Что такое заложение верхового откоса

Что такое заложение верхового откоса

К основным гидротехническим сооружениям рыбоводных ферм относятся: земляные низконапорные плотины, дамбы, водоподающие и сбросные каналы, осушительно-рыбосборная сеть, паводковые водосбросы, шлюзы-регуляторы, перегораживающие сооружения, водовыпуски, донные водоспуски, рыбоуловители, верховины, сифоны и др.

Земляные плотины

Основные типы земляных насыпных плотин (согласно СНиП II 4-62) приведены на рисунке 5.

Рис. 5 Типы земляных насыпных плотин:
а — из однородного грунта; б — из разнородного грунта; в — с экраном
из грунтовых материалов; г — сэкраном из негрунтовых материалов;
д — с ядром; е — с диафрагмой.

По конструкции противофильтрационных устройств в основании различают земляные насыпные плотины с понуром, с зубом, с инъекционной завесой, с диафрагмой (рис. 6).

Рис. 6 Противофильтрационные устройства:
а — понур; б — зуб; в — диафрагма

При строительстве рыбоводных ферм преимущественно применяют плотины из однородного грунта. Плотины других типов строят в случаях крайней необходимости (особо сложные природные условия в месте строительства плотины).

Для прудовых рыбоводных ферм и рыбоводных хозяйств рекомендуются типовые проекты земляных насыпных плотин с напором до 12 м, разработанные проектным институтом «Ленгипроводхоз».

Проекты плотин разработаны для напоров от 3 до 12 м применительно к объектам IV класса капитальности по действующей классификации СНиП. В них учтены условия строительства плотин из связных, сыпучих и гумусированных грунтов на слабо водопроницаемых, водопроницаемых и на торфяном основаниях.

При выборе типа и конструкции плотины исходят из топографических, геологических и гидрогеологических условий, напора, расчетного максимального расхода воды и наличия местных строительных материалов.

Если в основании плотины залегают сильно водопроницаемые грунты, решают вопрос о противофильтрационных мероприятиях.

Для сопряжения тела плотины, сложенного из суглинка или супеси, с основанием из таких же грунтов или глин удаляют растительный слой и взрыхляют основание.

Если же в основании есть прослойка водопроницаемого (песчаного) грунта, а под ней на глубине до 2-3 м от поверхности земли залегает водоупорный слой, для сопряжения тела плотины с водонепроницаемым основанием устраивают замок из глины или жирных суглинков, заглубляя его в водоупор не менее чем на 0,5 м. Замок располагают по оси плотины.

В тех случаях, когда водоупорный слой залегает на большой глубине (3-6 м), в основании плотины в качестве противофильтрационного мероприятия применяют комбинацию зуба со шпунтовым рядом. Верхнюю часть водопроницаемого слоя на глубину до 3 м перекрывают зубом, нижнюю — шпунтом с заглублением его в водоупор не менее чем на 1 м.

Если водопроницаемый слой залегает практически на недосягаемой глубине то для защиты от фильтрации устраивают понур из суглинистого грунта. Длину понура принимают от двух до четырех напоров, соответствующих положению нормального горизонта.

Плотины из легких и средних суглинков наиболее просты и не требуют никаких противофильтрационных устройств. Тело плотины можно насыпать из тяжелых суглинков и глин, но обязательно устраивать защитное покрытие из песчаных грунтов или легких суглинков, которое предохраняет тело плотины от температурных воздействий на откосы, от выпучивания, оползания и растрескивания. Толщина защитного слоя должна быть 1,5 м, но не менее глубины промерзания в данном районе.

Для земляных плотин непригодны болотистый растительный и илистый грунты, а также грунты с большим содержанием растворимых солей.

Поперечное сечение плотин. Поперечный профиль земляной плотины определяют расчетами на фильтрацию и на устойчивость откосов. Кроме этого, он зависит от ширины гребня плотины, превышения его над максимальным горизонтом воды в водохранилище, сопряжения с основанием. При расчете поперечного профиля плотины необходимо использовать примеры построенных и исправно работающих в течение долгого времени земляных плотин.

тметку гребня плотины устанавливают, исходя из отметки максимального горизонта воды пруда, величины вскатывания волны на откос и превышения гребня над величиной вскатывания.

