СП РК 3.04-104-2014 ПЛОТИНЫ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ (ҚР ЕЖ 3.04-104-2014)

СП РК 3.04-104-2014

легкого

асфальтобетона,

эпоксидно-каменноугольных

поливинил-хлоридных

пенопластов и других теплогидроизоляционных материалов.

7.1.19.

Охрану окружающей среды см. Раздел 12.

7.2

Деформационные швы плотин и их уплотнение

7.2.1.

При проектировании бетонных и железобетонных плотин следует

предусматривать постоянные (межсекционные и вертикальные швы-надрезы) и
временные (строительные) деформационные швы.

7.2.2.

Размеры секций плотин и блоков бетонирования следует определять в

зависимости от:

- вида и высоты плотин, размера секции здания ГЭС, а также расположения в

плотинах водопропускных отверстий, в том числе турбинных водоводов;

- методов возведения плотины;
- формы поперечного сечения русла, геологического строения и деформируемости

основания плотины, климатических условий района строительства с учетом обеспечения
монолитности бетона секций плотины между швами.

7.2.3.

При выборе вида деформационных швов и расстояний между ними следует

соблюдать требования СНиП 2.06-08.

7.2.4.

Ширину постоянного деформационного шва следует назначать по

расчетным ожидаемым деформациям смежных секций плотин с учетом конструкции шва,
деформативных свойств материала его заполнения и обеспечения независимости
перемещения секций плотины относительно друг друга.

7.2.5.

При

предварительном

назначении

конструкций

постоянных

деформационных швов их ширину следует принимать (Рисунок 9):

- температурных - 0,5-1 см на расстоянии не более 5 м от лицевых граней и гребня, а

внутри тела плотины - 0,1-0,3 см;

- температурно-осадочных - 1-2 см в пределах фундаментной плиты плотины и

водобоя при любых нескальных и полускальных грунтах основания;

- выше фундаментной плиты плотины на нескальных грунтах основания - не менее 5

см.

7.2.6.

конструкциях

постоянных

деформационных

швов

следует

предусматривать:

- уплотнение, обеспечивающее его водонепроницаемость;
- дренажное устройство для отвода прорвавшейся через уплотнение или в его обход
воды;
- устройство смотровых шахт и галерей для наблюдения за состоянием шва и ремонта
уплотнения.
7.2.7.

Уплотнения постоянных деформационных швов плотин следует

подразделять:

- по расположению в шве — на вертикальные, горизонтальные и контурные (см.

Рисунок 10);

СП РК 3.04-104-2014

- по конструкции и материалам - на диафрагмы из металла, резины и пластических

масс (рисунок 10.а), шпонки и прокладки из асфальтовых мате риалов (рисунок 10.б),
инъекционные (цементация и битуминизация) (рисунок 10.в) брусья и плиты из бетона и
железобетона (рисунок 10.г).

Для плотин III и IV классов в зонах ниже уровня мертвого объема (УМО)

допускается применять уплотнения из антисептированных деревянных элементов,
изготовленных из древесины, устойчивой к воздействию воды.

- материал уплотнения должен непосредственно примыкать к бетону образующих

шов секций;

- величина напряжения на контакте асфальтового материала уплотнения с бетоном в

рассматриваемом сечении должна быть не менее величины внешнего гидростатического
давления воды в том же сечении;

- средние градиенты напора фильтрационного потока через бетон по контуру

уплотнений шва не должны превышать величин, приведенных в п.8.1.12.

При определении действующего среднего градиента напора в уплотнениях

постоянных швов плотин общий путь фильтрации следует принимать:

- при изменении температуры бетона в зоне швов в пределах 4-6°С – равным пути

фильтрации в обход асфальтовых шпонок, металлических или резиновых диафрагм с
учетом пути фильтрации на длине цементируемых или битуминизированных участков
швов между диафрагмами и шпонками;

- при изменении температуры бетона в зоне швов свыше 6°С – равным только пути

фильтрации в обход асфальтовых шпонок, металлических или резиновых диафрагм без
учета пути фильтрации на длине цементируемых или битуминизированных участков
швов.

