Сооружения, возводимые способом отсыпки грунта в воду

Возведение сооружений способом отсыпки грунта в воду в искусственные прудки должно производиться отдельными картами, размеры и объемы которых определяются производительностью оборудования и установленной интенсивностью отсыпки грунта. Границы карт укладываемого слоя, фиксированные дамбами обвалования, необходимо смещать относительно границ ранее уложенного слоя на расстояние, устанавливаемое по толщине отсыпаемых слоев. Оно должно составлять не менее двух размеров ширины дамб обвалования.

Толщина слоев при отсыпке грунта в воду устанавливается проектом или техническими условиями в зависимости от характера грунта, интенсивности его отсыпки, грузоподъемности транспортных машин, типа и размеров сооружения.

При назначении высоты слоя отсыпки в зависимости от гранулометрического состава грунта, рекомендуется пользоваться графиком (рис. 3), построенным по данным таблицы 13.

Кривые I-II ограничивают область грунтов, рекомендуемых для укладки в понуры, экраны и ядра слоями не более 2 м; кривые II-III ограничивают область грунтов, рекомендуемых для укладки в экраны, ядра и однородные плотины слоями 2-4 м;

Пригодность того или иного вида грунта для его отсыпки в воду определяется проектом. Отсыпка грунта в воду должна производиться с соблюдением специальных технических условий (см. "Руководство по возведению грунтовых сооружений способом отсыпки грунтов в воду", П 22-74/ВНИИГ, 1975).

5.15. На месте отсыпки грунта в карты должен находиться представитель грунтовой лаборатории (полевой контрольный пост). Он следит за качеством привозимого грунта, за равномерностью отсыпки грунта по фронту возводимой карты и за правильным движением транспортных средств по уложенному грунту.

5.16. Подготовка основания сооружения, установка реперов, разбивка на карты, отсыпка дамбы обвалования, заполнение прудков водой и другие подготовительные работы проверяются комиссией с участием представителей проектных и строительных организаций и службы геотехконтроля и по мере их готовности принимаются по акту приемки-сдачи.

5.17. При отсыпке в воду необходимо обеспечить равномерную укладку грунта по фронту возводимой карты, при этом достигается постоянство водонасыщения уложенного грунта. Необходимо задавать такую интенсивность отсыпки грунтов в воду, при которой исключается возможность их переувлажнения, свободного размокания и набухания, обеспечиваются заданное увлажнение грунтов и достаточно высокая плотность по завершении процесса уплотнения грунта в сооружении.

Отсыпка должна производиться непрерывно до полного заполнения карты грунтом. В случае вынужденного перерыва с остановкой работ на 4 ч и более вода из прудка подлежит удалению.

К концу отсыпки грунта в каждой карте образуется некоторое количество разжиженного грунта, поэтому перед окончанием заполнения карты уровень прудка необходимо резко снизить, проводя разгрузку грунта из последних 15-20 автосамосвалов в разжиженный грунт.

Особенное внимание должно уделяться: соблюдению проектной толщины слоя отсыпки, равномерному начальному уплотнению грунта движущимся транспортом, поддержанию заданной глубины воды в прудке и водонасыщению укладываемого грунта.

5.18. Для возведения сооружений способом отсыпки грунтов в воду пригодны грунты любой степени комковатости от однородного в порошкообразном состоянии до крупного из комьев, трудно поддающихся механическому дроблению. При механизированной разработке плотных глин, медленно размокающих в воде, следует контролировать наличие не менее 20-30% грунта с крупностью комьев не более 10 см, которые будут размокать в воде и служить материалом для омоноличивания более крупных комьев.

Начальное водонасыщение грунта в процессе отсыпки контролируется определением степени влажности, которая не должна быть более 0,75-0,85. Для ее определения по отбираемым пробам устанавливается плотность грунта, влажность и плотность сухого грунта.

5.19. Степень влажности определяется по пробам грунта, уложенного в каждый слой. Пробы должны отбираться по всей высоте уложенного слоя и не менее трех проб по глубине шурфа.