Высоту вскатывания волны определяют по формуле проф. Н. Н. Джунковского:

где К — коэффициент, зависящий от степени шероховатости (для гладкой поверхности — 1, для наброска — 0,77);
— высота волны, м.

В таблице 9 приведена подсчитанная по формуле Н. Н. Джунковского высота вскатывания ветровой волны в зависимости от длины разгона и скорости ветра.

Таблица 9
Превышение гребня плотин и дамб над горизонтом воды в пруду, м

Примечание: т — заложение верхового откоса; Н — превышение гребня плотины и дамбы над горизонтом воды в пруду с учетом величины вскатывания волны на откос при постоянном действии ветра одного направления, ветрового нагона и запаса над величиной вскатывания волны 0,4 м.

Практически превышение гребня плотины над максимальным горизонтом для головных русловых и нагульных (пойменных и русловых) прудов принимаю не менее 1м.

Перелив воды через гребень плотины не допускается.

Превышение гребня плотины над максимальным горизонтом воды определяют при максимальном паводковом расходе расчетной обеспеченности (5% и 1%).

Ширина гребня плотины. Ширина гребня непроезжих низких плотин должна быть не менее 3 м, а ширина гребня проезжих плотин определяется классом дороги, которая будет проходить по плотине (табл. 10).

Размеры гребня проезжих плотин, м

Гребень плотины в зависимости от класса дороги, которая по нему проходит, и интенсивности движения замащивают камнем или покрывают асфальтом. При движении только внутрихозяйственного транспорта его устраивают с песчано-гравийным или грунтоцементным покрытием. Проезжую часть гребня с обеих сторон ограждают деревянными или бетонными столбами.

Заложение откосов плотины. Для низких плотин из однородного, грунта заложение откосов приведено в таблице П.

Таблица 11 Заложение откосов плотин IV класса

При увеличении высоты плотины откосы делают более пологими, перехедя к ломаному очертанию и постепенно увеличивая пологость книзу. Верховые откосы плотин, если они постоянно подвержены воздействию волны, рекомендуется устраивать уположенными (1:4-1:6).

1 Определение отметки гребня грунтовой плотины

Параметры плотины: заложение откосов принимаем равным 3, ширина гребня равна Юм.

Возвышение гребня плотины должно определяться для двух расчётных случаев:

уровень воды в верхнем бьефе на отметке НПУ, который устанавливается при пропуске расчетного паводкового расхода;

уровень воды в верхнем бьефе на отметке ФПУ, соответствующего условиям пропуска максимального паводкового расхода соответствующей обеспеченности.

Из двух полученных результатов выбирается более высокая отметка гребня.

Заложение верхового откоса — 3,0м.

Заложение низового откоса — 3,0м.

Категория дороги — II.

Ширина гребня: 20 м

Определение параметров ветровых волн.

Находим 2 безразмерных комплекса ^ и ^

где У_ы— расчетная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью

Ь — длина разгона волны, м;

б — глубина воды в верхнем бьефе при расчётном уровне воды, м;

Уу, -Кц — К, — У^м/с

/?_й— максимальная глубина воды в створе сооружения в естественном бытовом состоянии, м;

VI — скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли соответствующей обеспеченности, м/с;

К.1- коэффициент приведения скорости ветра к условиям водной поверхности для водоёмов с характерной протяжённостью до 20 км, К.1= 1;

Кл — коэффициент пересчёта данных по скорости ветра, изменённой по флюгеру, определяется по зависимости

К_п= 0,675 • —, принимается не более 1,0.

V* =0,825*1*30=24,75 м/с

Расчет отметки гребня

|гр= |НПУ + АИ_№1+ Ь ГШ1|%’^3 ,М

Величина ветрового нагона определяется:

Где Усо — расчетная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью водоёма, м/с;

Ь — длина разгона волны;

ё — глубина воды в верхнем бьефе при расчётном уровне воды, м;

— коэффициент, определяемый по таблице;

а« — угол между продольной осью водоёма и направлением ветра, град.

Определение высоты ветрового нагона ДК^ производится методом последовательных приближений.

