Расчет коэффициента заложения откосов

Научная электронная библиотека

Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,

4.2. Основы расчета берегоукрепительных сооружений

При проектировании берегоукрепительных сооружений определяют границы крепления, устойчивость укрепляемого откоса при воздействии на него эксплуатационных нагрузок, рассчитывают отдельные элементы покрытий на монтажные и транспортные нагрузки.

Исходными данными для расчета параметров берегоукрепительных сооружений являются: высота, длина и период ветровых волн, амплитуда колебаний уровней воды, характеристики судовой волны, ледового покрова, а также грунта основания.

На берегоукрепительные сооружения в различных сочетаниях воздействуют постоянные, временные (длительные и кратковременные) и особые нагрузки.

К постоянным нагрузкам относятся все элементы крепления и активное давление грунта.

Временными являются следующие виды нагрузок: давление от воздействия ветровых и судовых волн, ледовые и снеговые нагрузки, гидростатическое давление, обусловленное колебаниями уровней воды и подпором грунтовых вод.

Особыми называются нагрузки от навала судов и плотов, а также нагрузки, вызванные катастрофическим изменением уровня воды. Воздействие ветровых и судовых
волн, основные их характеристики (высота и длина волны), расчетные эпюры волнового давления, а также нагрузки от воздействия льда и других факторов при проектировании береговых сооружений рассчитываются в соответствии с рекомендациями, приведенными в СНиП П-57-75.

Расчеты берегоукрепительных сооружений, также как и других конструкций, в соответствии с требованиями СНиПов выполняются по методу предельного состояния, при этом все расчеты производят в условиях плоской задачи, ширина полосы крепления принимается равной 1 м.

Угол наклона откоса к горизонтальной плоскости зависит от рода грунта и принимается не больше угла естественного откоса этого грунта.

Для уменьшения площади берегового укрепления верхние участки откосов делают по возможности крутыми (с уклонами от 1:1,5 до 1:2,5), а нижние – более пологими (от 1:3 до 1:5).

Характерными точками берегового откоса являются следующие (рис. 4.5): точка А, располагаемая выше уровня высоких вод на величину hнв, характеризующую высоту наката волны (ветровой и судовой) на откос (практически в пределах от 0,7 до 1,2 м); точка В, находящаяся выше точки А на расстоянии hg, являющемся дополнительным непродолжительным повышением уровня воды в водоеме, вызванным работой гидроэлектростанции, ветровым нагоном и т.д., определяется на основании наблюдений за уровнем воды; точка С, определяющая нижнюю подводную границу берегового крепления и расположенную на глубине hкp ниже уровня низших вод в водоеме, на которой скорости течения от воздействия волн и других факторов равны или ниже неразмывающих скоростей для грунта, из которого сложен берег, величины этих скоростей находятся в литературе [6, 7, 18].

Рис. 4.5. Схема к определению границ крепления берегового откоса

При определении крупности камня dк, м, используемого для берегоукрепления каменной наброской, пользуются соотношением, выведенным из условия устойчивости крепления под действием волн:

(4.1)

высота ветровой или судовой волны, м;

плотность камня, т/м3;

коэффициент заложения откоса.

Толщина t_к слоя каменной пригрузки тюфяка в подводной части берегоукрепления определяется из условия недопущения всплытия тюфяка по формуле

(4.2)

коэффициент запаса, равный 1,2–1,5;

плотность хвороста, т/м3;

толщина тюфяка, равная 0,35–0,4 м.

Толщина tn железобетонной плиты откосного крепления рассчитывается из условия ее устойчивости от волнового давления по формуле

(4.3)

коэффициент, равный 1?1,1;

длина ребра плиты в направлении, перпендикулярном урезу воды, м;

плотность материала плиты, кг/м3;

плотность воды, кг/м3.

Для обеспечения достаточной устойчивости и прочности крепления откосов при действии ледовых нагрузок толщину железобетонных плит следует назначать не менее указанной в табл. 4.1.

В числителе приведены значения толщины льда для плит из обычного железобетона, в знаменателе – из предварительно напряженного железобетона.

Ориентировочные (предварительные) значения толщины плит могут определяться в зависимости от скорости течения воды и высоты волны по табл. 4.2.

