Тема 3. Розрахунок стійкості гравітаційних гребель на скельних основах

Види порушення рівноваги споруд:

Всі діючі на гравітаційні греблі сили можна звести до трьох рівнодіючих:

- горизонтальна діє з боку верхнього б’єфу – Т;

- вертикальна сила діє вниз – V;

- вертикальна сила діє вверх – P.

Під дією цих сил можливі такі види порушення рівноваги споруди:

- зсув по основі силою Т;

- перекидання відносно точки Оc;

- спливання під дією сили P.

а) плоский зсув при горизонтальній підошві греблі незаглибленої в основу, який має місце в випадку однорідної і достатньо міцної породи основи

, - коефіцієнти, які характеризують тертя та зчеплення бетону греблі з скельною основою;

- площа поверхні зсуву

(21)

б) плоский зсув при похилій підошві греблі, яку влаштовують похилою у випадку, коли при горизонтальній підошві стійкість греблі не забезпечується

(22)

в) зсув при ломаній (зубчатій) підошві греблі, який влаштовується у випадку, коли при горизонтальній підошві стійкість греблі не забезпечується

Розрахунок ведеться для кожної ділянки окремо.

г) зсув при наявності зуба зі сторони верхової грані, який влаштовується у випадку, коли при горизонтальній підошві стійкість греблі не забезпечується

Розрахунок стійкості виконується по площині (a-b-c)

1. Класифікація бетонних гравітаційних гребель

За висотою:

Низькі – до 60 м.

Середні – від 60 до 100 м.

Високі – більше 100 м.

За технологічним призначенням:

Глухі, які не скидають через себе воду під час паводку чи повені.

Водозливні, які при необхідності скидають через себе воду.

2. Основи гравітаційних гребель

1 – протифільтраційна завіса; 2 – зв’язуюча цементація;

3 – укріплювальна цементація; 4 – дренаж основи

До скельних порід відносяться гірські породи з міцністю більше 50 МПа

Вивержені: граніти, сієніти,базальти діабази;

Осадові: міцні вапняки, доломіти, піщаники кременисті;

Метаморфічні: кристалічні сланці, гнейси, кварцити.

Підготовка основи гребель полягає у розробці котловану до проектних відміток підошви греблі і очистці поверхні скельного ґрунту

Покращення основи полягає в забезпечені зв’язку підошви бетонної греблі з породами основи. Це цементація тріщин та бетонування слабких ділянок.

Шви гребель та їх ущільнення

Шви в тілі греблі ділять на конструктивні (постійні) і будівельні (тимчасові).

Конструктивні шви розділяють греблю по її довжині на окремі секції. Конструктивні шви, які призначені для попередження утворення тріщин в тілі греблі внаслідок температурно-вологісних явищ називають температурними, а ті шви що попередження утворення тріщин в тілі греблі внаслідок її осадки - осадочними. На практиці температурні і осадочні шви по можливості об’єднують в так звані температурно-осадочні. Відстань між температурними швами (довжина секції греблі) може змінюватись від 7 до 22 м. Вона залежить від кліматичних умов району будівництва, а осадочних від характеру основи. При цьому також враховується розміри ГЕС, водопропускних отворів та схеми бетонування.

Конструкція шва

Ширина постійних конструктивних швів приймається рівною 0,5…1,0 см на проміжках довжиною 5 м від зовнішніх граней греблі і 0,1…0,3 мм в середині греблі. Шов по своїй довжині має основне і контурне ущільнення.

Контурне ущільнення зі сторони ВБ (1) призначене для захисту шва від засмічення, а також для забезпечення водонепроникності шва у випадку виходу із ладу основного ущільнення. Таке ущільнення виконують у вигляді дерев’яного, залізобетонного, бетонного бруса, гуми.

Будівельні шви влаштовують з метою кращого охолодження бетонної кладки в процесі будівництва греблі і зручного виконання робіт, вся кладка гравітаційної греблі розділяється системою будівельних швів на блоки бетонування, які називаються будівельними блоками.

Розрізняють такі типи розрізок:

а) секційна, або довгими горизонтальними блоками – Токтогульська гребля;

б) в перев’язку – Дніпровська гребля;

в) стовпчаста розрізка Братська гребля;

г) комбінована (змішана) розрізка Красноярська гребля