1-1 2-2

СП РК 3.04-104-2014

Рисунок 10 - Схемы основных уплотнений деформационных швов бетонных и

железобетонных плотин

а - диафрагмы из металла, резины и пластических масс; б - шпонки и прокладки из
асфальтовых материалов; в - инъекционные (цементация и битумизация) уплотнения;
г - брусья и плиты из бетона и железобетона; 1 - металлические листы; 2 – профилиро-
ванная резина; 3 - асфальтовая мастика; 4 - железобетонная плита;5 - скважины для
цементации; - цементационные клапаны; 7 - железобетонный брус; 8 - асфальтовая
гидроизоляционная прокладка

7.2.8.

В проекте следует выполнять омоноличивание временных вертикальных

строительных  швов  до  подъема  уровня  воды  перед  плотиной.  Сроки  и  порядок
омоноличивания  межстолбчатых  швов  следует  назначать  исходя  из  проектной
температуры  омоноличивания  массива  с  учетом  температурного  изгиба  столбов  и
использования ее для улучшения напряженного состояния плотины.

7.2.9.

При проектировании плотин допускается предусматривать устройство

временных  расширенных  швов,  заполняемых  бетоном  (замыкающие  блоки).  Сроки
омоноличивания  расширенных  швов  следует  устанавливать  с  учетом  выравнивания
температур  между  бетонными  массивами  и  окружающей  средой,  стабилизации  осадок  и
наполнения водохранилища.

7.3 Водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения

7.3.1  В  бетонных  и  железобетонных  плотинах  могут  устраиваться  водосбросы,
водоспуски и водовыпуски.
7.3.2  Длину  водосливного  фронта  плотины,  размеры  и  число  пролетов
поверхностных и глубинных водопропускных устройств следует принимать на основании
технико-экономических  расчетов  вариантов  в  зависимости  от  величины  сбросного
расхода основного расчетного случая, устанавливаемой в соответствии со СНиП РК 3.04-
01 и допустимых при данных геологических условиях удельных расходов воды; с учетом
влияния  потока  на  русло  реки  и  работу  других  сооружений  гидроузла,  требований  к
гидравлическому режиму руслового потока в бьефах и изменения уровней воды в нижнем
бьефе, вызываемого деформациями русла и берегов.

Для плотин I, II и III классов необходимо производить сравнение технико-

экономических  показателей  разработанных  вариантов  по  результатам  гидравлических
расчетов  и  лабораторных  исследований;  для  плотин  IV  класса  сравнение  вариантов
следует производить по результатам гидравлических расчетов и аналогам.

7.3.3 Основным профилем оголовков водосливных плотин всех классов следует

принимать безвакуумный профиль криволинейного очертания, плавно сопрягающийся с
водосливной гранью плотины. Уклон водосливной грани и ее протяженность следует
назначать исходя из конструктивных особенностей профиля плотины .

Очертание оголовков водосливных плотин при напорах до 12 м допускается

принимать трапецеидальным или прямоугольным. Применение вакуумных оголовков
должно обосновываться технико-экономическими и гидравлическими расчетами, а также
исследованиями.

СП РК 3.04-104-2014

7.3.4 При проектировании водосбросных сооружений плотин и креплений нижнего

бьефа, обтекаемых потоком воды со скоростью свыше 15 м/с, следует предусматривать:

- плавное очертание обтекаемых поверхностей, обеспечивающее отсутствие или

минимальное значение общего вакуума; сглаживание местных неровностей;

- подвод воздуха в зоны возможного возникновения кавитации (пазы-аэраторы,

уступы, дефлекторы или их сочетания с соответствующими воздухоподводящими
устройствами, вызывающие отрыв транзитного потока и воздухонасыщение его
придонного и пристенных слоев);

- использование бетонов с повышенной кавитационной стойкостью, в том числе

специальных бетонов на основе полимерных вяжущих.
7.3.5  Ось  глубинного  водосброса  следует  проектировать  прямолинейной.
Криволинейную  ось  допускается  принимать  в  случаях,  когда  это  вызывается  условиями
общей  компоновки  гидроузла  и  требует  специальных  гидравлических  расчетов  и
исследований.

Высотное положение оголовка и наклон оси глубинного водосброса следует назначать

с учетом конструктивных особенностей плотины и концевого участка водосброса,
диапазона изменения уровней воды в верхнем бьефе, определяемого по схеме пропуска
расходов.

Кромки входного сечения глубинных водосбросов должны иметь плавное очертание.

Площадь живого сечения глубинных водосбросов на выходном участке следует, как
правило, плавно уменьшать.