Минимальные значения толщины железобетонных плит
в зависимости от ледовых нагрузок

Толщина плиты, м

Допустимая толщина льда, м

при динамическом давлении льда и при статическом давлении свободно плавающего ледяного поля

при статическом давлении ледяного покрова и при его термическом расширении

при воздействии примерзшего ледяного покрова

Расчет устойчивости УГЗБМ на откосах автомобильных дорог

Расчет устойчивости УГЗБМ на откосах автомобильных дорог.………………….………………………………………………..

Определение коэффициента устойчивости.………….

Расчет дополнительного крепления конструкции УГЗБМ упором в грунтовом основании………..……………………………………..

Расчет дополнительного крепления конструкций УГЗБМ анкерами и тросами.……………………………………………………………….

Расчет толщины матов при защите откосов от волнобоя…….

Расчет устойчивости откоса после укладки на него УГЗБМ….……

Список использованной литературы…. ………………………….

Приложение 1 Примеры расчетов дополнительного крепления.…..

Приложение 2 Конструкция УГЗБМ…………………………………

При проектировании и строительстве автомобильных дорог часто возникает необходимость защиты откосов земляного полотна и мостовых конусов от эрозии и размыва.

Такая же необходимость возникает и в случае сложения откоса в выемке или при использовании в теле насыпи глинистых грунтов.

Для этих целей в дорожном строительстве используют различные технологические приемы и материалы: посев трав, устройство лотков, укрепление гибкими бетонными матами, бетонными плитами, синтетическими георешетками, неткаными материалами и т.п. Проектирование способа защиты откоса относится к индивидуальному проектирования, основное внимание при этом уделяется вопросам удержания конструкции (гибкие бетонные маты, бетонные плиты, георешетка, габионы) от оползания. Но нигде не рассматривается вопрос общей устойчивости откоса после того, как на нем закреплены защитные конструкции.

Укладке материала укрепления – георешетка, плиты, УГЗБМ и т.п. должен предшествовать расчет устойчивости откоса, как с укреплением, так и без. Кроме того, при малых коэффициентах трения и большой крутизне может возникнуть необходимость в удержании конструкции укреплением на откосе.

В качестве мер применяют анкера, тросы и упоры.

Анкера как правило располагают в шахматном порядке на откосе с рассчитываемым количеством на 1 м 2 , тросы (на выемке) крепят на верху откоса, а упоры устраивают у подошвы земляного полотна.

В данных методических рекомендациях определяются :

1) Возможность укладки УГЗБМ без дополнительного крепления.

2) В случае необходимости дополнительные крепления рассчитываются:

а) количество анкеров, если принято решение о креплении УГЗБМ к откосу анкерами;

б) прочность и количество тросов;

в) размеры упоров.

3) Определение устойчивости откоса:

а) до укладки на него конструкции укрепления;

б) после укладки конструкции укрепления.

В данных методических рекомендациях рассмотрены вопросы расчета устойчивости как собственно защитной конструкции из Универсальных гибких защитных бетонных матов (УГЗБМ), так и общей устойчивости откоса вместе с укрепленной на нем конструкции. Также представлены рекомендации по проектированию защиты откосов при помощи УГЗБМ.

Для данных расчетов составлена компьютерная программа.

Отдельно рассмотрен вопрос об устойчивости бетонных блоков на откосе у водоемов при волнобое. При этом рассчитываются длина волны и высота подъема волны – высота набега.

Так как наиболее опасные для скольжения условия возникают осенью и весной, когда грунты переувлажнены в расчетной схеме сцепление грунта не учитывается и принят коэффициент запаса в зависимости от категории дороги.

Сложные условия работы возникают также для различных сооружений, подверженных воздействию ледяного покрова, как в зимний, так и, особенно, в весенний периоды. Наиболее опасно в период весеннего ледохода воздействие льда на конструктивные элементы сооружения.

Для защиты склонов дорог и мостовых переходов, откосов, берегоукрепления, а также для пригрузки подводных трубопроводов, обладающих положительной плавучестью, было разработано универсальное защитное бетонное покрытие (УГЗБМ), защищенное патентом РФ № 2364678.

Защищая сооружение от эрозии, статического и динамического действия потока воды, а также воздействия ледяного покрова в зимний и весенний периоды, УГЗБМ воспринимает эти воздействия на себя. Поэтому надежностью работы защиты, выполненной из УГЗБМ, будет определяться надежность работы всего защищаемого сооружения (Приложение 2).

