должны быть размещены на расстоянии не менее 50 м от замачиваемой площади (нивелирование 4 класса, один раз в двенедели). Замачивание следует вести до условнойстабилизации, когда деформации поверхности втечение двух недель не превышают 1 см. В случае различия фактических и расчетных величин деформаций более чем на 25 %необходимо уточнение изысканий и проектныхрешений. По окончании замачивания следует предусматривать контрольное определение влажности грунта посредством бурения скважин на всю глубинупромачиваемой толщи с отбором двух образцов через каждый метр, или с определением влажностирадиоизотопным методом. Количество контрольных скважин определяется (с округлением) по формуле

                                                            (19)

Предварительное замачивание должнообеспечить влажность лессового грунта в нижней просадочнойтолще не менее ωsqp. После отбораобразцов контрольные скважины следует тщательно тампонировать.

3.17. Для уточнения просадочных оснований сооружений оросительных систем следует использовать также подушки из уплотненного лесса. Размеры подушек должныобеспечивать уменьшение суммарных деформаций основания до предельных величин по обязательному приложению 2.

3.18. Для определения размеров подушки следует выполнить расчет просадкигрунта природного сложения в соответствии суказаниями п. 2.9 и найти плоскость, нижекоторой величина деформации равна предельнойпо обязательному приложению 2. Выше этой плоскости грунтнеобходимо уплотнить. Толщина подушки hп равнаразности отметок выше подошвы флютбета (фундамента) сооружения и указанной плоскости. Со сторон, где ксооружению вода не подводится, ширинукотлована следует выполнять на 3-4 м больше ширины сооружения. Со сторон верхнего и нижнего бьефов, а также на участках, где на расстоянии 3hп от сооружения могут находиться источники замачивания, длину котлована по дну следуетпринимать на 6 м больше длины сооружения, и располагать здесь съезды-выезды для механизмов. Минимальную ширину подушки выполняют на 3-4 м вкаждую сторону больше ширины сооружения, а минимальную длину назначают по формуле

Ln= L+2B’ω                                                              (20)

где Bω -  по формуле 5.

3.19. Плотность грунта тела подушкидолжна обеспечивать полную ликвидацию егопросадочных свойств при расчетных нагрузках, и должна назначаться в пределах1,52-1,58 т/м3для сооружений I и II групп по таблице 2, и в пределах 1,58-1,67 т/м3для сооружений III и IV групп потаблице 2.

3.20. Комбинированные методы подготовки оснований следует, как правило, применять при строительствеответственных сооружений на сильнопросадочныхлессовых грунтах (см. рекомендуемое приложение4).

3.21. Гидровибрационноеуплотнение следует использовать для устройства в основаниях сооружений подушектолщиной от 3 до 10 м при наличии на участке строительства источника энергопитания мощностью 50-100кВт и при дефиците воды.

3.22. Трамбование грунтов следует применять для устройства подушектолщиной 1,5-3,0 м, а также вкомбинации с другими методами (например, с предварительным замачиванием).Вытрамбовывание следует применять при устройствекотлованов для опор железобетонных лотков, дюкеров, акведуков и другихконструкций, имеющих небольшие размеры в плане. Контроль за качествомповерхностного трамбования осуществляется согласно СНиП 3.02.01-83.

3.23. Проектирование свайныхфундаментов и их оснований должно производиться в соответствии со СНиП 2.02.03-85. Расчет по прочности конструкций свай исвайных ростверков, а также расчет свайныхфундаментов по образованию и раскрытию трещин должен производиться по СНиПII-56-77. Допускается использование висячих свай для лотков акведуков,дюкеров, причем несущую способность висячих сваи определяют по результатамиспытаний свай статической нагрузкой в соответствии со СНиП 2.02.03-85. Степень увлажнения грунта при этих испытаниях должна соответствовать ожидаемойпри эксплуатации объекта.

4.СООРУЖЕНИЯ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Каналы. Основныетребования

4.1. Открытые каналыоросительных систем на просадочных грунтахследует проектировать так, чтобы отметки уровней воды в них обеспечивали командование надорошаемыми полями после проявления просадочных и послепросадочных деформаций. При сравнении вариантов технических решений следует учитывать не только стоимостьстроительства с учетом противопросадочныхмероприятий, но и стоимость дополнительных работ, связанных с ликвидацией последствий просадочныхявлений, и величину эксплуатационных затрат и сельскохозяйственных ущербов, зависящихот надежности сооружений (п. 1.2).

4.2. Магистральные каналы, межхозяйственные и внутрихозяйственныераспределители и сбросную сетьнеобходимо проектировать, как правило, в выемках.В проекте должны быть обоснованы целесообразность и вид противофильтрационныхмероприятий по каждому крупному каналу и по группам внутрихозяйственныхраспределителей.

Каналыв земляном русле

4.3. Для каналов в земляном русле особое внимание следует уделять назначению оптимальныхуклонов и скоростей течения воды, имея в виду недопущение размывов и образования незакрепленных перепадов на каналах, или их заиления.

4.4. Превышение верха дамбы над максимальнымуровнем воды для каналов в полувыемке-полунасыпи и в насыпи следует определятьпо формуле

                                           (21)

где Qω -   нормативное превышение верха дамбы над максимальным уровнем воды согласноСНиП 2.06.03-85.

4.5. Для уменьшения объемов работ поперечное первичное сечение канала следует, как правило, разрабатывать с недобором, hн, согласно рис. 1.

4.6. При проектировании каналов с предварительным замачиваниемгрунта по отсекам, длину отсеков следует определять по формуле

                                                     (22)

где hωf -   глубина воды вканале при пропуске форсированногорасхода;

hω -     то же, при пропуске половины расчетного расхода;

i -        уклон канала.

4.7. Требуемая глубинапредварительного закачивания грунта для каналов с расходом до 1,0 м3/с и сооруженийна них - не менее 20 м; для каналов с расходомболее 1 м3/с - не менее 25 м (но не болеемощности просадочной толщи).

4.8. Каналы в насыпи следуетпроектировать преимущественно на равнинных участках, где расчетные величины просадочныхдеформаций не более допустимых (обязательноеприложение 2).

В противном случаенеобходимо предусматривать соответствующееупрочнение основания. Во всех случаях следуетпредусматривать требования по устройствукачественной насыпи.

Рис. 1 Поперечноесечение каналов с недобором грунта

Рис. 2 Канал на косогоре.