Высота наката на откос плотины фронтально подходящих волн обеспеченностью 1% определяется по формуле:

где К_ги К_р— коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаем К_г= 1,0 и К_р= 0,9Кдр =1,5

|гр’-|ФУ+ АИ_х1 1%+А/?_я„ 50% + Ь пт50% + 3 ,М

Основы гидротехники — Плотины из местных материалов

Содержание материала

• Основы гидротехники
• Введение
• Особенности и условия работы гидротехнических сооружений
• Классификация гидротехнических сооружений
• Назначение и классификация плотин
• Фильтрация воды и основание плотины и в ее теле
• Плотины из местных материалов
• Деревянные плотины
• Бетонные плотины
• Водосбросы и водоспуски плотин
• Гидротехнические затворы
• Способы возведения гидроузлов
• Назначение и виды сооружении переходов
• Мостовые переходы
• Виды мелиорации
• Водно-земельные ресурсы СССР
• Использование водной энергии
• Технические основы использования водной энергии
• Графики нагрузки, колебания мощности и выработки энергии
• Понятия о водяных двигателях
• Гидроэнергетические сооружения
• Силовые здания ГЭС
• Гидроэнергетические узлы сооружений
• Работа ГЭС в энергосистемах, показатели, типы
• ГАЭС
• Происхождение и формирование сточных вод
• Виды загрязнений водных объектов
• Мероприятия по борьбе с загрязнением полных источников
• Законодательные и организационные мероприятия по охране от загрязнений
• Назначение водохозяйственных расчетов и исходные данные для их выполнения
• Водохранилища, их типы, параметры и характеристики
• Потери воды из водохранилищ

Земляные плотины.

Земляные плотины широко применяют почти при всех видах водохозяйственного строительства. Они просты по конструкции и долговечны. Латсриалы для их возведения (суглинистый и супесчаный грунты, а для отдельных их частей песок, гравийно-песчаные смеси и глина) почти всегда имеются на месте строительства. По своим технико-экономическим показателям земляные плотины успешно соперничают с другими типами плотни из местных материалов при напорах до 80 м.
По способу производства работ земляные плотины подразделяют на два основных типа: насыпные с искусственным уплотнением укладываемого в тело плотины грунта; намывные и полунамывные, которые строят с применением средств гидромеханизации.
Земляные и каменнонабросные плотины, возводимые с помощью направленных взрывов, относят к насыпным.
Высота земляных плотин достигает 120 м (р. Дюране, Франция). В СССР плотина на р. Иори (Грузинская ССР) имеет высоту 84,8 м, а на р. Куре у Мингечаурской ГЭС (Азербайджанская ССР) —80,0 м.
Профиль тела земляной плотины из однородного материала имеет форму трапеции и состоит из ряда конструктивных элементов, выполняющих определенные функции (рис. 2.4).

Тело плотины должно быть устойчиво при полном напоре воды на нее и при опорожнении водохранилища. Верховой откос надежно защищают от силовых воздействий ветровых волн и ударов плавающих тел, низовой — от размыва ливневыми и талыми водами. При наличии дороги на гребне плотины его укрепляют защитным покрытием. Откосы плотины не должны разрушаться в результате промерзания. При полном напоре на плотину фильтрация через ее тело и в основание не должна быть значительной, а появление фильтрующейся через него воды на низовом откосе недопустимо.
Величина заложения (крутизна) откосов земляной плотины, при которой обеспечивается их устойчивость, определяется способностью грунта, насыщенного водой, оказывать сопротивление сдвигу и зависит от угла внутреннего трепня грунта и удельного сцепления в нем.

При сооружении высоких земляных плотин крутизна откосов должна быть переменной: в верхней части откосы крутые, у основания — более пологие. Крутизна откосов и размеры профиля земляной плотины зависят от природных свойств грунта и от способов его укладки.
Верховые откосы защищают от разрушения с помощью бетонных плит, каменном наброски, каменной мостовой, укладываемых по слою обратного фильтра. Низовой откос укрепляют одерновкой или посевом трав.
Конструкции дренажа земляных плотин весьма разнообразны. Обычно дренаж представляет собой упорную (см. рис. 2.4) или прислонную 1 каменную призму, сквозь которую профильтровавшаяся вода свободно уходит в и. б.
1Несколько слоев песчаного или гравелистого материала разной крупности. уложенного так. что слон, представленный мелкими частицами, обращен навстречу фильтрационному потоку.
Прислонная дренажная призма укладывается на откосе (прислоняется к нему).