Использование УГЗБМ для укрепления откосов вместо традиционных бетонных плит позволяет, во-первых, упростить технологию укладки и , во – вторых, обеспечить более надежную работу конструкции укрепления, так как они могут быть использованы при более крутых откосах, на которых обычные бетонные блоки не удерживаются.

1. ОПИСАНИЕ УГЗБМ

УГЗБМ представляет собой набор бетонных блоков, соединенных между собой замоноличенным искусственным канатом.

В зависимости от конструкции, количества и размеров отдельных бетонных блоков существуют пять номеров моделей УГЗБМ, основные параметры которых сведены в таблицу 1:

Глубина заложения для разных типов фундамента

Глубина заложения для разных типов фундамента требует особого внимания. Именно она, являясь важнейшим параметром, во многом определяет надежность, устойчивость и долговечность всего сооружения.

Действующие строительные правила и нормативы определяют основной порядок выбора и методики расчетов. При проектировании дома важно выявить основные эксплуатационные факторы, и учесть степень их воздействия.

Что это такое?

Глубина заложения фундамента представляет собой расстояние от подошвы до поверхности земли.

По сути, это высота его поземной части, определяющая место расположения опорной площадки и площадь боковых, заглубленных фундаментных стенок.

Изменяя глубину заложения, можно решать такие задачи:

1. Повышение устойчивости сооружения за счет увеличения площади подземной части с боковой опорой на грунт.
2. Повышение несущей способности за счет увеличения размеров основания.
3. Оптимальное расположение площадки контакта фундамента с грунтом, что дает возможность устанавливать подошву на наиболее прочный и стабильный пласт.

Правила определения данного параметра установлены нормативными документами: СНиП 2.02.01-83 и СП 22.13330.2011.

От чего зависит?

Проектная глубина фундамента, в общем случае, зависит от геологических, гидрологических, климатических и конструктивных особенностей местности, участка и самого здания.

Наиболее значительное воздействие оказывают следующие факторы:

1. Назначение сооружения и особенности его эксплуатации.
2. Конструктивные факторы: размеры сооружения, тип фундамента, количество этажей, наличие подвала, расположение инженерных коммуникаций.
3. Нагрузка на фундамент, определяемая общим эксплуатационным весом сооружения, а также массой снежного накопления.
4. Свойства грунта: тип и структура, стабильность, пучинистость, увлажнение и т.п.
5. Глубина промерзания грунта.
6. Глубина залегания грунтовых вод.
7. Климатические факторы: степень ветровой нагрузки, сейсмичность, паводковые ситуации и т.д.
8. Рельеф участка.

Существуют общие правила определения глубины залегания фундамента, но каждый тип фундамента имеет и определенные нюансы. Различные способы используются для мелкозаглубленных и заглубленных фундаментов.

Промерзание грунта

Одним из важнейших воздействующих факторов считается глубина промерзания грунта. Дело в том, что при замерзании вода, находящаяся в почве, расширяется, увеличивая объем. В результате на фундамент начинает воздействовать дополнительная нагрузка со стороны грунта.

Если для боковых, упрочненных стенок она не столь опасна, т.к. гасится за счет высокой прочности конструкции, то снизу появляется сила, направленная на выталкивание опоры.

Величина такой нагрузки зависит от пучинистости грунта, т.е. степени его расширения при замерзании. Соответственно весной при оттаивании происходит обратный процесс. В результате ежегодных колебаний материал фундамента постепенно разрушается, снижая долговечность здания.

Указанные процессы, происходящие в зоне промерзания, требуют, чтобы фундаментная подошва на пучинистых почвах располагалась ниже уровня промерзания. В малопучинистых грунтах (песчаники, скалистые выходы и т.д.) воздействие менее значительны и можно использовать мелкозаглубленный фундамент.

Глубина промерзания грунта устанавливается по результатам многолетних наблюдений и различна для разных регионов страны. Она зависит от среднесуточной температуры и типа почвы.

Так в Московском регионе при среднесуточной температуре минус 10⁰C глубина промерзания составляет:

• глины и суглинки – 78 см;
• супесь и пылевой песок – 95 см;
• песок средней и крупной зернистости, гравелистый грунт – 1 м;
• грунты крупнообломочного типа – 1,16 м.

Усредненные данные по уровню промерзания грунта в разных регионах РФ приведены в СНиП 23-01-99 и СП 131.13330.2011. По ним составляется карта всей территории.

В процессе эксплуатации зданий может происходить изменение процесса промерзания за счет тепловых потоков.