5.20. Степень влажности S_r грунта определяется расчетом по формуле:

где W - влажность; _d - плотность сухого грунта (плотность в сухом состоянии); _s - плотность частиц отсыпаемого грунта.

5.21. Если плотность сухого грунта будет составлять 85% и более от проектной плотности сухого грунта, то начальное уплотнение для понуров следует считать удовлетворительным. Для плотин высотою до 25 м из однородного грунта или с экранами и ядрами начальное уплотнение грунта должно быть не менее 90% от проектной плотности сухого грунта, а для высоких плотин начальную плотность грунта необходимо определить опытным путем, причем требования к начальной плотности грунта должны быть повышенными.

5.22. При неудовлетворительных показателях плотности сухого грунта возводимой карты должно производиться дополнительное уплотнение грунта нагруженными автосамосвалами. В таких случаях для последующих карт должна уменьшаться толщина слоя отсыпки с тем, чтобы начальное уплотнение удовлетворяло установленным требованиям. Изменение толщины слоя отсыпки должно производиться по согласованию с представителем проектной организации.

5.23. С целью отбора проб грунта в теле насыпи проходят шурфы или скважины. Одним из косвенных показателей качественной отсыпки грунта является устойчивость вертикальных стенок и монолитность грунта по всей глубине шурфа.

Оценка качества укладки грунта в сооружение производится на основании лабораторных испытаний проб, отбираемых в шурфах режущими кольцами или в буровых скважинах пробоотборником.

При возведении сооружений из грунтов с примесями гальки и валунов отбор проб производится методом "лунки".

При возведении сооружений способом отсыпки грунтов в воду следует иметь в виду, что конечную плотность грунта в теле сооружения достигают с течением времени в результате воздействия собственного веса сооружения и физико-химических процессов, происходящих в грунтах, отсыпаемых в воду. Поэтому контроль качества работ должен проводиться не только в процессе отсыпки грунта, но и через 15 и 30 дней после возведения карты.

5.24. Образцы грунта, отобранные через 15 и 30 дней после отсыпки, испытываются в грунтовой лаборатории - определяется влажность, плотность грунта, плотность сухого грунта, коэффициент пористости и степень влажности.

При этом плотность сухого грунта, равная в среднем указанным в п.5.21 значениям проектной плотности сухого грунта, должна признаваться достаточной для удовлетворительной оценки качества работ.

5.25. Для удовлетворительной оценки качества возведения сооружения количественные показатели должны быть в среднем не менее 95% соответственных показателей, установленных проектом.

При получении показателей, постоянно удовлетворяющих требованиям настоящего пункта, отбор проб и их исследования через 15 и 30 дней могут быть прекращены.

Если через 30 дней указанная в п.5.21 плотность не будет достигнута, решение о дальнейших исследованиях и возможности изменения технических условий в части назначения контрольного значения плотности сухого грунта должно быть принято проектной организацией и 3аказчиком.

Заделка шурфов должна производиться увлажненным грунтом слоями по 30-40 см с уплотнением до проектной плотности.

Все выявленные недостатки, рекомендации по их устранению, согласованные изменения технологии производства работ, записи о приемке готовых карт и другие указания службы геотехнического контроля должны вноситься в полевой журнал контроля.
Намывные сооружения
5.26. Геотехническая служба осуществляет контроль за технологией намыва в части:

а) правильности прокладки распределительных пульповодов и подачи пульпы на карту намыва в соответствии с проектом;

б) распределения пульпы по поверхности карты намыва;

в) устройства обвалования в соответствии с проектом и сопряжения смежных участков карт;

г) соблюдения принятой в проекте интенсивности намыва (скорости наращивания намытого грунта по высоте за сутки) и толщины слоя намываемого грунта;

д) предотвращения образования промоин в намытом грунте или застойных зон, где возможно отложение мелких фракций в пределах боковых зон;

е) состояния откосов сооружения и их формирования согласно проекту;

ж) соблюдения режима работы водосбросных сооружений и осветления сбросной воды, а также недопущения сброса в водоемы сбросной воды с повышенной по сравнению с проектом мутностью;

з) соблюдения принятой в проекте и технических условиях ширины прудка на различных отметках намыва;

и) выполнения требований проекта и СНиП 3.01.04-87 по намыву сооружений при производстве работ.