4.9. Каналы на косогорах с поперечным уклоном более 0,1, сложенных просадочными грунтами, следует выполнять, как правило, в глубоких выемках с использованием мероприятий по п.п. 3.9, 3.11, 4.4-4.8. Параметры врезки в косогорах (рис. 2) следует назначать по формулам

                                         (23)

2,5 м ≤ а11/3а2                                                     (24)

а2 = 0,85KiBω+Hpm1-hs(m1+m3)                                          (25)

где Ki -    коэффициент, учитывающий смещениефильтрационного контура

                                                            (26)

Bω -  согласно п. 2.7;

hs -     согласно п. 4.4;

Нp -   согласно п. 4.10.

4.10. Глубина Hp зоны, нарушенной трещинами, ходами землероев,псевдокарстовыми полостями, повышенной пористостью, засоленностью и т.п., должна определяться при инженерноеологических изысканиях, в т.ч. с использованием геофизических методов (электроразведкаейсморазведка) на всем протяжении косогорных участков канала. На предпроектныхстадиях (ТЭО,схема) величину зоны Hр следует определять по формуле

                                                 (27)

где Ssl -    величина просадки грунта в м;

Hk -     высота капиллярного поднятия воды в грунте в м;

Кс-     коэффициентчитывающий экспозициюкосогора:

Кс=1,2 для южной и юго-восточной экспозиции;

Кс =1 для остальных случаев.

4.11. Верховой откос следует проектировать с заложением m1 = 0,1-0,2 при его высотедо 7 м. При высоте откоса более 7 м егоследует выполнять ступенчатым с бермами шириной не менее 1 м через 5 м по высоте. Ширина бермы Q,назначается по формуле (24),а для каналов с расходом более 10 м3/с - изусловия возможности проезда механизмов и складирования наносов, удаляемых изканала.

4.12. При поперечномуклоне косогора более 0,9 при расходе воды до2 м3/с; более 0,8 при расходе воды до 5 м3/с, более 0,6при расходе воды до 10 м3/с и более0,5 при расходе воды свыше 10 м3/с, а также в случае значительнойглубины нарушенной зоны, Hp строительство канала должнобыть обосновано специальными технико-экономическими расчетами. В качестве альтернативныхвариантов должны быть рассмотрены замена типа водопроводящего сооружения (лотки,трубы), или изменение трассы канала и др.

4.13. Предварительноезамачивание грунта под каналом на косогоре следует предусматривать всоответствии с п.п. 3.11, 4.4-4.7. После проведения предварительногозамачивания на косогорном участке канала должно быть предусмотрено устройствооблицовки с противофильтрационным пленочным экраном, согласно п. 4.16, илиустройство противофильтрационной завесы, согласноп. 4.14.

4.14. Для устройства завесы нанизовом борту канала следует предусматривать устройство узкой траншеи или щели,заполненной уплотненным лессовым грунтом или смесями с применением бетонитов, битумов, причеммогут использоваться струйные технологии игидродинамическое резание грунтов или сэкраном из полимерной пленки.

Глубина завесы должна определяться по формуле

hс = 2hω+Hp                                                              (28)

Каналы соблицовками

4.15. При проектированииоблицовок каналов на средне- и сильнопросадочных грунтах необходимопредусматривать мероприятия для проявления основной части просадочных и послепросадочныхдеформаций, обеспечивающие остаточныедеформации в соответствии с обязательным приложением 2. На слабопросадочныхучастках и грунтах I типа при проектировании облицовок необходимо предусматривать трамбованиегрунта на глубину не менее 1,5 м безпредварительного замачивания. Предварительное замачивание должно назначаться по расчету, но неменее глубин, указанных в п. 4.7.После замачивания верхний слой грунта долженбыть уплотнен: следует выполнить планировку откосов, подсыпку дамб.

4.16. В бетонопленочных облицовках каналов следует предусматривать использование стабилизированнойполиэтиленовой или пластифицированной поливинилхлоридной пленки или других рулонных гидроизоляционныхматериалов под защитным слоем (например, изгрунта, железобетонных плит, асфальтобетона, монолитного бетона). При использовании грунтопленочных и асфальтобетонныхоблицовок следует предусматривать обработку оснований гербицидами. Конструкциидеформационных швов следует предусматривать с повышенной деформируемостью иводонепроницаемостью.

Лотковыеканалы

4.17. Каналы вжелезобетонных лотках на просадочных грунтах следует проектировать с учетом допустимых величин деформаций оснований согласно обязательному приложению 2, предусматривая принеобходимости упрочение оснований, а деформационные швы - с повышеннойдеформируемостью и водонепроницаемостью.

4.18. Железобетонные лотки на свайныхопорах следует возводить на естественных основаниях только на просадочных грунтах I типа и на слабопросадочных грунтах при глубине забивки свай не менее 2,5 м. Насредне- и слабопросадочных грунтах необходимо предварительное замачиваниегрунта, глубина забивки свай не менее 3,5 и 5м.

4.19. Для стоечных опор в грунтовых условиях I типа и наслабопросадочных грунтах примощности просадочной толщи не более 5 мследует предусматривать поверхностноетрамбование тяжелыми трамбовками без предварительного замачивания. На средне- исильнопросадочных грунтах следует использоватькомбинированный способ подготовки основания предварительным замачиванием споследующим доуплотнением верхних слоев грунтатяжелыми трамбовками. Назначение этих мероприятий должно быть обоснованорасчетом для однотипных на осваиваемой территории геологических условий иконструкций лотков с тем, чтобы их ожидаемые деформации не превышалиприведенных в обязательном приложении 2.

4.20. Стыковые соединения лотковдолжны обеспечивать водонепроницаемость стыков при расчетных деформациях оснований, согласнообязательному приложению 2.

4.21. При уклонах более0,05 рекомендуется применять глубокие лотки (до 160 см). При уклонах более 0,15применять сборные лотки не следует.

4.22. Необходимо предусматривать планировку местностивдоль лотков и трубопроводов.

Трубопроводыоросительных систем

4.23. При выборе материала труб следует руководствоваться указаниями СНиП 2.06.03-85, СНиП2.04.02-84 и требованиями настоящегораздела.

4.24. На грунтах I типа следует применять железобетонные и асбестоцементные трубы безпредварительных противопросадочныхмероприятий; допускается применение асбестоцементных и железобетонных труб повышенной на одну ступеньмарки, по сравнению с расчетной по условиямнапора. Конструкции стыков раструбных ибезраструбных труб должны обеспечивать поворот труб в месте стыка не менее чем на 2°.При величине ожидаемой просадки более 20 см допускается применять пластмассовыеили стальные трубы с противокоррозионным покрытием.

4.25. Забор воды в трубопроводы из открытых каналов следует предусматривать специальными гибкими трубопроводами сучетом требований п. 4.22.