Корректировка глубины промерзания производится по формуле: Н = m x Но, где:

• Но – нормативная (табличная) глубина промерзания,
• m – коэффициент влияния теплового режима сооружения, в т.ч. отопительных приборов.

Коэффициент колеблется в пределах 0,4-1,1.

Если табличные данные отсутствуют, то глубину промерзания можно рассчитать по формуле: Н = Hi√Mt, где:

• Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
• Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Определение величины заглубления

При строительстве дома возникает вопрос: как определить глубину заложения? Для заглубленного фундамента существует следующее правило: она должна быть на 20-30 см больше глубины промерзания и на 50-60 см меньше глубины расположения подземных вод. На выбор величины параметра мало влияют конструкционные и эксплуатационные нагрузки.

По экономическим соображениям считается, что ленточный фундамент целесообразно возводить с глубиной заложения до 2,5 м. При больших значениях лучше использовать столбчатый или свайный тип.

Мелкозаглубленный фундамент имеет заглубление порядка 35-50% от глубины промерзания. Этот вариант характерен для монолитной плиты в любом грунте, а также ленточного или столбчатого фундамента при строительстве на малопучинистых грунтах.

Расчет глубины фундамента проводится с учетом нагрузок от сооружения и несущей способности грунта. Глубина промерзания также вносит свои коррективы, но путем практических рекомендаций.

Формула для расчета

Как рассчитать глубину заложения фундамента под дом? Расчет осуществляется согласно СП 22.13330.2011 по формуле.

Формула расчета глубины промерзания

Н = Hi√Mt

• Н – глубина промерзания,
• Hi – нормативная глубина промерзания определенного типа грунта,
• Mt – среднемесячная минусовая температура в зимний период.

Значение Hi составляет:

• 23 см в глинах,
• 28 см в песчанике пылевого типа,
• 30 см в крупнозернистом песчанике,
• 34 см в каменистых грунтах.

Пример

Рассмотрим строительство сооружения на глиняных почвах и в Московском регионе. Для Москвы характерны средние температуры: декабрь – минус 10, январь – минус 16, февраль – минус 18⁰C.
Тогда рассчитываем глубину промерзания: Н= 0,23√(10+16+18)= 1,1 м.

Корректировка производится с учетом коэффициента влияния теплового режима сооружения m. Его значение устанавливает СНиП 2.02.01-83 и СП 25.13330 с учетом среднесуточных температур, поддерживаемых в помещении.

В указанных документах можно по таблице уточнить m для зданий с различным режимом проживания, разной конструкцией напольного перекрытия, с учетом наличия утеплений и подвала.

Для дома с утепленным цоколем в Московском регионе при среднесуточной температуре в помещении 10-12⁰C можно принять m=0,9.

Окончательно, расчетное промерзание составит: Н х m = 1,1 х 0,9 = 0,99 м.

Глубина заложения фундаментов в соответствии с требованиями таблицы 2 СНиП 2.02.01-83*

Далее необходимо учесть расположение подземных вод. Если они располагаются на глубине более 3 м, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания.

С учетом рекомендаций принимает, заглубление равным Н+0,3 м, т.е. 1,3м. Эта глубина должна обеспечить надежность и долговечность ленточного или столбчатого фундамента.

Минимальные и максимальные значения

Для заглубленного фундамента минимальное заглубление равно глубине промерзания грунта, а максимальная глубина заложения фундамента не должна достигать грунтовых вод минимум на 0,5 м.

Минимальное заложение мелкозаглубленного фундамента устанавливает СНиП 22.13330.2011 с учетом промерзания в такой зависимости:

• непучинистые почвы с промерзанием до 2 м или слабопучинистые грунты с промерзанием до 1 м – глубина заложения фундамента составляет не менее 0,5 м;
• при промерзании указанных грунтов в пределах 2-3 и 1-1-1,5 м, соответственно – 0,75 м:
• при промерзании более 3 м и в пределах 1,5-2,5 м, соответственно, – 1 м;
• при промерзании слабопучинистых грунтов на глубину более 2,5 м – 1,5 м.

Температура внутри дома позволяет корректировать заглубление мелкозаглубленного фундамента.

Так для неотапливаемого дома в Московском регионе минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,5 м. Если в течение года поддерживается среднесуточная температура в помещении не ниже 10 градусов, то минимальное заглубление составляет 0,4 м, а при температуре 20 градусов – 0,28 м.