Наблюдения за намывным сооружением ведутся геотехнической службой до окончания его возведения. Если сразу после этого сооружение не сдается в эксплуатацию, наблюдения до приемки сооружения в эксплуатацию принимает на себя геотехнический отдел строительства или центральная геотехническая лаборатория. Дальнейшие наблюдения осуществляются эксплуатирующим гидроузел персоналом.

5.27. При устройстве обвалования проверяется его высота, размеры поперечного сечения и его размещение в плане в соответствии с заданным проектом расположением. Перед началом намыва сооружения обязательно должно быть проконтролировано превышение наинизшей отметки гребня обвалования над верхом водоприемных отверстий сбросных сооружений и соответствие этой величины принятой в проекте или установленной расчетами.

При устройстве обвалования с помощью бульдозера внутри карты необходимо обращать внимание на недопущение создания углублений на поверхности карты вблизи обвалования, где в результате застойных явлений могут отлагаться мелкие фракции, а также могут оставаться намывы валиков (гребешков) между проходками бульдозеров, которые препятствуют правильному распределению пульпы по поверхности намыва и приводят к снижению плотности намытого грунта.

При устройстве бульдозером обвалования из грунта, намытого за проектным контуром откоса с наружной стороны сооружения, необходимо контролировать размеры перебора по отношению к проектному контуру откоса.

Примечание. Все текущие геодезические работы при намыве сооружений и геотехническом контроле выполняются организацией, ведущей намыв.
5.28. Правильность распределения пульпы по карте намыва фиксируется визуально. При возведении плотин с ядром потоки пульпы от места выпуска из пульповода до уреза прудка должны иметь направление, нормальное к оси плотины. Контроль за положением распределительных пульповодов может производиться по рейкам, устанавливающим прямолинейное расположение труб. Для контроля толщины слоя намыва по проекту в процессе подачи пульпы рекомендуется выставлять через 50-100 м по створу укладки распределительного пульповода Т-образные вешки, планка которых соответствует высоте намываемого слоя.

5.29. Контроль за интенсивностью намыва, толщиной фактически намытых слоев грунта и уклонами откоса намыва боковых зон осуществляется по показаниям реек. Интенсивность определяется путем деления средней толщины слоя, намытого за определенный период, на продолжительность периода в сутках или часах.

Уклон откоса намыва устанавливается по рейкам, расположенным на одном поперечнике, и определяется по формуле:

i = [(₁ - ₂) / l_r] · 100, (12)

где i - уклон, %; ₁ - абсолютная или условная отметка поверхности грунта по первой рейке, м; ₂ - то же, по второй рейке, м; l_r - расстояние между рейками, м.

Операционный контроль за состоянием откосов и устройством обвалования осуществляется визуально по закрепленным специальным знакам (вехам), которые устанавливаются через каждые 50-100 м и наращиваются по мере намыва.

Контрольная проверка величины уклонов откоса в процессе намыва сооружения осуществляется по результатам ежемесячных геодезических замеров.

5.30. При намыве сооружений с ядерной зоной ежесменно должны контролироваться размеры прудка и его положение на карте в заданных границах по рейкам, выставленным на каждом поперечнике, или по специальным вехам, фиксирующим проектное очертание прудка на данной отметке намыва. Их установка производится периодически по мере намыва, через 2-3 м по высоте. О состоянии прудка делается запись в журнале намывных работ. В случае, если его размеры или положение не соответствует заданным, немедленно извещается персонал, ведущий намыв, для принятия соответствующих мер.

