Основание плотин

К скальным основаниям относят массивы прочных пород с жесткими связями между частицами, характеризующиеся пределом прочности на сжатие более 5 МПа, более 1 МПа на растяжение и модулем деформации более 5 ГПа. Массивы оснований и породы с меньшими показателями относят к полускальным грунтам.

В состав скальных пород могут входить три основные группы:

1 Магматические — интрузивные (граниты, сиениты, габбро, диориты) и эффузивные или лавовые (базальты, диабазы, порфириты, андезиты), которые отличаются высокими показателями прочности (на сжатие до 100÷ 320МПа).

2 Осадочные — крепкие известняки и доломиты (прочность на сжатие до 140 МПа), песчаники кремнистые (прочность — 100÷ 230 МПа).

3 Метаморфические — кристаллические сланцы, гнейсы, кварциты, филлиты.

Скальные основания чаще всего неоднородные и имеют сложную структуру, в связи с чем получение достаточного объема информации о геологическом строении района створа гидроузла с показателями геомеханических свойств пород и особенностями их напластования является первоочередной задачей.

При подготовке скального основания под плотиной выполняют следующие виды работ:

· Удаление с поверхности скалы всех аллювиальных отложений.

· Удаление поверхностного разрушенного слоя разборной скалы, т. е. скалы, которую можно удалить без применения взрывных работ.

· Удаление оставшегося слоя трещиноватой скалы до проектной отметки — обычно до поверхности «здоровой» скалы. Необходимо отметить, что при разработке скальных оснований, имеющих явно выраженные отдельности или напластования с общим или местным падением в сторону нижнего бьефа, поверхность основания обрабатывают уступами с подъемом в сторону нижнего бьефа с уклоном 1: 5, что примерно соответствует направлению главных напряжений в основании сооружения (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Зубья-уступы фундаментной части плотины:
1 — верховой подплотинный зуб; 2 — противофильтрационная завеса;
3 — траектория главных сжимающих напряжений

· Укрепление раздробленных участков (при необходимости) различными связями и конструкциями.

· Подготовка основания к бетонированию путем его очистки от глинистых грунтов, грязи пыли мусора, следов масла.

· Бетонирование первого слоя.

· Цементация основания путем устройства в верховой зоне основания плотины в месте возможного возникновения растягивающих напряжений площадной связующей цементации, а в низовой части — укрепительной. Глубина связующей цементации обычно составляет 3÷ 5 м, а укрепительной — 7÷ 15 м. Диаметр скважин, через которые под давлением нагнетают цементный, цементно-глинистый или битумизированный раствор, составляет 45÷ 76 мм, а шаг скважин от 1, 5÷ 2 до 3÷ 4 м.