По плоскости соприкосновения дренажа с откосом плотины укладывают обратный фильтр. Задача фильтрационною расчета земляной плотины состоит в выявлении при принятых размерах условий движения в ее теле фильтрационного потока и влияния его на устойчивость низового откоса плотины и основания. Кривая депрессии должна размещаться в теле земляной плотины ниже глубины его промерзания и сопрягаться с дренажным устройством.
Тело земляной плотины при отсутствии в достаточном количестве на месте строительства маловодопроницаемого грунта может быть выполнено и из разных грунтов неоднородная (смешанная) плотина. Маловодопроницаемые грунты укладывают в центр профиля плотины но всей ее длине, образуя так называемое ядро, плотина с ядром (рис. 2.5 а) или ими покрывают верховой откос, образуя покрытие, называемое экраном, плотина с экраном (рис. 2.5, б). Ядро и экран выполняют обычно из суглинка и сопрягают с основанием плотины с помощью зуба или шпунтовой стенки, доводя их до водоупора. При глубоком залегании водоупора к экрану со стороны в. б. присоединяют понур горизонтальный водонепроницаемый участок экрана, который выполняют из того же грунта, что и экран (рис. 2.5, в).
Назначение ядра и экрана — уменьшить фильтрацию через земляную плотину. Будучи выполненными из суглинка, они обладают достаточной пластичностью и при усадке тела плотины, оседая вместе с ним. не дают трещин.
Для защиты от промерзания суглинистые экраны покрывают слоем песка и гравия (щебня) толщиной 1-1,5 м. у основания плотины и толщиной не меньше глубины промерзания выше максимального подпорного уровня.
Жесткие экраны из бетона и железобетона дороже суглинистых и из смеси глины с песком; кроме того, при осадке тела плотины они обычно повреждаются и поэтому распространения не получили. В настоящее время применяют гибкие экраны из материалов, полученных на основе битумов и полимеров (асфальтобетон, пластобетон, полиэтиленовая пленка).
Если в районе строительства нет грунта для ядра или понура, их заменяют диафрагмой — плотины с диафрагмой (рис. 2.5 г). Диафрагмы выполняют из армобетона, железобетона. реже из древесины, обработанной антисептиками. Верх диафрагмы располагают выше самого высокого уровня воды в в. б., а низ заглубляют в основание и надежно сопрягают с водоупором.
В рассмотренных типах земляных плотин насыпка их тела производится грунтом, привозимым из карьера. Грунт укладывают слоями, слабо наклоненными в сторону верхового откоса, толщиной 0,20—0,25 м и укатывают катками для придания ему надлежащей плотности. Поэтому эти плотины называют также укатанными.

При строительстве намывных земляных плотин грунт в тело подается в разжиженном состоянии (в виде пульпы) вместе с водой, которой он был размыт на месте разработки. Для предохранения от растекания пульпу направляют в пространство, огражденное небольшими дамбочками.

Если места сброса пульпы расположены возле дамб, здесь из нее выпадают и откладываются более крупные частицы грунта; более мелкие уносятся водой в центральную, пониженную часть образовавшегося бассейна, где они отстаиваются, а вода профильтровывается и частью сливается в реку. Намыв один ярус плотины, возводят на нем новые дамбочкн и повторяют операцию намыва. Намывная плотина относится к типу неоднородных. В центре ее образуется ядро из маловодопроницаемого грунта, а по сторонам располагаются водопроницаемые крупнозернистые грунты. При этом переход от ядра к боковым частям профиля тела плотины происходит постепенно.
В земляных плотинах, возводимых полунамывным способом, грунт привозят на место укладки в состоянии естественной влажности и набрасывают в виде валов по сторонам будущею тела плотины. Эти валы затем размывают струен воды, мелкие частицы при этом сносятся водой к центру, и получается намывной профиль.
Наиболее пригодными грунтами для возведения намывных плотин являются грунты средней крупности, содержащие примеси как глинистых, так и гравелистых частиц.
Все типы земляных плотин выполняют глухими, устраивая водосбросные отверстия вне их.