5.31. Размер отстойного прудка в пределах ядерной зоны неоднородной плотины определяет гранулометрический состав грунта, оседающего в прудке и формирующего ядро плотины. В некоторых случаях, например, при подаче грунта, состав которого не соответствует проектному, ширина прудка может быть изменена на месте. Эти изменения определяются требованиями формирования ядра с заданным гранулометрическим составом грунта и условиями сброса мелких фракций, отложение которых в ядре не допускается. Решение об изменении ширины прудка выносится главным инженером строительства по согласованию с организациями, проектирующими плотину и производство работ, по представлению начальника геотехнической службы.

5.32. При намыве неоднородных плотин с ядром периодически должна производиться зарисовка границ прудка с обозначением действующих водосбросных устройств для отвода осветленной воды, поскольку по этим зарисовкам определяется очертание ядерной зоны. Одновременно с зарисовкой должна быть зафиксирована отметка уровня воды в прудке.

Примечание. Соблюдение принятого в проекте местоположения уреза воды на поперечном профиле плотины является одним из основных требований качества намыва сооружения. Аварийные, даже кратковременные (менее 2 ч) поднятия уровня прудка приводят к затоплению откоса намыва в пределах промежуточной и боковой зон и образованию прослоек из пылевато-глинистых фракций, вследствие осаждения этих фракций из воды отстойного прудка. Сплошные прослойки пылевато-глинистых фракций в теле боковой зоны из несвязного грунта могут при эксплуатации плотины явиться причиной образования верховодки и высачивания фильтрационной воды на низовом откосе.

5.34. Промеры глубин в прудке при намыве плотины с ядром выполняются один-два раза в месяц на контрольных поперечниках - на оси плотины и на четвертях ширины прудка. Промеры производятся с плота или лодки при помощи наметки с металлическим диском на конце диаметром 15 см.

5.35. Систематически, не реже чем через каждые два-три дня, должно проверяться состояние водосбросных колодцев и их наращивание, а также других водосбросных устройств, о чем делается соответствующая запись в журнале контроля за качеством намывных работ.

5.36. При намыве в зимних условиях подлежит контролю толщина промороженного слоя, замываемого свежим грунтом. Необходимо контролировать своевременное удаление льда с поверхности карты намыва (в случае его образования), состояние обвалования и сбросных устройств, размеры и положение прудка, а также наблюдение за выполнением других требований проекта производства работ в зимних условиях.

По специальному заданию проектной организации или технического руководства строительством геотехническая служба после окончания зимнего периода работ и оттаивания поверхностного слоя грунта выполняет проходку шурфов с целью определения состояния грунта в сооружении.

5.37. При возведении намывных плотин должно быть обеспечено систематическое наблюдение за состоянием откосов в связи с возможностью высачивания на них фильтрационной воды. В теле намываемого сооружения возникает фильтрационный поток, образующийся за счет водоотдачи намытого грунта, инфильтрации из отстойного прудка и с откоса намыва, периодически покрываемого потоками пульпы. В случае высокой интенсивности намыва и при недостаточной фильтрационной способности грунта боковых зон может произойти высачивание фильтрационного потока на откосы сооружения, что может вызвать оползни и оплывы грунта.

5.38. Работники геотехнической службы должны ежедневно осматривать откосы намываемого сооружения и отмечать все выходы фильтрационной воды. Рассредоточенные и периодически появляющиеся выходы фильтрационной воды на откосы плотины обычно не причиняют вреда сооружению, однако интенсивные выходы в виде ключей могут вызвать оползни или оплывы, особенно в мелкозернистых грунтах. Наблюдения за выходом фильтрационных вод должны быть увязаны с контролем за состоянием пруда-отстойника. В рабочий журнал-дневник заносятся отметки верхней границы выходов фильтрационных вод, они должны регистрироваться одновременно с отметками уровня прудка и его размерами.

В угрожающих случаях начальник геотехнической службы должен потребовать от организации, производящей намыв, снижения интенсивности намыва и, в крайнем случае, временного прекращения работ на участке, где происходит высачивание фильтрационной воды.

5.39. Геотехническая служба должна следить за состоянием постоянных дренажных устройств, предусмотренных проектом сооружения и построенных до намыва или строящихся одновременно с намывными работами. Не допускается засорение или замыв этих устройств при производстве намыва. О всех нарушениях дренажных устройств должно быть немедленно доведено до сведения представителя организации, производящей намыв сооружения, и главного инженера строительства для принятия последним необходимых мер по восстановлению этих устройств.