4.26. В местах установки гидрантов необходимо предусматривать уплотнение грунта на площади размером не менее5×5 м и на глубину не менее 1,5 м.

4.27. В местах сопряжений трубопроводов оросительныхсистем с напорными трубопроводами насосныхстанций следует предусматривать компенсаторы деформаций.

Гидротехнические сооружения на каналах

4.28. При проектировании гидротехнических сооружений (ГТС) оросительных систем и выборе противопросадочных мероприятий следуетруководствоваться классификацией ГТС по таблице 2 и рекомендуемым приложением 4.

4.29. Предельные величины деформаций просадочных оснований ГТС, при которых обеспечивается их пригодностьк эксплуатации, следует принимать согласно обязательному приложению 2.

4.30. При проектировании ГТС на проселочном грунте основанием сооружения следует считать всютолщу просадочного грунта до глубины, где возможно его увлажнение и просадки, а в ряде случаев также часть подстилающихлессовую толщу пород (п. 2.9), и учитывать совместное воздействие основных взаимосвязанных разрушающих факторов:просадок и размывов грунта в основаниях и в бортах сооружений, а также суффозии.

4.31. При проектировании оросительных систем на просадочных грунтахследует предусматривать, на основе прогнозадеформаций и размывов грунта (раздел 2), устройство (при необходимости) искусственныхоснований (раздел 3), строительство гидротехнических сооружений противопросадочной конструкции(ГТС ППК),или сочетание этих мероприятий.

4.32. Следует использовать две основные схемы ГТС ППК: жесткую и гибкую.Жесткая схема целесообразна при больших поперечных размерах и малой длине сооружений, гибкая при ихбольшой длине. При расходах воды до 6 м3/с следует применять, как правило, одноочковые трубчатые ГТС с диаметром трубы до 1,6 м. При расходах более 6 м3 следует применять двух- и трехочковые гибкие ГТС или жесткие (спрямоугольными трубами или открытые доковые ГТСППК).

4.33. ГТС ППК должны состоять из пространственно-жесткихсекций, представляющих функционально самостоятельные (аванкамера, оголовок, труба, водобой, слив) или совмещенныеконструкции, и соединяемых деформационными швами, обладающими повышенной подвижностью и водонепроницаемостью и обеспечивающимибезаварийную работу при расчетных деформациях.

4.34. Пространственная жесткость и прочность секций должна быть обеспечена в продольном направлении водопроводящим лотком (трубой), а в поперечном - диафрагмами, зубьями или ребрами жесткости. Конструкции секций следует рассчитыватьна устойчивость и на прочность при самыхнеблагоприятных условиях опирания на основание. Для повышения подвижности, прочности и устойчивости конструкций ГТС ППК следует использовать компенсаторыдеформаций, анкеры, соединительные тяги, ванты (шпренгели),дополнительные фиксированные опоры.

4.35. ГТС ППКнеобходимо проектировать с усиленной противоэрозионной защитой ввиде диафрагм (шпунтов) и открылков оголовков в верхнем и нижнем бьефах. Вслучае устройстваискусственногооснования противоэрозионные диафрагмы следует проектировать так, чтобы они полностью находились в пределахискусственного основания.

4.36. В конструкциях ГТС ППК иоблицовок, как правило, следует предусматривать деформационные швы оклеечного типа с увеличеннымкомпенсационным провесом армогерметика, швы закладного типа или комбинированные. Стыки сборныхэлементов должны армироваться выпусками рабочей арматуры и быть равнопрочны со стыкуемыми железобетоннымиконструкциями.

4.37. У гибких ГТС ППК с водопроводящимикруглыми трубами следует предусматривать подвижные стыки с расчетными зазорамидля поворота и с защитой от раскрытия придеформациях. Стыки должны герметизироваться уплотнительными резиновыми кольцами и мягкой набивкой (пороизол, просмоленная пакля); зачеканкапазух стыка цементным раствором недопускается.

4.38. Проекты ГТС ППК должны предусматриватьустройства для уменьшения неравномерности просадочных деформаций оснований (например, посредством их защиты отлокального увлажнения или посредством равномерного их увлажнения черезспециальные отверстия и распределительные слой), или для последующей ликвидациинеравномерных просадочных деформаций, заполнения просадочных полостей под флютбетами, и для выправленияосадок и кренов отдельных частей сооружений.

4.39. Гибкиетрубчатые ГТС ППК следует, как правило,выполнять сборными, а жесткие открытые и с прямоугольными трубами - измонолитного или сборно-монолитного железобетона. Применяемые сборные элементы должны представлять готовую объемную конструкцию или обеспечивать после монтажа получениепространственно-жесткой секции. Применяемыесборные элементы должны соответствовать унифицированной номенклатурежелезобетонных конструкций для водохозяйственного строительства.

4.40. Расчетные деформации оснований не должны нарушать гидравлического режима сооружения.Требуемое превышение бортов сооружения над максимальнымуровнем воды следует принимать на 10-15 смвыше верха дамб (п. 4.4).

Таблица2

Тип сооружений

Расчетный расход, воды м3

Размеры фундаментов

Давление под подошвой ф-та, МПа

Относит. эксцентриситет нагрузки

площадь, м2

глубина, м

отнош. сторон

полное Р

дополн. к прир. Рс

Водозаборные, перегораживающие, регулирующие, сопрягающие, водопроводящие, вододелительные, водовыпускные ограждающие сооружения, насосные станции, лотки, трубопроводы

до 5

3-30

1-5

1,2-4,2

до 0,08

до 0,025

0-0,15

То же

5-50

20-700

2-8

1,8-3,5

0,1-0,2

0,025-0,05

0,03-0,12

Опоры дюкеров, акведуков, насосные станции камерного типа, устои и бычки водозабора

10-100

30-1000

3-16

2-4

0,13-0,21

0,05-0,15

0,07-0,2

Плотины, насосные станции блочного типа, башенные водозаборы, другие особо крупные сооружения или их части

более 20

40-2000

до 20

2-5

более 0,18

более 1,5

0-0,15

4.41. Для сооружений,предназначенных к строительству на просадочных толщах мощностью более 10м, где не ожидается подъем грунтовых вод до флютбетасооружения, не следует предусматривать устройстводренажей, гравийно-песчаных поденной, обратных фильтров и разгрузочных отверстий в флютбетах.

4.42. Вдоль бортов сооружения следуетпредусматривать защиту от размыва грунта поверхностными водами.

4.43. На прилегающих к сооружениям участкам каналов следует предусматривать,как правило, уширенные до 6-8 м бермы для размещения запасных материалов имеханизмов при ремонтных работах.