Приведенные минимальные значения рассчитаны на одноэтажные строения. При возведении 2-х этажного сооружения их следует удвоить. Более высокие здания на мелкозаглубленном фундаменте не возводятся.

При строительстве на высокопрочных грунтах (скальные выходы, крупнообломочные грунты) фундамент предназначен лишь для перераспределения нагрузок равномерно по всей площади.

Минимальная глубина заложения фундамента составляет 0,3 м. Аналогично выбирается заглубление для монолитного плитного фундамента.

Когда изменяется ступенчато?

При строительстве дома на участке с уклоном, необходимо ступенчатое изменение глубины заложения фундамента. В таких случаях используются конструкции ленточного и столбчатого типа.

Наибольшей надежностью обладает бетонная лента. Этот тип фундамента можно сооружать на склонах с наклоном до 28-35 градусов.

Суть ступенчатого фундамента заключается в том, что нижняя стена является подпорной стеной и имеет повышенную глубину заложения.

Схема его выглядит следующим образом: вначале, готовится траншея для верхней стене с глубиной, равной расчетной глубине.

Под нижнюю, подпорную стену роется траншея такой же глубины, но опалубка поднимается на такую высоту, чтобы ее верхняя граница находилась строго в одной горизонтальной плоскости с верхним срезом опалубки верхней стенки.

После заливки с внешней стороны нижней стены насыпается опорный откос, а потому фактическое заглубление нижней стены будет равно глубине заложения верхней стены плюс высота, компенсирующая уклон.

Боковая стена рассматриваемого ленточного фундамента имеет ступенчатую конструкцию. Вся ее длина условно делится на участки примерно по 2 м. На каждом участке формируется горизонтальное дно траншеи. Отправная точка – заглубление верхней стены.

Строение боковой стены фундамента на склоне можно пояснить на примере. Например, строится дом шириной 6 м на склоне с уклоном 15 градусов. Условно выделяем 3 ступени боковой стены длиной по 2 м.

Ступеньки должны компенсировать уклон, причем подошва на каждой из них должна быть строго горизонтальна. Начальная точка расположена на верхней, а конечная – на нижней стене, где глубина заложения фундамента составляет 0,8 м.

Однако за счет уклона конечная точка располагается ниже верхней на 6хsin15=1,55 м. Высота каждой ступени составит 1,55:3=0,53 см.

Верхняя ступень в начальной точке будет иметь заглубление 0,8 м, а в конечной – 0,8-2sin15=0,28 м. Нижняя ступень: в конечной точке – 0,8 м, а в начальной – 0,8+sin15=1,32 м. Аналогичную величину имеет и средняя ступень.

Свод правил

Правила определения на какую глубину делать фундамент, установлены СП 50-101.2004. Они включают следующие основные требования:

1. Должна выбираться с учетом основных влияющих факторов (назначение сооружения, конструктивные особенности, геологические и гидрологические факторы, сезонное промерзание).
2. Глубина промерзания грунта принимается с учетом результатов наблюдения в период не менее 10 лет, как среднегодовое значение.
3. При отсутствии табличных данных по конкретному расчету проводится расчет с учетом нормативного промерзания определенного типа грунта.
4. Определяется отдельно для внешних и внутренних стен.
5. Корректируется с учетом коэффициента влияния эксплуатационных особенностей помещения.
6. Подошва заглубленного фундамента должна располагаться ниже глубины промерзания грунта, но выше уровня грунтовых вод. Минимальная глубина мелкозаглубленного фундамента устанавливается с учетом свойств грунта и учитывает глубину промерзания.
7. При проектировании фундамента должны предусматриваться водопонижающие (дренажные) мероприятия.
8. При возведении фундамента на склоне применяется ступенчатое заглубление, обеспечивающее формирование горизонтального основания пола.
9. Не стоит копать по принципу: чем глубже, тем прочнее и надежнее. Так можно просто бесполезно зарыть большие деньги в землю. Фундамент должен быть оптимальным для данного типа здания.

Правила проектирования уточняются и иными нормативными документами, указанными выше. Обязательно учитываются особенности разных типов основания.

Полезное видео

Как правильно рассчитать глубину заложения фундамента, подскажет видео:

Заключение

Правильная закладка фундамента определяет в дальнейшем надежность и долговечность всего сооружения. Ошибки при его строительстве очень трудно исправить, а потому при выборе глубины заложения необходимо учесть все установленные нормы и фактические воздействующие факторы. Оптимальная глубина позволяет обеспечить необходимое сочетание надежности здания и его себестоимость.

