Грунты для строительства сооружений насыпным способом

а) содержащих водорастворимые включения в виде солей хлоридных в количестве более 5% по массе или солей сульфатных и хлоридно-сульфатных в количестве более 10% по массе;

б) содержащих неполностью разложившиеся вещества (остатки растений) в количестве более 5% по массе или полностью разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном состоянии, в количестве более 8% по массе.

Примечания. 1. Указанные в пп.а) и б) грунты могут применяться только в исключительных случаях при наличии соответствующего обоснования в проекте.

2. Грунты, содержащие водорастворимые включения, допускается применять для создания тела плотины при наличии соответствующего обоснования и при условии проведения инженерных мероприятий.

3. При возведении тела плотины: из суффозионных грунтов - следует предусматривать создание соответствующих противофильтрационных устройств, снижающих скорости фильтрации; из грунтов, склонных к морозному пучению - защитных слоев из песка (средней крупности, крупного и гравелистого), крупнообломочных грунтов и мелкого камня.

а) грунт достаточно водонепроницаемый (например, имеющий коэффициент фильтрации 10^-4  K  10^-2 см/с);

б) грунт легко приспосабливающийся к деформациям тела плотины (деформирующийся без образования "трещин" и зон разрыхления);

в) грунт достаточно прочный, т.е. характеризующийся большими углами внутреннего трения и удельной силой сцепления;

г) грунт удобообрабатываемый, т.е. легко уплотняемый (с небольшой затратой работы грунтоуплотняющих механизмов).

Указанным требованиям удовлетворяют супесчаные и суглинистые грунты, а также песок мелкий и средней крупности.

2.18. Для образования грунтовых противофильтрационных устройств (экранов, понуров, ядер, зубьев) должны применяться маловодопроницаемые грунты - преимущественно суглинистые (естественные или в виде искусственной смеси) с коэффициентом фильтрации не выше 10^-4 см/с.

При выборе этих грунтов надлежит руководствоваться соответствующими указаниями, приведенными в пп.2.16 и 2.17, а также дополнительно учитывать следующее:

1) для устройства ядра и экрана может быть также использована после соответствующей подготовки глина твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции;

2) глины, обладающие относительно небольшим сопротивлением сдвигу, допустимо применять для устройства центрального ядра и понура; для устройства экрана такие грунты не рекомендуются;

3) как правило, наиболее пригодными грунтами для образования противофильтрационных устройств следует считать глинистые грунты, имеющие естественную влажность, равную или большую влажности на границе раскатывания, но меньшую, чем на границе текучести;

4) менее благоприятными следует считать грунты, содержащие большое количество минералов монтмориллонита;

5) для экранов и понуров плотины III-IV классов капитальности высотой до 20 м допустимо использование торфа, имеющего степень разложения не менее 50%;

6) при соответствующем технико-экономическом обосновании для образования противофильтрационных устройств может использоваться искусственная грунтовая смесь, содержащая глинистые частицы, песчаный и крупнообломочный грунт (различной крупности). О проектировании и подборе грунтовых смесей см. приложение 5.

Примечание. При изготовлении указанной смеси надлежит стремиться к тому, чтобы пористость ее была возможно меньшей. Состав этой смеси должен определяться в проекте на основе соответствующих исследований и проверки на опытной насыпи.
2.19. Для образования дренажей и покрытия откосов могут применяться крупный и гравелистый песок, а также крупнообломочные грунты (получаемые иногда дроблением камня) и камень. Этот материал не должен содержать водорастворимых включений. При возведении плотин I и II классов капитальности камень должен иметь требуемую прочность. Используемые крупнообломочные грунты и камень должны обладать морозостойкостью и не размокать в воде.

2.20. Для удобства грунтовых обратных фильтров должны применяться несвязные грунты (песчаные и крупнообломочные) естественные или искусственные, приготовленные путем отсева или обогащения имеющихся грунтов; также могут использоваться щебенистые отходы каменнодробильных заводов, гранулированные металлургические шлаки и т.п. При отсутствии на месте материала надлежащего гранулометрического состава, он может изготовляться путем дробления камня. Материал обратного фильтра должен удовлетворять соответствующим условиям пп.2.16 и 2.19.

2.22. Грунты, предназначенные для возведения противофильтрационных устройств в виде экранов, ядер и понуров, должны удовлетворять в первую очередь требованиям водонепроницаемости. В основном это грунты с большим содержанием глинистых частиц.

2.23. Состав грунтов, предназначенных для возведения сооружения, должен устанавливаться проектом. Характеристики грунтов , , c, K и др., а также количество органических примесей и водорастворимых солей во всех типах сооружений должны удовлетворять СНиП 2.06.05-84 и пп.2.16, 2.17 настоящего Руководства.