При расположении камеры затворов во входном оголовке или в средней части тракта

глубинного водосброса необходимо предусматривать подвод воздуха за затворы. Устье
аэрационной шахты следует максимально (по конструктивным условиям водосброса)
приближать к затвору; оно должно быть защищено от попадания струй и брызг воды.

7.3.6 Конструкцию концевых участков поверхностного и глубинного водосбросов

плотины следует выбирать в зависимости от величины удельного расхода воды на выходе,
характеристик  грунтов  основания,  а  также  требований,  предъявляемых  к  основным
гидравлическим режимам сопряжения бьефов.
  7.3.7  При  поверхностном  режиме  сопряжения  бьефов  в  конце  водосброса  следует
предусматривать носок-уступ с горизонтальной или наклонной поверхностью, создающий
незатопленный  режим,  при  этом  прыжок  должен  быть  устойчивым;  поток  не  должен
вызывать опасного размыва русла и берегов реки на прилегающем к сооружению участке.
Поверхностный режим сопряжения следует принимать с  учетом пропуска льда и других
плавающих тел.
7.3.8  При донном режиме сопряжения бьефов следует предусматривать сопряжение
водосливной  поверхности  с  водобоем  плавным  или  с  небольшим  уступом.  Отметку
поверхности  водобоя  и  рисбермы,  их  длину  и  толщину  следует  назначать  на  основании
гидравлических  исследований  и  технико-экономического  сравнения  вариантов  с  учетом
всего  комплекса  мероприятий,  влияющих  на  гидравлические  условия  в  нижнем  бьефе
(гасители  энергии,  создающие  образование  затопленного  прыжка  на  водобое  и
благоприятные  условия  для  маневрирования  затворами;  переходные  крепления  от
бетонной  рисбермы  к  незакрепленному  руслу,  ковш  за  переходным  креплением  и  др.).

СП РК 3.04-104-2014

При необходимости следует предусматривать мероприятия по пропуску воды и льда в
период строительства плотины.

7.3.9 При сопряжении бьефов отбросом струи в конце водосброса следует

предусматривать носок-трамплин, отбрасывающий поток воды в нижний бьеф на
безопасное для сооружений расстояние, а в узких створах - исключающий опасное
воздействие потока на берега.

В случае слабо трещиноватого основания в месте падения воды, на основании

гидравлических  расчетов  и  исследований  следует  предусматривать  специальные
мероприятия  для  обеспечения  необходимой  интенсивности  гашения  энергии  воды:
устройство  водобойного  колодца  или  искусственной  ямы  размыва,  рассредоточение
сбросного  потока  по  большей  площади  посредством  многоярусных  носков-трамплинов,
рассеивающих трамплинов, расщепителей и т.п.

7.4

Сопряжения плотин с основанием

  7.4.1  Удаление  (съем)  грунта  в  основании  плотины  должно  быть  минимальным  и
обосновано  расчетами  плотин  на  прочность  и  устойчивость  с  учетом  мероприятий  по
укреплению грунта основания.
  7.4.2 Выравнивание контактных поверхностей скальных оснований бетонных плотин
не  допускается.  Сопряжение  арочных  и  арочно-гравитационных  плотин  с  косогорными
участками основания следует производить как правило, без уступов.
7.4.3  При  проектировании  бетонных  и  железобетонных  плотин,  в  случае
необходимости,  следует  предусматривать  мероприятия  по  улучшению  прочностных,
деформационных и фильтрационных свойств грунтов оснований:

- закрепление и уплотнение грунтов основания или его части цементационными или

другими вяжущими растворами;

- дренирование глинистых водонасыщенных грунтов;
- устройство подпорных стен, поддерживающих склоны и откосы массивов,
- анкеровку неустойчивых скальных массивов;
- разделку горным способом крупных трещин, разломов и пустот в скальных

массивах с последующим заполнением их бетоном или железобетоном в виде отдельных
пробок, шпонок, сплошных полос или решеток.
  7.4.4  Во  всех  случаях,  когда  основание  сложено  фильтрующими  слабо
водоустойчивыми  и  быстрорастворимыми  грунтами,  необходимо  предусматривать
противофильтрационные  и  дренажные  устройства.  При  грунтах,  устойчивых  против
химической  и  механической  суффозии,  такие  устройства  должны  быть  обоснованы
технико-экономическими расчетами.