Проектирование дамбы обвалования из грунтовых материалов для защиты территории от затопления

Содержание

I. Проектирование дамб обвалования из грунтовых материалов

1.1 Выбор местоположения дамбы обвалования

1.2 Определение отметки гребня

1.3 Конструкция гребня дамбы

1.4 Проектирование откосов грунтовой дамбы

1.5 Предварительная проверка устойчивости откосов по методике ВНИИ ВОДГЕО

1.6 Противофильтрационные устройства

1.7 Дренажные устройства

II. Расчет фильтрации через однородную грунтовую дамбу с ядром и наслонным дренажом

III. Расчет крепления откосов дамбы

3.1 Построение эпюры волнового давления

3.2 Построение эпюры волнового противодавления

3.3 Расчет плит крепления на волновую нагрузку

IV. Расчеты устойчивости дамб обвалования из грунтовых материалов

4.1 Расчет устойчивости низового откоса

Список использованной литературы

Введение

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать дамбу обвалования из грунтовых материалов для защиты территории от затопления. Для этого требуется выбрать тип дамбы (земляная, каменная, каменно-набросная). Определить размеры выбранного типа дамбы, конструкции ее тела, противофильтрационных устройств и дренажей. Провести расчет фильтрации через тело дамбы и ее основание с учетом схемы дренажа, противофильтрационных устройств. Проверить устойчивость откосов дамбы с учетом работы основания. Окончательно сконструировать тело дамбы, противофильтрационное устройство (ядро), дренаж (наслонный), установить тип крепления откосов и гребня. Разработать конструкции сопряжения тела дамбы с основанием.

Также необходимо начертить генплан дамбы обвалования, продольный профиль по оси дамбы, поперечный профиль дамбы с деталями конструкций.

I. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДАМБЫ ОБВАЛОВАНИЯ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Выбор местоположения дамбы обвалования

Выбор схем обвалования определяется на основании технико-экономических проработок возможных вариантов с учетом природных условий местности и важности ограждаемой территории в водохозяйственном и культурном отношениях.

1.2 Определение отметки гребня

Отметку гребня грунтовой незатопляемой дамбы определяют из условия полного исключения перелива воды через него при накате волны на откос и ветровом нагоне по формуле:

где РУВ отметка расчетного уровня воды в реке или водохранилище, принимается равной для водохранилищ нормальному подпорному уровню (НПУ) или форсированному подпорному уровню (ФПУ), а для рек уровню воды в реке во время весеннего половодья или паводка; ?hs превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды.

Превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды можно определить как

где ?hset — высота ветрового нагона волны, м; hrunl% — высота наката волны на откос обеспеченностью 1%; а — запас возвышения гребня дамбы, определяемый как а =0,1 h1% >0,5 м. Высота ветрового нагона определяется следующим образом:

где Kw — коэффициент, зависящий от скорости ветра, принимается по табл. 5 [4]; Vw расчетная скорость ветра, м/с; L длина разгона волны, м;

бщ — угол между нормалью к дамбе и направлением господствующего ветра, град.;

d1 — глубина воды перед дамбой со стороны реки или водохранилища, м,

где Ос.д. — отметка основания дамбы.

Высота наката волны на откос определяется по формуле:

где ф Ос.д. отметка основания дамбы.

где ф Ос.д. отметка основания дамбы.

где Кг =1, Кр=0,9 — коэффициенты, зависящие от типа и шероховатости крепления напорного откоса, принимаются по табл. 6 [4]; Ksp=1,38 — коэффициент, зависящий от скорости ветра и коэффициента заложения напорного откоса m, принимается по табл. 7 [4]; Кrun=1,6 — коэффициент, зависящий от пологости волны (л/h) и коэффициента заложения напорного откоса m1 принимается по графику рис. 10 [4]; h1% — высота волны обеспеченностью 1%,

где h средняя высота волны, м, определяется согласно п. 13 приложения 1 [4]; К1% коэффициент, принимаемый по графику рис. 2 приложения 1 [4].

По приложению 1 [4], определяем:

Тогда длина волны равна:

1.3 Конструкция гребня дамбы

Ширину гребня дамбы назначают в зависимости от условий производства работ, категории и типа дороги, проходящей по гребню, но не менее 4,5 м. Ширина земляного полотна (в данном случае совпадает с шириной гребня дамбы) в зависимости от категории автомобильной дороги определяется по табл. 4 [2].