4.44. На период пусковойэксплуатации должны быть предусмотрены систематические наблюдения за состояниемсооружений и развитием деформаций конструкций и оснований. Состав ипродолжительность наблюдений устанавливаетсяпрограммой натурных наблюдений, включаемой впроект.

4.45. Оголовки и опоры дюкеровдолжны располагаться на упрочненныхоснованиях. Входные и выходные оголовкиследует располагать на расстоянии не менее десяти диаметров трубы от поверхности склона на отметкеподошвы сооружения.

4.46. Акведуки должны иметь конструкцию, позволяющую безаварийновоспринимать расчетные деформации лоткипри расчетных смещениях опорных устоев и бычков. Конструкция пролетногостроения должна, как правило, применяться балочная разрезная с деформационными швамисогласно п.п. 4.33, 4.36.

4.47. Если расчетная величина деформаций просадочного основания не превышает предельныхзначений (обязательное приложение 2),ГТС ППК должны возводиться на естественномосновании. В противном случае необходимо устройство такого искусственного основания, чтобыего деформации после постройки сооружения не превышали предельных значений (обязательное приложение 2). Предварительныйвыбор метода устройства искусственных оснований ГТС ППК на просадочных грунтах следуетвести на основе рекомендуемого приложения 4. Окончательный выбор метода должен производиться на основании технико-экономических сопоставленийвариантов, с учётом класса, типа, конструкции,размеров и режима работы сооружений, инженерно-геологических условий строительства, наличии воды, механизмов, материалов, кадров и имеющегося опыта производства работ.

4.48. Строительство временныхсооружений (для подачи воды длясанитарно-бытовых или технологических нуждстроительства предварительного замачивания, доведения грунтов до оптимальнойвлажности уплотнения, досрочного использованиячасти орошаемых земель до полного завершения строительства системы) должно быть в каждом случае обосновано технико-экономическими расчетами.

4.49. Конструкции временныхсооружений должны обеспечивать временный пропуск расходов и поддержание заданных уровней воды вусловиях просадочных деформаций оснований; допускать перевозку, быстрый илегкий монтаж и ремонт, для чего следует применять легкие эластичные материалы, серийныеи типовые изделия, гибкие соединения,компенсаторы, рихтовочные пазы и т.п. В случае использования ценных материалов (металл,пластмассы, ткани) должно быть обеспечено их многократноеприменение.

Расчеты гидротехнических сооружений

4.50. Расчеты размывов просадочных грунтов в руслахканалов и зонах влияния ГТС необходимовыполнять как при индивидуальном проектировании, так и при привязке типовыхпроектов. Допускаемые неразмывающие скорости течения воды следует определять всоответствии с указаниями СНиП 2.06.03-85.

4.51. Глубину hdsp воронкиместного размыва в нижнем бьефе ГТС следует рассчитывать с использованиемвеличины допускаемой неразмывающей скорости по формуле

hdsp = h-hс                                                                 (29)

где hc -     расчетная глубина водыв канале при равномерном режиме;

h -       глубина потока в месте наибольшего размыва;

                                                  (30)

Q -      расчетный расходводы, м3/с;

Vc -     допускаемаянеразмывающая скорость, м/с;

вc -      ширина фронта схода, м;

Kн -     коэффициент, учитывающий неравномерность удельного расхода воды по фронту схода; Кн=1,3;

Kp -     коэффициент условий размыва, принимаемый равным 1,05 для случая, когда рисберма заканчивается ковшом, и 1,7, когда рисберма заканчивается уступом с вертикальной низовойгранью.

Ширину воронки местного размерав нижнем бьефе вdspтакже глубину hvsp и ширину вvsp воронки местного размыва в верхнем бьефе ГТС следует определятьпо формулам

вdsp = Kghdsp; вvsp = Kghvsp;                                               (31)

hvsp= (0,4+5εsli)hdsp

где Kg=2,2 для грунтов I типа по п.1.10;

Kg=2,4    для слабопросадочных грунтов;

Kg=2,6    для среднепросадочных грунтов;

Kg=2,85  для сильнопросадочных грунтов.

εsli -         относительная просадочностьгрунта при давлении 0,1 МПа.

4.52. Глубину и ширину противоэрозионныхдиафрагм ГТС следует назначать по соответствующимразмерам воронок местных размывов, сувеличением на 30 % для заделки краев диафрагмы в грунт.

4.53. Фильтрационные расчеты просадочныхоснований ГТС следует вести с учетомтребований СНиП2.02.02-85, СНиП2.06.01-86. Для ГТС, I, II и III групп потабл. 2, характеризуемых отношениемдлины к напору более 5, имеющих расчетные противоэрозионные диафрагмы, при толщине слоя просадочного грунта более 10 м, где не ожидается подъем грунтовых вод до уровня флютбета, фильтрационные расчеты допускается не выполнять.

4.54. Расчетныедеформации гибких ГТС ППК (SГТС) следует определятьдля условий неравномерных деформаций просадочных оснований, с учетом предельныхпрогибов труб за счет их шарнирных соединений; предельных кренов и взаимныхсмещений частейГТС ППК по подвижным стыкам и деформационным швам; ресурсов компенсирующихустройств ГТС ППК. Предельные величины деформаций оснований Su следует принимать по обязательному приложению 2. Расчетная деформируемость SГТС гибких ГТС ППК должнабыть не менее SГТС1,35 Su.

4.55. Расчеты устойчивости следует выполнять какдля системы «сооружение-основание», так и дляотдельных элементов ГТС ППК, с учетом величины и неравномерности распределения деформаций просадочного основания. Расчеты устойчивости конструкций ГТС ППК следует вести согласно СНиП 2.02.02-85, СНиП2.06.01-86, СНиПII-55-79, по первой группе предельныхсостояний (полная непригодность к эксплуатации). Расчет устойчивости по сдвигуследует вести по схеме плоского сдвига (грунтв основании и бортах увлажнен, вода в каналеотсутствует).

4.56. Необходимо выполнять, дополнительно к требованиям СНиПII-55-79, расчеты устойчивости конструкций ГТС ППК по опрокидыванию приналичии в канале воды и при неравномерном увлажнении основания, развивающемсясо стороны бьефов. Если устойчивостьконструкций ГТС ППК на просадочном основании не обеспечивается, расчетами должны быть определенывеличины требуемых удерживающих усилий и назначены конструктивные мероприятия, обеспечивающие устойчивостьконструкций ГТС ППК, согласно п. 4.34.