Противофильтрационные и дренажные устройства в основании плотины надлежит

сопрягать  с  аналогичными  устройствами  в  берегах  и  в  примыкающих  к  плотине
сооружениях гидроузла.
  7.4.5  Противофильтрационную  завесу  следует  предусматривать,  как  правило,  до
слабоводопроницаемых  или  практически  водонепроницаемых  грунтов.  Глубина  завесы
при  отсутствии  водоупора  определяется  расчетом  с  учетом  инженерно-геологических

СП РК 3.04-104-2014

условий, проницаемости грунтов, величины противодавления в основании плотины,
наличия дренажа и т.д.
7.4.6 Критические средние градиенты напора на противофильтрационной завесе

Icr,m

следует принимать:
1) для нескальных грунтов основания - в соответствии с п.9.1.3;
2) для скальных грунтов основания

cr,m

= I

adm



(4)

где

adm

допустимый градиент напора на завесе, принимаемый в соответствии со

СНиП РК 3.04-04;



– коэффициент надежности по ответственности сооружения, см. Таблицу 4.

Таблица 4- Коэффициент надежности по ответственности сооружения

Класс ответственности

сооружения

Коэффициент надежности по ответственности сооружения

при расчете по предельным состояниям

первой группы

второй группы

III

1,25
1,20
1,15
1,10

1,0
1,0
1,0
1,0

8. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

8.1

Нагрузки, воздействия и их сочетания

  8.1.1 Нагрузки, воздействия и их сочетания на бетонные и железобетонные плотины
следует  определять  согласно  СНиП  РК  3.04-01,  СНиП РК  3.04-04, настоящего  раздела  и
раздела 13.
  8.1.2  При  расчетах  плотин  на  основные  сочетания  нагрузок  и  воздействий  следует
учитывать:

постоянные нагрузки и воздействия:

1) собственный вес сооружения, включая вес постоянного технологического

оборудования (затворы, подъемные механизмы и пр.), месторасположение которого на
сооружении не меняется в процессе эксплуатации;

2) силовое воздействие воды при нормальном подпорном уровне (НПУ) верхнего

бьефа, уровне нижнего бьефа, соответствующем пропуску через сооружение
минимального по технологическим и экологическим требованиям расхода и нормальной
работе дренажных и противофильтрационных устройств:

- давление воды на верховую и низовую грани плотины;
- пригрузка основания со стороны верхнего и нижнего бьефов;

СП РК 3.04-104-2014

- силовое воздействие фильтрующейся воды;
3) вес грунта, сдвигающегося вместе с плотиной, и боковое давление грунта со

стороны верх него и нижнего бьефов;

временные длительные нагрузки и воз действия:

4) давление наносов, отложившихся перед плотиной;
5) температурные воздействия, определяемые для года со средней амплитудой

колебаний среднемесячных температур;

6) поровое давление в водонасыщенном грунте при нормальной работе дренажных и

противофильтрационных устройств, НПУ в верхнем бьефе и уровне в нижнем бьефе,
соответствующем минимальному по технологическим и экологическим требованиям
расходу;

кратковременные нагрузки и воздействия:

7) силовое воздействие воды при уровнях в верхнем и нижнем бьефах,

соответствующих пропуску через сооружение расхода основного расчетного случая,
устанавливаемого в соответствии со СНиП РК 3.04-01 и нормальной работе дренажных и
противофильтрационных устройств (взамен подпункта 2):

- давление воды на верховую и низовую грани плотины;
- пригрузка основания со стороны верхнего и нижнего бьефов;
- силовое воздействие фильтрующейся воды;
- динамические нагрузки;
8) давление льда, определяемое при его средней многолетней толщине;
9) давление волны, определяемое при средней многолетней скорости ветра;
10) нагрузки от подъемных, перегрузочных, транспортных устройств и других

конструкций и механизмов (мостовых и подвесных кранов и т.п.);

11) нагрузки от плавающих тел.

8.1.3 При расчетах плотин на особые сочетания нагрузок и воздействий следует
учитывать постоянные, временные длительные, кратковременные нагрузки и воздействия
и одну из следующих особых нагрузок и воздействий:

1) силовое воздействие воды при форсированном подпорном уровне (ФПУ) верхнего

бьефа,  уровне  нижнего  бьефа,  соответствующем  пропуску  через  сооружение  расхода
поверочного расчетного случая,  устанавливаемого в соответствии со  СНиП РК 3.04-01 и
нормальной  работе  дренажных и противофильтрационных  устройств  (взамен  п.8.1.2,  пп.
2, 7):