Каменнонабросные плотины.

Каменнонабросными называют плотины, тело которых состоит из каменной наброски, а противофильтрационные устройства представляют собой экраны или диафрагмы, выполненные из негрунтовых материалов. Они могут быть жесткими, полужесткими, гибкими. Экраны выполняют из железобетона, бетона, асфальтобетона, из полимерных материалов, металлическими и деревянными. Преимущественное распространение получили плотины с экранами. Экраны, особенно жесткие, вследствие их чувствительности к осадке наброски в теле плотины укладывают не на наброску, а на подэкрановую кладку слой постол истого камня, уложенный насухо и образующий наклонную стенку, положенную на откос наброски. Экран но всей длине плотины сопрягают с противофильтрационным устройством в виде шпунтового ряда, цементационной завесы, зуба или понура. Путем врезки экрана в берега на достаточную длину уменьшают фильтрацию в обход плотины. Во избежание образования в экранах трещин при изменении температуры, их, если они выполнены из полимерных материалов, заранее разделяют температурными швами, которые уплотняют пластичным материалом (гудрон, битум).
Заложение верхового откоса набросных плотин принимают около 1:1,3, что примерно соответствует углу естественного откоса наброски; заложение низового откоса принимают более пологим, обычно около 1:1,5.
Гибкие экраны устраивают из нескольких слоев железобетонных плит с прослойками из битума. Асфальтобетонные экраны на высоких плотинах выполняют многослойными, толщиной 25-30 см с подстилающим дренажным слоем из фильтра или пористого бетона.

Полимерные экраны (пленки) делают в виде сплошного водонепроницаемого покрытия, уложенною на верховом откосе плотины между бетонными сборными элементами, или покрытого защитным слоем грунта. На плотине на р. Храми (Грузинская ССР), имеющей высоту 32 м. был применен металлический экран из стального листа толщиной 8 мм.
В качестве материала для набросных плотин употребляют камень прочных пород, отличающийся морозостойкостью. Крупность камня определяется возможностями транспортных и погрузочных средств. Форма камня может быть неправильная, рваная.
Каменнонабросные плотины обычно выполняют глухими. Имеются плотины этого типа с переливом воды через гребень (плотина на р. Тишинке на Алтае).

Смешанная каменно-земляная плотина.

Смешанная плотина состоит наполовину из каменной наброски, наполовину из слабоводопроницаемого грунта. Наброска образует основной упорный массив плотины, который обеспечивает ее устойчивость.
Грунт—песок или суглинок, прикрывающий каменный массив наброски достаточно мощным слоем, чтобы свести фильтрацию к незначительной величине, представляет собой, по существу, экран плотины. Между земляной частью плотины, образующей экран, и каменной наброской укладывают обратный фильтр, чтобы предотвратить суффозию из экрана и наброску. Для защиты от возможных повреждений экран сверху покрывают слоем гальки, гравия или камня.
Материалом экрана может быть глина, суглинок, глинобетон. Толщину экрана увеличивают вниз по откосу и сопрягают его с водоупором или переводят в понур.
Пример каменнонабросной плотины с экраном, построенной в суровых климатических условиях, приведен на рис. 2.6.
Иногда более экономичными оказываются каменнонабросные плотины с пластичным ядром из связных грунтов или глинобетона. так как для них требуются меньшие количества материалов (суглинок, глина, камень). Ядро выполняют в центральной части профиля плотины вертикальным или несколько наклонным в сторону и. б. (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема каменно-земляной плотины с ядром.
1 -упорная призма из каменной наброски; 2 — каменная наброска; 3 — защитное покрытие верхнего и низового откосов, 4—пленка, 5 —обратный фильтр, 6 — упорная призма из каменкой наброски для низового откоса, 7 -цементная подготовка, 8 —суглинистое ядро плотины.
Каменнонабросные и смешанные плотины строят глухими. В случае необходимости при незначительной высоте плотины перелив воды через гребень допускают при условии покрытия низового откоса и гребня массивной железобетонной облицовкой, устройства за плотиной водобоя и надежного крепления русла в и. б.