4.57. Расчеты общей прочности пространственно-жестких конструкций ГТС ППК следует вести для двухнаправлений - вдоль и поперек потока, с учетом величины и неравномерности просадочныхдеформаций основания, на основные сочетаниянагрузок постоянные, временные длительные и кратковременные нагрузки ивоздействия согласно СНиП 2.01.07-85, СНиП2.06.01-86, СНиПII-55-79, СНиПII-56-77, СНиП2.03.01-84, по первой группе предельных состояний,активное, пассивное и дополнительное (навал) боковое давление грунта определяются методамитеории предельного равновесия грунтов с учетомсцепления и трения по расчетной поверхности с использованием расчетных характеристик грунтов иматериалов.

4.58. Расчет прочности жесткого ГТС ППК в направлении вдольпотока следует вести для докового лотка какдля системы балок-стенок, при неравномерныхпросадках основания, развивающихся со стороны бьефов и вызывающих зависаниеконцов сооружения; размеры опорного участка следует определять из сопоставлениясуммы нагрузок и расчетного давления на грунт. На действие наибольшего изгибающего момента следует рассчитыватьцентральное поперечное сечение, на действие наибольшейпоперечной силы - наклонное сечение, восходящееот границы расчетного опорного участка.

4.59. Расчет прочности жесткого ГТС ППК в направлении поперек потока следуетвести как для рамы, нижний ригель которойлежит на упругом основании, для двух случаев: при непрерывном по длине контактесооружения с основанием (рядовой участок), и при неравномерных просадкахоснования (опорный участок). Для рядового участка следует рассматривать дваосновных случая (при заполнении лотка водой и отсутствии давления грунта на стенки, и наоборот), и учитывать дополнительное боковое реактивное давление(навал) грунта, определяемое расчетом сооружения во взаимодействии с упругойсредой. На опорном среднем участке плиты (являющейся днищем водобойного колодца) действуют наибольшие усилия, передаваемые балкам - стенками лотка. Расчет опорногоучастка требуется вести при заполненном водой лотке и при действии на стенкилотка давления грунта. Расчет реактивных давлений грунта, изгибающих моментов ипоперечных сил для плиты следует вести как для балки на упругом основании,расчет прочности наклонных сечений - с учетом разгружающего влияния реактивногодавления грунта.

4.60. Высота ребра жесткости сопрягающей стенки должнаопределяться из условия безаварийного сопряжения с противоэрозионной диафрагмойпри их расчетном смещении. Расчет прочности ребражесткости сопрягающей стенки следует вести сучетом возможности зависания одного из открылков оголовка, или зависания центрастенки на концах открылков, с учетом веса конструкций, воды и вертикальных составляющих давлениягрунта.

4.61. Расчет прочности и прогибов противоэрозионныхдиафрагм следует вести для случая одностороннего бокового давления грунта со стороныоснования сооружения, при образовании воронки размыва со стороны канала, какдля плиты, опертой по трем сторонам, с трапециедальным (по вертикали) распределением нагрузки.

Грунтовыесооружения

4.62. При проектировании грунтовых плотин, насыпей, каналов, дамб обвалования и т.п., для которых лессовые просадочные грунты являются материалом или основанием, следуетруководствоваться указаниями глав СНиП 2.01.07-85; СНиП2.06.04-82; СНиП2.06.05-84; СНиП2.02.01-83; СНиП2.06.05-84; СНиПII-7-81; СНиП2.06.01-86; СНиП2.02.02.85, СНиП 2.06.03-84; СНиП III-8-76 и положениями настоящего раздела.

4.63. Возводить насыпи (плотины) допускается без упрочнения основания, если величина ожидаемойпросадки не превышает предельной Su пообязательному приложению 2. Приожидаемых просадках, превышающих Su, основания плотиннеобходимо предварительно замачивать на полнуюглубину просадочной толщи, или применять комбинированные способы упрочненияоснований, согласно п.п. 3.1; 3.2; 3.12; 3.13; 3.14; 3.16. В основании качественной насыпи во всех случаяхдолжен быть удален растительный или выветрелый слой и уплотнен грунт на глубину не менее 1 м.

4.64. В местах сопряжения тела насыпи с берегами оврагов и саев необходимопроизводить глубокую врезку, особо качественноеупрочнение основания, укладку и уплотнение грунта. Для сопряжения плотин сбортами глубина врезки противофильтрационного элемента должна быть не менее 0,12 от наибольшей глубины воды перед плотиной, размер врезки в бортав плане не менее 1,5lds, где lds - по формуле (11).Необходимо предусматривать усиленную систему сбора и отвода ливневых вод изащиту от размыва откосов плотины и мест примыкания плотины к бортам балки.

4.65. При подготовке оснований под ответственные насыпи удалениепросадочных грунтов на глубину значительного их нарушения землероями, корнямирастений и эрозионными процессами трещинами, остатками старых сооружений, или в случае их высокой пористости, или при содержаниилегкорастворимых солей в количествах, превышающих допустимые по п. 4.66, должнобыть обосновано соответствующимитехнико-экономическими расчетами.

4.66. При использовании лессовыхгрунтов для возведения гидротехнических насыпей и в их основанияхсодержание в них водорастворимых солей должноограничиваться в соответствии с указаниями СНиП 2.06.05-84 .

4.67. На просадочных основаниях следует, как правило проектироватьплотины однородные или с ядрами, или с гибкими экранами и диафрагмами из полимерных материалов; конструкции из жестких материалов должныприменяться только при соответствующемобосновании.

4.68. При строительстве насыпей на просадочном основании следует применять такие способы, которые позволяютобеспечить,наряду с требуемойплотностью, повышенную пластичность тела насыпи: отсыпку лессового грунта в воду,гидронамыв, комбинацию этих способов (отсыпку сухого грунта в прудки предварительно намытого грунта), или уплотнение грунта привлажности на 1-2 % больше оптимальной.

4.69. При возведении насыпей способом отсыпки в воду или гидронамыва следуетиспользовать лессовые грунтыгранулометрического состава в соответствии срекомендуемым приложением 5.

Время полного размокания грунта,определенноестандартным способом, не должно превышать 10 минут.

4.70. При использованиинамыва для строительства сооружений из лессовых грунтов следует ограничивать интенсивность возведения сооруженияпо высоте, в зависимости от гранулометрического состава грунта и технологии ведения работ, наличия строительных дренажей.

5.ПОДГОТОВКА ОРОШАЕМЫХ ПОЛЕЙ

Общее положение

5.1. Подготовка орошаемыхполей должна, как правило, выполняться однимиз двух методов: 1 - методом предварительногозамачивания земель в строительный период; 2 - методом постепенного замачивания земель в процессе поливов сельскохозяйственных культур по бороздам с использованиемв первые 3-5 лет передвижных разборныхтрубопроводов. Выбор метода должен быть обоснован технико-экономическимрасчетом. На слабопросадочных и I типа грунтах, а также приполиве дождеванием с оптимальныминормами, при котором не допускается транзитная фильтрация, предварительное замачивание полейдопускается не проводить.