одного из противофильтрационных устройств, при НПУ в верхнем бьефе и уровне в
нижнем бьефе, соответствующем минимальному по технологическим и экологическим
требованиям расходу (взамен п.8.1.2, пп. 2, 6):

- давление воды на верховую и низовую грани плотины;
- пригрузка основания со стороны верхнего и нижнего бьефов;
- силовое воздействие фильтрующейся воды;

СП РК 3.04-104-2014

- поровое давление в водонасыщенном грунте основания;
3) температурные воздействия, определяемые для года с максимальной амплитудой

колебаний среднемесячных температур, а также для года с максимально низкой
среднемесячной температурой (взамен п.8.1.2, пп. 5);

4) давление льда, определяемое при максимальной многолетней толщине льда с

обеспеченностью 1% (взамен п.8.1.2, пп. 8);

5) давление волны, определяемое при максимальной многолетней скорости ветра

обеспеченностью 2% - для сооружений I и II классов и 4% - для сооружений III и IV
классов (взамен п.8.1.2, пп. 9);

6) сейсмические воздействия.

8.1.4  В  основные  и  особые  сочетания  нагрузок  и  воздействий  следует  включать
только те из кратковременных нагрузок и воздействий (п.8.1.2, пп. 7, 8, 9, 10, 11), которые
могут действовать одновременно.
8.1.5  При  определении  величины  пригрузки  основания  водой  в  верхнем  и  нижнем
бьефах (п.8.1.2, пп. 2, 7; п.8.1.3, пп. 1, 2) необходимо учитывать разницу в давлении воды
на основание до и после возведения сооружения.
8.1.6  Нагрузки  и  воздействия  для  строительного  периода  плотины  и  ремонтного
случая следует принимать по основному и особому сочетаниям, а величины этих нагрузок
и воздействий должны определяться в зависимости от конкретных условий возведения и
ремонта сооружения.
8.1.7 Нагрузки и воздействия должны приниматься в наиболее неблагоприятных, но
возможных сочетаниях отдельно для эксплуатационного и строительного периодов.
  8.1.8 Коэффициент надежности по нагрузкам при расчете плотин следует принимать
по Таблице 5.
8.1.9  При  расчете  общей  прочности  и  устойчивости  плотин  коэффициенты
надежности  по  нагрузке  для  собственного  веса,  температурных,  влажностных  и
динамических  воздействий,  а  также  для  всех  грунтовых  нагрузок  при  расчетных
значениях характеристик грунтов



I,II

; с

I,II

;



I,II

должны приниматься равными единице.

8.1.10 Плотность бетона для плотин I, II и III классов следует определять на основе
результатов испытания образцов, изготовленных из по добранных составов бетона.

Плотность бетона для плотин IV класса - во всех случаях, а для плотин 1, II и III

классов - на предварительных стадиях проектирования допускается принимать по
Таблице.6.

При отсутствии данных о плотности заполнителя плотность бетона следует

принимать при плотности заполнителя 2650 - 2700 кг/м

8.1.11 Интенсивность давления воды на наружные грани плотины следует принимать
равной:

(1 -



)

где

р'

- гидростатическое давление, Па;



коэффициент эффективной площади противодавления в материале плотины,

определяемый в соответствии с п.8.1.15.
8.1.12 Интенсивность давления воды на свободные поверхности основания в верхнем
и нижнем бьефах (пригрузка основания) следует принимать равной

(1 -



)

где



2,f

коэффициент эффективной площади противодавления в грунте основания, см. п.8.1.15.

СП РК 3.04-104-2014

Пригрузку основания в верхнем и нижнем бьефах допускается не учитывать в

расчетах устойчивости и прочности:

- плотин всех классов высотой менее 60 м, расположенных на скальном основании;
- плотин III и IV классов, расположенных на нескальных грунтах;
- плотин I и II классов высотой более 60 м, расположенных на скальном основании -

на предварительных стадиях проектирования;

- плотин I и II классов, расположенных на нескальных грунтах — на

предварительных стадиях проектирования.
8.1.13 Силовое воздействие фильтрующейся воды следует учитывать в виде
(Рисунок 11):

1) поверхностных сил интенсивностью

(



)

приложенных по нормали к

подошве плотины (противодавление), где

р -

гидродинамическое давление в потоке

фильтрующейся воды, Па, определяемое в соответствии с п.8.1.14;

2) объемных сил в основании плотины интенсивностью

причем горизонтальная

и вертикальная

проекции вектора

равны:

(5)

Таблица 5 - Значения коэффициента надежности по нагрузке



при расчетах по предельным состояниям первой группы

Нагрузки и воздействия

Значения

коэффициента

надежности по

нагрузке



Нагрузки и воздействия

Значения

коэффициента

надежности по

нагрузке



Давление воды
непосредственно на
поверхности сооружения и
основания; силовое
воздействие фильтрующей
воды; волновое давление;
поровое давление

1,0

нагрузки от
предварительного
напряжения конструкций

1,0

нагрузки от судов (вес,
навал, швартовые и
ударные)

1,2

ледовые нагрузки

1,1

Гидростатическое давление
подземных вод на обделку
тоннелей

1,1 (0,9)

усилия от температурных и
влажностных воздействий,
принимаемых по справочным
и литературным данным

1,1

Собственный вес сооружения
(без веса грунта)

1,05 (0,95)

сейсмические воздействия

1,0

Собственный вес обделок
туннелей

1,2 (0,8)

нагрузки от подвижного
состава железных и
автомобильных дорог

по

нормам СНиП

РК 3.04-40

Вес грунта (вертикальное
давление от веса грунта)

1,1 (0,9)

нагрузки от складируемых
грузов (кроме навалочных)
на территории грузовых
причалов в пределах

1,2

Боковое давление грунта
(см. прим. 2 и 3 к таблице)

1,2 (0,8)

Давление наносов

1,2

СП РК 3.04-104-2014

Давление от намытого
золошлакового, шламового
и т.п. материала

1,0

крановых путей,
пассажирских, служебных и
других причалов и
набережных

то же, за пределами
крановых путей и на других
сооружениях

1,3

Продолжение таблицы 5

Нагрузки от подъемных
перегрузочных и
транспортных средств

1,2

Продолжение Таблицы на
нагрузки, нормативные
значения которых
устанавливаются на основе
статистической обработки
многолетнего ряда
наблюдений,
экспериментальных
исследований,
фактического измерения с
учетом коэффициента
динамичности

1,0

Нагрузки от навалочных
грузов

1,3 (1,0)

Нагрузки от людей,
складируемых грузов и
стационарного
технологического
оборудования; снеговые и
ветровые нагрузки

по

СНиП 2.01.07-

85*

П р и м е ч а н и я :

1 Указанные в скобках значения коэффициента надежности по нагрузке относятся к

случаям, когда применение минимального значения коэффициента приводит к наиболее невыгодному
загружению сооружения.
2 Коэффициент надежности по нагрузке



следует принимать равным единице для всех грунтовых нагрузок

и собственного веса сооружения, вычисленных с применением расчетных значений характеристик грунтов
(удельного  веса  и  характеристик  прочности)  и  материалов  (удельного  веса  бетона  и  др.),  определенных  в
соответствии  со  строительными  нормами  и  правилами  на  проектирование  оснований  и  отдельных  видов
сооружений.
3  Значение  коэффициента



= 1,2 (0,8) для нагрузок бокового давления грунта следует применять при

использовании нормативных значений характеристик грунта.

Таблица 6- Проектная плотность водонасыщенного бетона

Плотность заполнителя, кг/м

Средняя плотность бетона, кг/м

при максимальной крупности

заполнителя, мм

120

2600-2650

2370

2410

2430

2660-2700

2400

2450

2470

2700-2750

2440

2490

2500

При этом удельный вес грунта основания принимается в водонасыщенном

состоянии.

СП РК 3.04-104-2014

При

2,f

const в расчетной области основания интенсивность объемных сил равна

. где - градиент гидродинамического давления, см. п.8.1.14;

(6)

3) объемных сил в водонасыщенных зонах плотины, включающих части

сооружения, расположенные между напорной гранью и дренажом, а также между
подошвой плотины и уровнем нижнего бьефа интенсивностью

причем горизонтальная

и вертикальная

проекции вектора

равны:

(7)

(8)

При этом удельный вес бетона принимается в водонасыщенном состоянии.
При

const в расчетной области водонасыщенных зон плотины интенсивность

объемных сил равна

Если в водонасыщенных частях плотины и основания значения коэффициента

изменяются скачкообразно от значения

а'

до значения

а''

, причем

а'

а''

, то на границе

областей с различными значениями

следует прикладывать нормальные к линии раздела

областей поверхностные силы интенсивностью

(



)

направленные в сторону

области с



Силовое воздействие фильтрующейся воды следует учитывать только в виде

противодавления и объемных сил в основании плотины:

- при расчетах плотин II класса высотой более 60 м, расположенных на скальном

основании — во всех случаях;

- при расчетах плотин I и II классов, расположенных на нескальном основании - во

всех случаях.