Плотины смешанного типа с экраном можно возводить без ограждения русла перемычками, а путем наброски камня и грунта в текущую воду, что выгодно отличает их от других типов плотин.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Конструктивные части плотины

Гребень плотины, как правило, используют для проезда автотранспорта. Ширина его в этом случае определяется категорией дороги, ее принимают по СНиП. При отсутствии проезда ширину гребня задают не менее 3 м. При определении отметки гребня плотины (рис. 5.7) из условия недопущения перелива воды через него превышение d над расчетным уровнем воды в водохранилище определяют по формуле:

Если на гребне плотины выполнен парапет, превышение d считают от его верха до расчетного уровня воды в водохранилище; при этом отметка гребня должны быть не менее чем на 0,3 м выше НПУ и не ниже отметки ФПУ.

Расчет по формуле (5.3) ведут для двух расчетных уровней — НПУ и ФПУ. В качестве расчетной принимают большую отметку. При определении d нпу скорость ветра W принимают 1 %-ной обеспеченности, наблюдаемой в течение года, а при ФПУ — 50 %-ной обеспеченности, наблюдаемой в сроки форсировки уровня.

Расчетную обеспеченность высоты волны принимают для плотин I и II классов не менее 1 %; III и IV—не менее 3 %.

При устройстве проезда гребень шютины выполняют как дорогу в насыпи. Составными частями дороги будут проезжая часть, обочины, ограждения и дренажные устройства. В состав проезжей части входят покрытие и основание. Тип покрытия определяется категорией дороги. В большинстве случаев на твердое покрытие укладывают слой асфальта толщиной 3. 5 см.

На прямолинейных участках дороги проезжую часть выполняют с двусторонним поперечным уклоном, принимая равным его 15. 40 о/оо в зависимости от типа покрытия. Уклон обочин при двускатном профиле увеличивают на 10. 30 о/оо по сравнению с уклонами проезжей части. Увеличение уклонов связано с большей шероховатостью обочин.

На криволинейных участках гребня дорогу выполняют с виражом, придавая проезжей части односторонний уклон.

Вдоль гребня плотины с обеих сторон в пределах обочин ставят ограждения в виде столбов (надолбы), низких стенок и парапетов (рис. 5.8).

В поперечном профиле дороги ограждения ставят на расстоянии не более 0,5 м от бровки гребня, а по длине плотины, если они выполнены в виде столбов и тумб, через 4. 6 м.

Конструкция гребня плотины с дорогой, имеющей покрытие проезжей части по типу булыжной мостовой, показана на рисунке 5.9.

В грунтовых плотинах заложение откосов зависит от вида грунта и его сдвиговых характеристик. Устойчивость откосов подтверждается расчетом. Расчеты можно выполнить лишь после определения геометрических размеров поперечного профиля плотины и выполненных фильтрационных расчетов.

Предварительно заложение откосов задают, используя опыт плотиностроения.

Откосы выполняют с постоянным или переменным заложением по высоте (рис. 5.10). В низких плотинах обычно принимают постоянное заложение, а в средних и высоких — переменное, что уменьшает объем насыпи.

На верховых откосах их выполняют в местах изменения заложения откосов и расположения упоров крепления (см. f и. 5.4), а также по условиям производства работ. Бермы применяют и в перемычках, включенных в тело плотины. На низовых откосах бермы размещают через 10. 15 м по высоте плотины, увеличивая это расстояние в высоких плотинах.

Бермы с кюветами на низовых откосах служат для перехвата ливневых вод. Их используют для заглубления кривой депрессии, если она близко подходит к низовому откосу, а также для эксплуатационного проезда и размещения оголовков пьезометров. Бермам придают уклон в сторону кювет, а бровки берм полезно закреплять дерновыми лентами или бетонными опоясками.

Элементы крепления низового откоса с помощью дерновых клеток показаны на рисунке 5.11.

Для предохранения откосов от разрушения ветровыми волнами применяют крепление, в состав которого входят покрытие, воспринимающее силовое воздействие, и подготовка, укладываемая обычно по типу обратных фильтров.

Крепление верхового откоса делится на основное, располагаемое в зоне воздейстия волновых и ледовых сил, и облегченное, располагаемое ниже и выше основного крепления.