5.2. Предварительное замачивание поля должно осуществляться путем поливапо бороздам. Вода подается с помощьюоросительной сети с гибкими передвижнымиполивными трубопроводами. Продольный (вдоль распределительного трубопровода)уклон поверхности поля для проведения таких поливов должен быть в пределах0,002-0,03. Поливные борозды для проведения замачивания выполняются глубиной 15-20 см и длиной 60-120 м с шириной междурядий60 см.

5.3. Глубина предварительного замачивания должнаустанавливаться проектом с учетом свойствгрунтов и способа полива, но не менее 5 м длясреднепросадочных и не менее 6 м для сильнопросадочных грунтов.

5.4. Количество необходимойдля замачивания воды (нетто) следует определять по формуле

 м3/га                                         (32)

Обозначения - согласно справочному приложению 1.

5.5. Сброс воды призамачивании не допускается. Замачивание должно вестись непрерывно.

5.6. Продолжительность предварительного замачивания поля следуетопределять по формуле

 час                                                     (33)

где Wn -     объем воды, подаваемой на замачивание3/га;

a -        ширина междурядья, м;

lδ -       длина борозды, м;

qср -     средний за период замачивания расход воды, подаваемойв борозду, м3.Значения qср для лессовых грунтов, имеющих коэффициентфильтрации 0,6-0,8 м/сут, следует принимать потаблице 3, а для других грунтов - пропорционально изменениюкоэффициента фильтрации.

Таблица 3

Уклон борозды

Средний расход в борозду qср, л/с/10-3 м3

длина борозды, м

lδ=60

lδ=90

lδ=120

0,005-0,01

0,12

0,18

0,24

0,01-0,02

0,08

0,12

0,16

0,02-0,03

0,06

0,09

0,12

5.7. Расходы воды в начале полива следует устанавливать так, чтобывремя добегания струи до конца борозды, не превышало 6 часов при первом поливе и 2 часов при последующих поливах; при этом эрозионный размывгрунтов не допускается.

5.8. В начале предварительного замачивания подачу воды следуетпроводить с интервалами через одну борозду в течение 2-3 суток; затем в течение2-3 суток полив по сухим (пропущенным) бороздам, и далее полив по всем бороздам до увлажнения грунта нарасчетную глубину. При необходимости следует сделать перерыв в замачивании,ремонтную планировку и нарезку борозд, и продолжить замачивание.

5.9. Предварительное замачиваниеполя следует проводить поэтапно, по отдельнымкартам. Для этого поливной участок разбивается на карты шириной 100-125 м, площадью 5-7,5 га.

5.10. Контроль глубиныпромачивания и развития просадочных деформацийследует осуществлять на характерных участках поля и на участках, где имеются карстовые воронки,трещины, частые ходы землероев, неуплотненные насыпи.

5.11. Для выравнивания глубины промачивания следует проводитькультивации на участках, где глубинапромачивания меньше, и нарезать там болееглубокие борозды-щели.

5.12. На просадочных грунтах следует применять, как правило, такие способыорошения и технику полива, которые не вызывают транзитной фильтрации и размывовгрунтов.

5.13. При подготовке полей методом постепенного замачивания в процессе поливов сельскохозяйственных культур, в первые 3-5 леторошения на грунтах I типа, слабо- и среднепросадочных встроительный период необходимо предусматривать капитальную планировку на основетопографической съемки. В первые 3-5 лет орошения (до завершения просадочныхдеформаций) следует ежегодно проводитьэксплуатационную планировку и предпосевное выравнивание полей длиннобазовыми планировщиками. После завершения просадочных деформаций при необходимости следует выполнять капитальнуюпланировку на основе повторной топографической съемки.

5.14. При проектированиизакрытых оросительных систем на сильнопросадочныхземлях освоение следует предусматривать в 2 этапа. На I этапеосвоения, в первые 3-5 лет, следует применять передвижную внутрихозяйственную оросительную сеть, состоящую из уложенных на поверхности поля разборных распределительных трубопроводов сгидрантами и передвижных поливных полиэтиленовых шлангов. Разборные распределительные трубопроводы следует прокладыватьпараллельно проектным трассам закрытых распределительных трубопроводов на расстоянии 5-10 м от них. На II этаперазборную сеть разборных распределительных трубопроводов (шлангов) перемещаютна новый участок, а взамен строят:для полива пропашных культур - полустационарную оросительную сеть с поливным и полиэтиленовыми шлангами, для поливамноголетних насаждений - закрытую оросительную сетьc подземными поливными трубопроводами.

5.15. Расстояние междупередвижными трубопроводами и длину борозд, а также расход поливной струи на первом этапе освоения следует принимать в соответствии c даннымирекомендуемого приложения 6. Навтором этапе освоения расходы воды и длины борозд могут быть увеличены.

5.16. На средне- и сильнопросадочных грунтах при проектировании закрытыхтрубопроводовследует предусматривать как правило предварительное замачивание их оснований на глубину не менее соответственно 10 и15 м, а глубину закладки труб следуетпринимать с запасом на среднюю величину планировок орошаемого поля, которуюдопускается принимать равной половине максимальной расчетной просадки.

5.17. При подготовкеполей методом постепенного замачивания в процессе поливов в первые 3-5 летобъем ежегодных планировочных работ на просадочных орошаемых землях следует принимать равным объему локальных просадок,соблюдая равенство объемов срезки и подсыпки, по формуле

Vпр=VεslHωAm1m2                                                        (34)

где Vпр - объем ежегодных планировочных работ, м3;

Нω - средняя глубина промачивания просадочной толщи, м, ориентировочно после 1 года орошения Нω=6-8 м;после 2 лет Hω=11-13 м; после 3 лет Hω=15-19 м; после 4 лет Hω=18-23 м; после 5 лет Hω=23-30 м;

А -   площадьорошаемого поля, м2

m1 -  коэффициент, учитывающий проявление локальных просадок по площади орошаемогополя (табл. 4);

m2 -  коэффициент, учитывающий зависимость объемов просадок от величины абсолютнойпросадки в центре блюдца, его формы и размеров (табл. 5);

V -    коэффициент статистическойизменчивости (коэффициент вариации), изменяющийся от 1,50 до 1,80;

εsl -   относительная просадочность лессового грунта.