Силовое воздействие фильтрующейся воды следует учитывать только в виде

противодавления:

- при расчетах плотин всех классов высотой менее 60 м, расположенных на скальном

основании - во всех случаях;

- при расчетах плотин III и IV классов, расположенных на нескальном основании - во

всех случаях;

- при расчетах плотин I и II классов высотой более 60 м, расположенных на скальном

основании, а также плотин I и II классов, расположенных на нескальном основании — на
предварительных стадиях проектирования.

При этом удельный вес грунта принимается во взвешенном состоянии.

8.1.14 Значения гидродинамического давления

и его градиента

в потоке

фильтрующейся воды в расчетных областях фильтрации основания и тела плотины
определяются фильтрационными расчетами согласно п.п. 8.2.4.1-8.2.4.4.

На наружных гранях плотины и свободных поверхностях основания в верхнем и

нижнем бьефах значения

совпадают с величиной гидростатического давления.

СП РК 3.04-104-2014

На линии, разделяющей водонасыщенную и сухую части плотины (кривая

депрессии),

= 0.

На подошве плотины гидродинамическое давление, Па, определяется по формуле

р = (h

+ h

)



, (9)

где

— ордината пьезометрического напора в рассматриваемой точке под

взвешивающим воз действием нижнего бьефа, м;

—

то же, при фильтрации под действием рас четного напора

м;



- удельный вес воды, Н/м

Значение

определяется как разность отметок уровня воды в нижнем бьефе и

рассматриваемой точки.

Для плотин высотой менее 60 м на скальных основаниях значения

допускается

находить по эпюрам, приведенным на Рисунке 12, при этом величину

по оси

цементационной завесы

и по оси дренажных устройств

следует принимать по

Таблице 7.

Рисунок 11 - Эпюры пьезометрического напора по подошве плотины

a - гравитационная плотина с цементационной завесой в основании; б - гравитационная

плотина без цементационной завесы; в - гравитационная плотина с продольной полостью
у основания; г - гравитационная плотина с расширенными швами и массивно-контрфорс-

ная плотина; д - контрфорсная плотина с плоским перекрытием; е - арочная плотина

СП РК 3.04-104-2014

8.1.15 Значения коэффициента

следует принимать:

- для крупнообломочных, песчаных и сильно трещиноватых полускальных грунтов,

рас крывшихся строительных швов и зон растяжения бетона и скального основания равным
1,0;

- для глинистых грунтов, а также в сжатой зоне бетона и скального основания - по

результатам  исследований  с  учетом  водопроницаемости  бетона  и  грунтов  основания,
режима  заполнения  и  колебаний  уровня  воды  водохранилища,  эффективности
противофильтрационных  устройств  на  напорной  грани,  в  швах  плотины  и  основании,
включая  береговые  примыкания;  до  выполнения  перечисленных  здесь  исследований,  а
также при предварительных расчетах допускается принимать

= 0,5.

Следует принимать

= 0 в случаях:

- расчетов устойчивости плотин всех классов и видов;
- расчетов прочности плотин всех классов с гидроизолирующим экраном на

напорной грани;

- расчетов прочности плотин всех классов, расположенных на нескальном

основании.

Допускается принимать

= 0 в расчетах прочности плотин II, III, IV классов,

расположенных на скальном основании.

Рисунок 12 - Схема силового воздействия воды

1 - сухая часть плотины; 2 - водонасыщенная часть плотины; 3 - дренаж плотины;

4 - объемные силы фильтрующейся воды в водонасыщенных зонах плотины; 5 - давление

на низовую грань плотины; 6 - пригрузка основания со стороны нижнего бьефа; 7 -

противодавление по подошве плотины; 8 - дренаж основания; 9 - цементационная завеса;

10 - объемные силы фильтрующейся воды в основании; 11 - пригрузка основания со

стороны верхнего бьефа; 12 - давление на верховую грань плотины

СП РК 3.04-104-2014

8.1.16 При расчете устойчивости давление нано сов

, кН со стороны верхнего

бьефа на 1 м длины сооружения допускается определять по формуле

(10)

где

удельный вес грунта наносов во взвешенном состоянии, кН/м

;

- высота наносов перед плотиной, м;

- угол внутреннего трения грунта наносов, град.