В целях безопасности движения по краям гребня устраивают ограждения в виде перил или надолб.

Категория дороги по заданию III:

Ширина земляной дамбы — 12 м;

Ширина проезжей части — 7 м;

Ширина полосы движения — 3.5 м;

Количество полос движения — 2;

Ширина обочин — 2.5 м.

1.4 Проектирование откосов грунтовой дамбы

Заложения откосов грунтовых дамб принимают из условия их устойчивости с учетом действующих на откос сил, физико-механических свойств грунтов тела дамбы и основания, способа возведения, конструктивных особенностей и высоты дамбы. Для предварительного назначения заложения откосов можно использовать данные, приведенные в табл. 6.3, 6.4, 7.1 [1] (при высоте сооружения более 10 м).

Так как высота дамбы Нд=6,72м то примем m1=2.5, m2=2.0.

Крепление низового откоса для защиты его от атмосферных воздействий выбирают в зависимости от материала низовой призмы тела дамбы. Для крепления низового откоса из песчаных и глинистых грунтов применяют посев трав по растительному слою толщиной 0,2-0,3 м, отсыпку щебня или гравия толщиной 0,2 м и другие виды облегченных покрытий.

Для защиты верхового откоса земляной дамбы от разрушения течением, волнобоем и льдом также предусматривается крепление. В данном КП принято крепление откоса ЖБ плитами. Размеры плит определены в разделе 3, данного КП.

Крепление откосов монолитными и сборными бетонными и железобетонными плитами устраивают при высоте волны более 1,5 — 2,0 м и скорости воды более 2-3 м/с. Плиты принимают прямоугольной формы. Крепление откосов сборными железобетонными плитами проектируют с омоноличиванием их в секции. Размеры плит устанавливают в пределах от 1,5×1,5 м до 5,5×5,5 м и толщиной 10-20 см.

Обратные фильтры под каменной наброской, плитами с открытыми швами или со сквозными отверстиями выполняют из йодного слоя разнозернистого материала или двух слоев из материалов с различными по крупности частицами (по типу обратного фильтра). Под обратными фильтрами на откосах из глинистых и мелкозернистых песчаных грунтов укладывают песчаную подготовку. Под монолитными или сборными плитами с уплотненными швами или замоноличенных в секции укладывают однослойный обратный фильтр. Толщина подготовки зависит от толщины плиты, материала тела дамбы, высоты волны и скорости водного потока.

1.5 Предварительная проверка устойчивости откосов по методике ВНИИ ВОДГЕО

При предварительной проверке устойчивости откосов пользуются графиками ВНИИ ВОДГЕО. Данные, необходимые для расчета, принимают по табл.

Задавшись коэффициентом запаса на устойчивость уn=1,15, для 3 класса капитальности (соответствует коэффициенту надежности по ответственности сооружения, который определяется по табл. 9 [10]), находят соотношение

где с=0,8 — удельное сцепление грунта тела дамбы, т/м2; р=2,05 — плотность грунта тела дамбы, т/м3; Нд=6,72 — высота дамбы, м.

Пользуясь полученным значением и величиной угла внутреннего трения грунта тела дамбы, по графику (рис. 1.3) находим безопасный угол наклона откоса 0 = 67 и сравнивают с принятым углом а=26,6 для проектируемой дамбы (m2 = ctg а2). Получаем, что безопасный угол наклона больше принятого угла, следовательно, можно продолжать дальнейшие расчеты, не меняя коэффициент заложения откоса.

1.6 Противофильтрационные устройства

Противофильтрационные устройства (ПФУ) выполняют из слабоводопроницаемых грунтов (глинистых, суглинистых, супесчаных, глинобетона) или негрунтовых материалов (бетона, железобетона, полимеров, асфальтобетона и др.). Грунт для ПФУ принимается такой, у которого коэффициент фильтрации был бы в 50-100 раз меньше коэффициента фильтрации грунтов основания.

В дамбах в качестве ПФУ принимаем ядро из грунтовых материалов.

Толщину грунтового ядра по верху назначают из условия производства работ, но не менее 0,8-1,0 м, а по низу — в пределах (0,2-0,5)НС, но не менее 2,5-3 м, где Нс -напор воды на дамбу.

Отметка гребня грунтового ядра после окончательной осадки дамбы должна быть равна