Для крепления откосов применяют водонепроницаемые покрытия — бетонные и железобетонные (сборные и монолитные) плиты, асфальтобетон и водопроницаемые покрытия (каменная наброска, мостовая, иногда из гравийно-галечниковых грунтов). В отдельных случаях находит применение биологическое крепление.

Покрытие из водонепроницаемых материалов рассчитывают на прочность и устойчивость, а водопроницаемое — только на устойчивость от воздействия фильтрационного потока.

Каменная наброска водопроницаема. Работы по ее укладке легко поддаются механизации. Наброску выполняют независимо от температуры воздуха. Разрушенные участки покрытия легко и быстро восстанавливаются, крепление обладает гибкостью и приспосабливается к деформациям откоса.

Наброску выполняют из камня изверженных, метаморфических и осадочных пород, обладающих прочностью, морозо- и водостойкостью.

Конструкция покрытия откоса из каменной наброски приведена на рисунке 5.12, а. Массу отдельного камня из условия устойчивости определяют по формуле:

Покрытие в виде одиночной мостовой (рис. 5.12,6) выполняют редко. Его применяют при высоте ветровой волны менее 1,5 м.

Для повышения устойчивой мостовой камни укладывают в клетки (рис. 5.12,в) из бетонных сборных элементов. В таких покрытиях случайный выпад нескольких камней приводит к локальному разрушению в пределах клетки. При высоте волны более 1,5 м можно применять двойную мостовую (рис. 5.12,г).

Бетонные монолитные плнты применяют при высоте ветровых волн не более 1,5 м. При большей высоте волн требуются расчеты прочности от силового воздействия ветровых волн. Деформационные швы между плитами уплотняют асфальтовой мастикой или деревянными досками, вставляемыми после укладки бетона в плиты.

При повышенной ветровой волне применяют железобетонные плиты сборные и монолитные. Размеры сборных плит определяют расчетом, учитывая грузоподъемность транспортных средств и кранов.

Отдельные плиты объединяют в карты, швы между ними замоноличивают. Между картами делают деформационные швы. Примеры замоноли- ченных швов в железобетонных плитах приведены на рисунке 5.14. Деформационные швы выполняют по той же схеме, но швы заполняют асфальтовой мастикой, что позволяет картам перемещаться в случае неравномерной осадки и температурных деформаций.

Толщину бетонных и железобетонных плит определяют по формуле:

Верхнюю границу основного крепления, как правило, доводят до гребня плотины и только в отдельных случаях границу кре ения выполняют на отметке, соответствующей высоте наката и нагона ветровой волны.

Нижнюю границу основного крепления назначают на глубине, отсчитываемой от УМО). При этом нижняя граница крепления должна быть ниже подводной кромки льда на значение, равное половине толщины льда.

Ниже основного крепления (как и выше) применяют облегченное крепление. Граница его определяется отметкой, ниже которой волновые скорости по откосу не превышают допускаемые для неукрепленного грунта.

На границе сопряжения основного и облегченного крепления выполняют упор, располагая его либо непосредственно на откосе, либо на берме (рис. 5.15). Назначение упора — предупредить возможность сдвига основного крепления по откосу и предохранить концевую часть покрытия от подмыва при воздействии волн.

Пологие (пляжные) откосы устойчивы без крепления. Они выдерживают силовое воздействие при высоте волн до 1,5 м и сохраняют устойчивость за все время эксплуатации.

Для предварительного определения заложения пологих откосов можно использовать график, построенный с учетом длительных наблюдений (рис. 5.16).

Крепление низового откоса выполняют для предупреждения процессов естественного выветривания. Простые и дешевые способы крепления низового откоса — залужение и одерновка. Для ускорения роста трав при залу- жении насыпают на откос слой растительной земли 8. 10 см. Залужение вступает в силу после того, как укрепится корневая система трав; на это требуется время. В какой-то степени предотвратить деформацию откоса можно залужением в дерновых клетках (см. рис. 5.11).

Залужение откосов н дерновое крепление применяют при благоприятных условиях произрастания трав. В районах с жарким климатом и с сильными ветрами откосы защищают слоем гравийно-галечниковых грунтов 10. 20 см. Участки низовых откосов, омываемых водой, крепят так же, как и верховые. Верхнюю границу крепления определяют из условия наката волны. Нижней границей крепления будет подошва откоса.