  8.1.17  Температурные  воздействия  следует  принимать  по  данным  многолетних
наблюдений  за  температурой  воздуха  в  створе  плотины  и  на  основании  прогноза
температуры воды в водохранилище.
  8.1.18  Динамические нагрузки при осуществлении сбросов воды следует определять
для  плотин  I  и  II  классов  по  результатам  расчетов  и  экспериментальных  исследований,
для плотин III и IV классов - по результатам расчетов или аналогам.
8.1.19 Поровое давление в грунтах учитывается при проверке устойчивости на сдвиг и
прогнозе  осадок  плотины  при  возведении  ее  на  глинистых  грунтах  со  средним
коэффициентом фильтрации менее 10

-2

м/сут и коэффициентом водонасыщения более 0,8.

8.1.20 Волновые, ледовые и от судов нагрузки и воздействия следует принимать по

СНиП РК 3.04-40.

Таблица 7- Значения

Виды плотин

Значения

при виде сочетания

нагрузок на плотины

основные и особые при ФПУ и

нормальной работе

противофильтрационных и

дренажных устройств

особые в случае нарушения

нормальной работы

противофильтрационных и

дренажных устройств

плотины с

цементационной

завесой

плотины без

цементационной

завесы

плотины с

цементационной

завесой

плотины без

цементационной

завесы

Гравитационные без
полостей у
основания (рисунок
7.2, а и б):

I класса

0,40

0,20
0,15
0,05

0,50
0,50
0,35

0,30
0,20
0,10

0,40
0,30
0,10

II класса
III и IV классов

0,40
0,30

Гравитационные с
продольной
полостью у
основания (рисунок

0,30

0,10

0,35

0,15

0,20

СП РК 3.04-104-2014

)

I - IV классов
Гравитационные с
расширенными
швами и массивно-
контрфорсные
(рисунок 7,

) I -IV

0,20

0,05

0,25

0,10

Продолжение Таблицы 7

Арочные (рисунок
7, e

)

I-IV классов

0,40

0,20

0,60

0,35

0,40

Примечание - Для контрфорсных плотин с плоским или арочным перекрытием эпюра

пьезометрического напора при фильтрации под действием расчетного напора

принимается по

треугольнику с ординатой

= 0 на низовой грани верхового клина плотины (Рисунок 13,

8.2 Расчет плотин

8.2.1 Расчеты бетонных и железобетонных плотин следует производить по методу
предельных состояний:

- предельные состояния первой группы (по непригодности к эксплуатации) - расчеты

сооружения на общую прочность и устойчивость, а также на местную прочность его
элементов;

- предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной

эксплуатации)  -  расчеты  основания  на  местную  и  фильтрационную  прочность,  расчеты
сооружения по образованию трещин и деформациям, а также по раскрытию строительных
швов в бетонных и трещин в железобетонных конструкциях.
8.2.2  Расчеты  бетонных  и  железобетонных  плотин  должны  производиться  в
соответствии  со  СНиП  РК  3.04-01,  СНиП  РК  3.04-04,  СНиП  2.06-08  и  требованиями
данного раздела.
   8.2.3  Для  плотин  I  и  II  классов  в  дополнение  к  расчетам,  как  правило,  необходимо
предусматривать  проведение  экспериментальных  исследований;  для  плотин  III  и  IV
классов такие исследования допускается выполнять при надлежащем обосновании.

Расчет плотин на прочность и устойчивость

  8.2.4  Расчет на общую прочность и устойчивость, по деформациям и по раскрытию
трещин,  а  также  расчеты  по  раскрытию  строительных  швов  с  учетом  очередности
возведения плотины следует выполнять для всей плотины в целом или для отдельных ее
секций (или отдельных столбов).
  8.2.5 Расчеты на местную прочность и по образованию трещин следует производить
для  отдельных  конструктивных  элементов  сооружения;  для  бетонных  конструкций
расчеты по образованию трещин следует выполнять только для элементов, ограниченных
строительными и конструктивными швами.
  8.2.6  Расчеты  плотин,  их  оснований  и  отдельных  элементов  на  прочность  и
устойчивость  следует  производить  для  наиболее  неблагоприятных  расчетных  случаев

СП РК 3.04-104-2014 ПЛОТИНЫ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ (ҚР ЕЖ 3.04-104-2014) - 7