Грунтовая плотина на подрабатываемой территории

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

983177

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61} Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 24.07.81 (21) 3320639/29 15 (5l )M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

E 02 В 7/06 тЬвудеретееиьМ квинтет

СССР ао аелеи изобретении и опритвй

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.12.82 (53) УДК 627. .82(088,8) 1 ъ -

Г, Я, Булатов, В, И. Телешев, В. A. Леонов, В, Ф. Йемин, С. С. Горский, А. С. Малахов, В, В. Беляков и A. Г. Булатов

Ленинградский ордена Ленина политехнический ийсгигуг им. М, И, Калинина, Всесоюзный научно-исследовательский, и проектно-изыскательский институт галургии и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследова.гельский институт гидротехники им. Б. E. Веденеева (72 } Авторы изобретения (7I) Заявители (54) ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА HA ПОДРАБАТЫВАЕМОЙ

ТЕРРИТОРИИ

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении -плотин из грунтовых материалов на подрабатываемых подземными выработками территоPKHXå

Известны плотины из грунтовых материалов, в когорых для предотвращения образования трещин при деформациях основания выполнены полости, заполненпые несвязаным грунтом 513..

Недостатком этих плотин является невысокая надежность работы при возведении их на подрабатываемых территориях, т. е. при возможности значительных деформаций оснований.

Наиболее близкой к изобретению является грунтовая плотина на подрабатываемой территории, включающая тело плотины и противофильтрационные элементы, щ размещенные в трещинах 12).

Недостатками известной плотины являются сравнительно невысокая надежность и долговечность работы нз-за воз2 можности дальнейшего развития трещин и появления новых при продолжакщейся подработке. основания.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности плотины в условиях продолжающейся деформации основания, обеспечение фильтрационной прочности противофильграционного элемента в трещинах плотины.

Поставленная цель достигается тем, что в трещинах плотины из грунтовых материалов про тивсфильтраиионные элементы размацены вдоль оси трещин и выполнены в виде свай, например набивных.

Для предотвращения появления дополнительных градин в промежутках между свайными рядами половинки свай в соседних рядах соединены анкерными тягами с предварительным натяжением.

Кроме гого, набивные сваи выполнены из грунтов с крупностью зерен, увеличиваккцийся в направлении от верхового откоса к низовому, а в забнвных. 3 98317 свайных рядах сваи со стороны низового откоса выполнены из пористого бетона.

Лля повышения трещиностойкости плотины сваи выполнены из двух элементов, полость между которьппт снабжена элес тичной камерой, заполненной жидкостью под давлением, превышающим давление воды на подошве плотины.

Юля исключения просыпания материала набивки свай в полость трещины набивка заключена в сетчатую оболочку с эллиптическим поперечным сечением, длинная ось которого расположена вдоль оси трещины.

На фиг в 1 показана плотина из грун- 1 5 товых материалов, в плане; на фиг. 2— разрез АА на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-B на фиг. 1; на фиг. 5 — клиновидная забивная свая, поперечный и продольный разрезы; на фиг. 6 — набивная песчаная свая, поперечное и продольное сечения на фиг. 7 — свая, выполненная в виде гидравлического домкрата, поперечное и продольное сечения. 25

Плотина из грунтовых материалов включает гребень 1, верховой 2 и низовой 3 откосы и подрабатываемое основание 4.

Вдоль оси поперечных трещин 5 размещены,противофильтрационные элементы, которые выполнены в виде железобетонных свай 6 или набивных грунтовых свай 7-9„крупность частиц материала которых возрастает в направлении от верхового о гкоса 2 к низовому 3. Набивные сваи могут быть снабжены ушире55 ниями в верхней части. В забивных свайных рядах, которые могут быть выполнены прерывистыми по длине трещины, свая 6а со стороны низового откоса выпол- о непа из пористого бетона.

При погружении свай в, тело плотины грунт в объеме свай вытесняется в стороны, создавая дополнительные сжимающие напряжения вдоль оси плотины и пре .

45 пятствуя тем самым образованию трещин от воздействия подработки основания плотины горными работами. При этом деформации удлинения плотины компенсируются за счет введения в тело плотины новых объемов материала в виде свай.

В случае продолжающихся длитель— ных деформаций в плотину погружают новые промежуточные ряды свай (. пун ктир Й а на фиг. 1 и 2). Первоначальное расстояние между свайными рядами можно принять менее или равным двумя высотам плотины (необходимость введения дополнительных рядов и их размеры

7 4 определяются расчетом). Сваям в рядах можно придавать наклон в сторону ни-зового откоса, что может повысить эффек тивность противофильтрационной зашиты.

Вдоль оси клиновой забивной сваи 6 проложена груба 10 для инъекции ц ментного раствора с выпускными с тверстиями 11. Нагнетание раствора предназначено для дополнительного обжатия грунта тела плотины и в отдельных случаях может заменить забивку дополнительных промежуточных свайных рядов. для повышения противофильтрационной надежности свайного ряда на поверхностях свай выполнены продольные ребра 12.