Таблица4

Грунт по категориям просадочности

Категория исходного рельефа

Значения коэффициента m1, по годам орошения

1

2

3

4

5

Слабо-просадочный

Очень сложный и сложный

0,25

0,10

0,05

0,0

0,0

Средний сложности и спокойный

0,20

0,05

0,0

0,0

0,0

Средне-просадочный

Очень сложный и сложный

0,35

0,30

0,20

0,10

0,0

Средний сложности и спокойный

0,30

0,25

0,20

0,10

0,0

Сильно-просадочный

Очень сложный и сложный

0,50

0,40

0,30

0,25

0,05

Средней сложности и спокойный

0,40

0,35

0,25

0,20

0,01

Примечание: При подсчете объема просадок отдельногопросадочного блюдца коэффициент m1 следует принимать равным 1.

Таблица5

Грунт по категориям просадочности

Категория исходного рельефа

Значение коэффициента m2 по годам орошения

1

2

3

4

5

Слабо-просадочный

Очень сложный и сложный

0,38

0,40

-

-

-

Средней сложности и спокойный

0,40

0,42

-

-

-

Средне-просадочный

Очень сложный и сложный

0,29

0,32

0,38

0,50

-

Средней сложности и спокойный

0,36

0,44

0,50

0,60

 

Сильно-просадочный

Очень сложный и сложный

0,28

0,30

0,32

0,36

0,40

Средней сложности и спокойный

0,29

0,32

0,38

0,40

0,50

Директор института          Н. С. Гришенко

«Союзгипроводхоз»

Руководитель темы            С.С. Савватеев

зав. ЛНИ,к.т.н.

Приложение 1

Справочное

ТЕРМИНЫИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. В просадочном основании ГТС могут проявлятьсядеформации следующих видов:

осадка под влияниемнагрузки от сооружений при практическинеизменной влажности грунта;

просадка - уплотнение вследствиенарушения структурной прочности грунта при совместном воздействии нагрузки и увлажнения; следует различать собственно просадку, при давлении от собственного веса грунта и дополнительнуюпросадку при воздействии веса сооружений;

послепросадочные деформациигрунта - суффозионно-пластическое уплотнение придлительной фильтрации воды через грунт.

2. Величина просадки -вертикальное перемещение поверхности грунтового массива при его просадке под действиемсобственного веса или собственного веса идополнительной нагрузки от сооружений.

3. Относительнаяпросадочность - относительная величина просадочной деформации слоя(образца) грунта при заданном давлении изамачивании.

4. Начальное просадочное давление грунта -наименьшее уплотняющее напряжение, при котором начинаютпроявляться просадочные свойства грунта при его водонасыщении.

5. Начальная влажность просадки грунта - наименьшая влажность, прикоторой начинают проявляться просадочные свойства грунта,при данном напряжении.

Основные обозначения

Характеристики грунтов

ρ -                   плотностьгрунта

ρd -                  плотность сухого грунта

ρδ -                  плотность частиц грунта

γ -                   удельныйвес грунта

γd -                  удельный вес сухого грунта

γδ -                  удельныйвес частиц грунта

en -                  коэффициентпористости

n -                   пористость

Co, Csl, Cωt -   удельное сцеплениегрунта при природной влажности, при просадке и при послепросадочнойконсолидации

φo, φslωt -    угол внутреннего трениягрунта при природной влажности при просадке и после просадочной консолидации

ω -                  природнаявлажность

ωp -                 влажность на границепластичности (расшатывания)

ω1 -                 влажность на границе текучести

ωsl -                 начальнаяпросадочная влажность

ωeq -                конечная (установившаяся)влажность

ωnn -                предельнаяполевая влажность

ωsat -               влажность,соответствующая полному водонасыщению

Sp -                 степеньвлажности

Ip -                  число пластичности

εsl, εslp -           относительнаяпросадочность при природном и расчетном давлении

εωt -                 относительная послепросадочная деформация

εp -                  относительное сжатие приприродной влажности

εsl1 -                относительная просадочность грунта при давлении 0,1МПа

К -                  коэффициентфильтрации

Kδ -                 коэффициент фильтрации ввертикальном направлении

Кг -                 коэффициентфильтрации в горизонтальном направлении

Psl -                 начальноепросадочное давление

E -                   модульдеформации

Eω -                 модульдеформации грунта в увлажненном состоянии

Hk -                 высотакапиллярного поднятия

Деформации

S -                   расчетнаявеличина ожидаемой деформации основания сооружения

Su -                 предельнаявеличина деформации основания сооружения

Sp -                 осадка грунта постояннойприродной влажности под дополнительной нагрузкой от сооружения

Ssl -                 просадка при природном давлении

Sω -                 деформацияпросадочного основания ГТС при увлажнении

Sωt -                послепросадочнаядеформация

Sslp -                деформация ГТС, построенного напредварительно замоченном основании

Sn -                 деформация уплотненияподстилающих просадочную толщу пород

Геометрическиехарактеристики

L, B -              длина и ширина сооружения

Lω, Bω -           длина и ширина источникаувлажнения

lk, вk -              длинаи ширина котлована по дну

d -                   глубинарассматриваемого слоя грунта от естественной поверхности

d -                  условнаяглубина (d=1 м)

hs -                  требуемоепревышение верха дамб над проектным горизонтом форсированного расхода воды

Нsl -                толщина слояпросадочных грунтов

Hω -                глубинаувлажненного контура грунта за расчетный промежуток времени

H -               мощностьзоны полного водонасыщения

hω -                 глубинаводы у сооружения

hi -                   мощностьрасчетного слоя просадочной толщи

hn -                  толщинаподушки из уплотненного лесса

m -                  заложениеоткоса

Другиехарактеристики

γω -                 удельныйвес воды

p -                   среднеедавление под подошвой сооружения

Рv -                 дополнительное вертикальноедавление под подошвой сооружения

Pa -                 атмосферноедавление

σ -                   нормальноенапряжение

σг -                  вертикальное напряжение полное

σву -                то же, от собственного веса грунта

t -                    продолжительностьувлажнения грунта

tps -                 продолжительностьпредварительного замачивания грунта.

Приложение 2

Обязательное

Предельныевеличины деформаций просадочных оснований сооружений оросительных систем

№№ пп

Тип и характеристика сооружений

Предельная величина просадочной деформации основания Su, см

Предельная величина послепросадочной деформации

1.

Каналы без облицовки в выемке

в соотв. с п.п. 3.9-3.11; 4.4-4.8

 

2.

Каналы без облицовки в полувыемке и в насыпи с расходом воды до 2 м3

30

30

 

2-5 м3

25

20

 

5-10 м3

20

20

 

более 10 м3

15

15

3.