5.40. При появлении признаков, свидетельствующих о ненормальных осадках основания или тела сооружения (трещин, оползней на откосах, местных просадок грунта, резких возрастаниях осадки контрольных реперов и т.п.), геотехническая служба должна немедленно поставить об этом в известность руководителей организации, ведущей намыв, и главного инженера строительства, потребовать провести внеочередные геодезические замеры и привлечь геологическую службу к обследованию сооружения с целью принятия мер по ликвидации обнаруженных деформаций.

5.41. Геотехническая служба должна отмечать все промоины на наружных откосах плотины, которые возникают при нарушении правил производства работ, когда вследствие размыва обвалования поток пульпы прорывается на наружный откос. При этом указывается состав и объем грунта, которым заделаны промоины и отбираются пробы на плотность этого грунта.

5.42. Если проектом плотины предусмотрена установка контрольно-измерительной аппаратуры (реперы, пьезометры и пр.), то геотехническая служба обязана следить за установкой и состоянием этой аппаратуры. В некоторых случаях геотехнической службе может поручаться контроль за уровнем фильтрационной воды по пьезометрам.

5.43. В обязанности геотехнической службы входит периодическое определение величины уклонов поверхности намытого грунта выше и ниже уровня воды в прудке-отстойнике; периодичность устанавливается по СНиП 3.02.01-87 (табл. 13). Замер уклонов надводной поверхности выполняется согласно указаниям п.5.29, а под водой - замером глубины воды в прудке по створу реек. Отметка поверхности грунта получается как разность между отметкой уровня воды прудка и глубиной воды.

5.44. Геотехническая служба должна обеспечивать контроль за толщиной намытого за сутки грунта (интенсивность намыва). При намыве сооружений из пылеватых и глинистых грунтов или сооружений, возводимых на водоупорном основании, превышение проектной суточной интенсивности намыва должно согласовываться с проектной организацией. В особых случаях (когда это предусмотрено проектом и Техническими условиями) контролируется плотность и влажность намывных слоев грунта в зависимости от продолжительности перерывов в намыве.

Сущность метода заключается в том, что при откачке подземных вод различными методами (водопонизительные скважины, иглофильтры, открытый водоотлив) поверхность воды в грунте приобретает воронкообразную форму, понижаясь при этом к месту откачки.

5.46. Задачей строительного водопонижения является создание и поддержание в течение строительного периода депрессионной воронки в водоносных грунтах, где устраиваются котлованы, а также снятие избыточного напора в подстилающих водоносных грунтах, отделенных от подошвы котлована водоупором.

5.47. Производство водопонизительных работ может влиять на изменение первоначальных свойств грунта. Откачка воды в грунте приводит к увеличению давления от собственной массы и к дополнительным осадкам территории. Особенно это относится к слабым грунтам, осадки которых могут вызвать недопустимые деформации сооружений, построенных в пределах зоны откачки воды.

Изменение свойств грунтов может быть также вызвано непосредственно бурением скважин, особенно если водопонижение необходимо выполнить на большую глубину в сильно водопроницаемых грунтах, когда требуется большое количество скважин, бурение которых оказывает влияние на свойства окружающего грунта.

5.48. Опасные нарушения грунтов могут возникнуть также при открытом водоотливе. К ним относятся вынос мелких частиц на откосах, а также вспучивание дна котлована вследствие гидродинамического взвешивания.

5.49. На строительное водопонижение должен быть составлен проект производства работ, отвечающий требованиям СНиП 3.01.01-85. В этот проект, наряду с другой технической документацией, должны быть включены следующие материалы, необходимые для службы контроля:

- строительный генеральный план системы строительного водопонижения, где нанесены контуры будущего подземного сооружения и геологические разрезы с указанием свойств грунтов;

- программа ведения гидрогеологических и геодезических наблюдений в период строительства.