Если не применять инъекции и выпускные отверстия перекрыть дренажными сетками, свая 6 может быть использована как дрена 6q,. В качестве сваи — дрены могут быть применены сваи из пористого бетона, а также фильтрованые звенья труб водозаборных и водопонизительных скважин в

При необходимости ряды свай продолжаются в плане с выходом на верховой и низовой откосы плотины. На фиг. 6 показана набивная песчаная свая 8. В процессе продолжающегося удлинения плотины набивка из песка постепенно разрыхляется. Однако набивку свай можно периодически уплотнять, например, виброобработкой с помощью,вибросваи. Металлическую трубу 13 вибросваи можно оставить внутри набивки и при необходимости уп-, лотнения вводить в полость трубы 13 виброштангу 14 с виброэлементами 15, что облегчает и ускоряет процесс виброобработки набивки. C целью повышения надежности защиты плотины часть набивных свай может быть снабжена постоянными глубинными виброустановками, управляемыми дистанционно. Полость для набивки может. быть выполнена также призма тическими1 и клиновыми сваями.

На фиг. 7 приведена свая 6, выполненная в виде .гидравлического домкрата.

Она состоит из двух половинок 16 и 17. полость между которыми снабжена эластичной камерой 18, заполняемой жидкостью цод давлением через трубу 19.

Жидкость может быть как постоянной, например вода, так и твердеющей и расширя«ошейся. Стенки сваи, снабженные ребрами

20, создают постоянное давление на грунт плотины, надежно компенсируя деформации удлинения и обеспечивая противофильтрационную защиту плотины. Продольный стык 21 створок сваи выполнен

-t:

5 9831

; игзагообразным (в паз и гребень), что обеспечивает монолитность сваи при ее погружении в грунт и свободное раскрытие в эксплуатационный период. Во избежание выдавливания камеры, с внутрен- s ней стороны стык створок перекрыт накладками 22.

Свая-домкрат может быть вьшолнена в железобетоне. Устройство свай (фиг.

5-7) может чередоваться в свайном ря- 10 ду в необходимых комбинациях в соот ветствии.с конструкцией плотины и конкретными условиями ее защиты. Кроме того, забивные, например клиновые, сваи могут вначале погружаться 15 лишь на часть своей длины, а затем по мере нарастания деформации удлинения

: плотины забиваться полностью. llocra1 точно эффективно также периодическое

: наращивание сваи по длине, 20

Если на первом этапе защиты плотины, применены набивные сваи, на втором этапе можно произвести погружение забивных свай вдоль осей ранее выполненных набивных свай, Забивка свай может быть 25 успешно применена при ликвидации разl личного рода сосредоточенных путей фильтрации в плотине и ее основании (ключей, грифонов и.т. и.). При выполнении набивных свай-дрен (типа свай 9 за на фиг. 1 и 4} с целью исключения просыпания материала набивки в полость открывающейся тропины набивка заключается в сетчатую оболочку, имеющую в сечении форму эллипса и располагаемую длинной его стороной вдоль оси тропины.

Свая-домкрат (фиг. 7) также может быть выполнена в варианте дрены. Йля этого на ее стенки нашиваются пористые, пластины или выполняется система дренажных отверстий. Гидравлическое домкратирование легко выполнить и при устройстве набивных свай по фиг. 6,, при этом труба 13 заменяется камерой

18, которая ставится под постоянное внутреннее давление жидкости. Возможно также заполнение оболочки более, тяжелой жидкостью, что создает дополни-. тельный распор оболочки и обеспечивает распор в теле плотины. B качестве жидкости может быть использован буровой раствор на основе бентоинтовой глины илн других тяжелых компонентов.

77

Формула из обре тения

1, Грунтовая плотина. на додрабатываемой территории, включающая тело плотины и противофильтрационные элементы, размещенные в трещинах, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повьппе- ния надежности и долговечности плотины в- условиях продолжакяцейся деформации основания, противофильтрационные элементы размецены вдоль оси трещин и выполнены в виде свай, например набивных.

2.Длотина. no a. i, o-т л н ч а m щ, а я с я 1ем, что, с пелью предотвращения возникновения трещин в промежутках между свайными рядами, половинки свай в соседних рядах соединены анкерными тягами с предварительным натяжением, например, с помощью соединительных ,муфт.

3. Плотина по п. 1, о т л и ч а юm аa я с c я a тrеeмM, что, с целью повышения фильтрапионной прочности свайного ряда, набивные сваи выполнены из материала с,крупностьщ зерен, увеличивающейся в направлении or верхового откоса плотины к низовому, а в забивных свайных рядах со стороны низового откоса. плотины установлена свая из пористого материала.

4. Плотина по п. 1, о т л и ч а ю—

m а я с я тем, что, с целью повьппения трещйностойкости плотины, сваи выполнены из двух элементов, полость между которыми снабжена эластичной камерой, заполненной жидкостью под давлением, превышающим давление воды на подошве плотины.

5. Плотжа по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тек, что, с целью нскшочения просьшания материала набивки свай в полость трияины, набивка заключена в сетчатую оболочку с эластическим поперечным сечением, длинны ось которого расположена вдоль оси трещины.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

% 641026, кл. E 02 В 7/06, 1975.

2. Гидротехнические сооружения..

Ч. И . Под ред. М. N. Гришина М.,"Высшая школа, 1979, с. 289.

983177

27

Фиг. 7

Составитель В. Волков

Редактор Г. Безвершенко Texpeg С. Мигунова Корректор ">. Бокшан

Заказ 9852/32 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4