Каналы с облицовкой монолитным бетоном, железобетоном, или железобетонными плитами

12

12

4.

Каналы с бетонопленочными или асфальтовыми облицовками

15

20

5.

Каналы с грунтовопленочными экранами или с облицовкой рулонными материалами

20

30

6.

Каналы в железобетонных лотках

5

7

7.

Напорные трубопроводы закрытых оросительных систем:

 

 

 

а) асбестоцементные, железобетонные

10

12

 

б) стальные и из полимерных материалов

30

30

8.

Насосные станции блочного и камерного типов, докеры, акведуки

8

8

9.

Подкачивающие насосные станции, водозаборные, перегораживающие, регулирующие, сопрягающие, водопроводящие, вододелительные, водовыпускные, ограждающие, переездные сооружения типовой конструкции

10

10

10.

Те же сооружения противопросадочной конструкции (п.п. 4.31-4.42)

40

35

11.

Земляные сооружения, удерживающие напор до 1 м

45

35

 

до 5 м

25

20

 

до 20 м

20

15

 

более 20 м

15

15

Примечания.

1. Величины Suопределены из условий прочности, устойчивости, работоспособности сооружений и должны быть уменьшены,когда это требуется особыми условиями работы сооружений (отметки, уклоны, наполнение, пропускная способность,водонепроницаемость).

2.При использовании малоэффективных способов герметизации деформационных швов величина Su снижается в 1,5 раза.

3.При отсутствии прогнозов развития деформаций во времени или сведений о работе сооружений-предшественников, допускается условно принимать, чтопросадки происходят в течение первого года эксплуатации сооружения, а послепросадочные деформации в течение следующих пяти лет.

4.Требования к точности планировки и предельныевеличины деформаций орошаемых полей принимаются, в зависимости от сельскохозяйственного назначения, способа и техники полива всоответствии с указаниями соответствующих норм.

5.Величины Su для производственных и гражданских зданий и сооружений в зонахвлияния оросительных систем принимаются согласно СНиП 2.02.01-83.

Приложение 3

Обязательное

Расчетыприсадочных оснований на предпроектных стадиях на основе первичныххарактеристик грунтов.

  

ωsl= ωp; σzy = γd;

 

 

 

φωt = φn(1-K);

 K1 = Kвω1

Рис. 1. Значение коэффициента m1, учитывающего гистерисдеформаций грунта

Рис. 2. Значение коэффициента mδ, учитывающего формоизменение грунта под фундаментом


Рис. 3. Значения коэффициента m1, учитывающего размеры иформу объекта замачивания

Рис. 4. Значение коэффициента mωt, учитывающего длительность увлажнения грунтов t


Приложение 4

Рекомендуемое

Основныетехнико-экономические показатели и рекомендуемые области применения методов устройстваискусственных оснований ГТС на просадочных грунтах

Метод

Примерная стоимость упроченного грунта, руб/м3

Рекомендуемые области применения

Мощн. просад. толщи, м

Ожидаемая просадка грунта, см

Объекты строительства

Давление под фундаментом, МПа

Уплотнение грунтов

 

 

 

 

 

Предварительное замачивание

0,2-0,4

15-40

более 30

Все ГТС, кроме отдельно стоящих опор и особо ответственных сооружений

до 0,5

Трамбование

0,3-0,4

до 5

до 15

Все ГТС

до 0,1

Гидровибрация

0,6-0,8

до 8

до 30

-

до 0,15

Замена грунта (подушки)

0,8-0,10

до 30

до 50

-

до 0,2

Комбинированные методы

 

 

 

 

 

Предварительное замачивание и подушка

0,9-1,2

10-40

более 50

-«-

до 0,2

Предварительное замачивание и трамбование

0,5-0,7

8-40

более 50

все ГТС

до 0,15

Предварительное замачивание, трамбование и подушка

1,2-1,5

15-40

более 50

все ГТС кроме каналов

до 0,15

Предварительное замачивание, взрывы

0,7-1,2

15-40

более 50

все ГТС

до 0,1

Предварительное замачивание, гидровибрирование

0,8-1,4

6-40

более 30

все ГТС кроме каналов

до 0,1

Трамбование, подушка

1,0-1,3

5-10

20-50

-»-

до 0,25

Предварительное замачивание с пригрузкой

0,9-1,2

15-40

более 40

Грунтовые сооружения

до 0,25

Сваи

50-100 (для свай)

более 5

более 15

Опоры лотков, дюкеров, акведуков, мостов, крупные промышленные и гражданские объекты и ГТС

до 0,5

Закрепление грунтов

 

 

 

 

 

Силикатизация, электросиликатизация, смолизация

15-80

до 15

более 20

Особо ответственные ГТС, промышленные и гражданские здания, восстановление аварийных объектов

более 0,3

Термическое, термохимическое

20-40

-«-

-

-

 

Приложение 5

Рекомендуемое

Границы состава карьерных лессовыхгрунтов для возведения земляных сооружений.

1 - допускаемая границамелких фракций при возведении насыпей отсыпкой в воду;
2 - допускаемая граница мелких фракций при возведении насыпей гидронамывом

Приложение 6

Рекомендуемое

Ориентировочныепараметры элементов техники полива по бороздам на просадочных землях

Этапы освоения

Уклон поливных

Расход поливной струи, л/с

Длина борозд, м

максимальный

минимальный

Легкие лессовидные суглинки

I

0,01

0,15

0,075

80-100

 

0,02

0,10

0,05

70-90

II

0,01

0,25

0,125

150-200

 

0,02

0,15

0,075

150-170

Лессовидные супеси

I

0,01

0,25

0,125

80-90

 

0,02

0,15

0,075

70-80

II

0,01

0,30

0,15

150-170

 

0,02

0,20

0,10

150-160

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные положения. 1

2. Расчет просадочных оснований гидротехнических сооружений. 2

3. Проектирование искусственных оснований и свайных фундаментов. 5

4. Сооружения оросительных систем.. 7

5. Подготовка орошаемых полей. 15

Приложение 1 Термины и определения. 18

Приложение 2 Предельные величины деформаций просадочных оснований сооружений оросительных систем.. 19

Приложение 3 Расчеты присадочных оснований на предпроектных стадиях на основе первичных характеристик грунтов. 20

Приложение 4 Основные технико-экономические показатели и рекомендуемые области применения методов устройства искусственных оснований ГТС на просадочных грунтах. 25

Приложение 5 Границы состава карьерных лессовых грунтов для возведения земляных сооружений. 25

Приложение 6 Ориентировочные параметры элементов техники полива по бороздам на просадочных землях. 26

 

2
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.