2.24. Лабораторные исследования физико-механических характеристик грунтов должны проводиться в объеме и по методике, установленным в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами, а также Техническими условиями, составленными применительно к строящемуся сооружению. Перечень действующих нормативных документов приведен в конце Руководства.

2.25. Для возведения сооружений способом отсыпки грунтов в воду пригодны грунты любой степени комковатости: от однородного по зерновому составу порошкообразного состояния до крупных комьев, трудно поддающихся механическому раздроблению. При механизированной разработке плотных глин, медленно размокаемых в воде, следует обеспечивать наличие 20-30% мелочи с крупностью комьев не более 10 см, которая при отсыпке в воду будет размокать и служить материалом для омоноличивания больших комьев, т.е. превращения в монолит всей массы отсыпаемого грунта.

2.26. При определении пригодности грунтов по гранулометрическому составу и другим физико-механическим характеристикам рекомендуется пользоваться данными табл. 13, составленной по материалам исследований грунтов в некоторых сооружениях, построенных способом отсыпки грунтов в воду.

Окончательно вопрос отработки технологии отсыпки грунта в воду должен решаться на основе проведения опытных работ в производственных условиях и, как правило, в профильных объемах сооружения.

Таблица 13

При предварительной оценке гранулометрического состава карьерного грунта для установления его пригодности при образовании намывной плотины того или другого типа следует пользоваться графиком, представленным на рис. 2, поле которого разделено граничными кривыми на пять зон. Если осредненная кривая гранулометрического состава карьерного грунта (или смешанного грунта, полученного из различных карьеров) расположена в зоне I графика, то из данного грунта может быть возведена однородная песчаная плотина. Если указанная кривая располагается в зоне III, то этот грунт может быть использован для намыва однородной супесчаной или суглинистой (лессовой) плотины. В случае, когда осредненная кривая гранулометрического состава располагается в зоне II, может возводиться неоднородная гравийно-песчаная ядерная плотина. Глинистые грунты зоны IV и галечниковые грунты зоны V могут быть использованы при намыве сооружения: для укладки в ядерную зону и боковые призмы. Использование этих грунтов должно быть специально обосновано.

При содержании в грунте свыше 0,5% по объему негабаритных для грунтовых насосов включений (валуны, камни, топляки) запрещается применять землесосные снаряды и установки с грунтовыми насосами без устройств для предварительного отбора таких включений. Негабаритными следует считать включения со средним поперечным размером свыше 0,8 минимального проходного сечения насоса.

Разработка средствами гидромеханизации в карьерах глин и их обезвоживание в теле плотины связано со значительными трудностями, поэтому возможность использования этих грунтов должна быть соответствующим образом обоснована в проекте.

Содержание в ядерной зоне глинистых частиц размером d  0,005 мм допускается не более 20% из условия медленной консолидации такого грунта, более высокое содержание глинистых частиц следует допускать при специальном обосновании.

При намыве песчаных однородных плотин происходит сброс (вместе с осветленной водой, удаляемой за пределы тела плотины) мелких частиц грунта, крупностью преимущественно до 0,01 мм и частично размером 0,01-0,1 мм, что обуславливается технологически неизбежными особенностями производства работ.

Для намывных плотин I и II классов капитальности необходимо проведение опытного намыва с целью уточнения технологии намыва и оценки ее влияния на формирование свойств грунтов в теле сооружения; установления контрольных значений показателей качества укладки грунтов; оптимальных сроков контроля и изучения процессов изменения свойств грунтов во времени.

2.28. При проектировании однородной плотины гранулометрический состав намытого грунта следует выбирать в соответствии с осредненным составом карьерного грунта, учитывая при этом сброс наиболее мелких фракций (п.2.27) за пределы тела плотины.

При проектировании неоднородной (ядерной) плотины гранулометрический состав отдельных ее частей необходимо устанавливать, учитывая фракционирование (раскладку фракций грунта в поперечном профиле плотины), имеющее место при намыве плотины. Фракционирование грунта необходимо определять расчетом или на основании практических данных (по аналогам). При выборе грунтов-аналогов необходимо руководствоваться не только крупностью грунтов, но и их неоднородностью, коэффициентом сбега, а также морфологическими особенностями (формой зерен и характером поверхности как каждой фракции, так и всей смеси).

Примечание. Если грунтовый противофильтрационный элемент каменно-земляной плотины образуется средствами гидромеханизации, то требования к грунту см. в п.п.2.27, 2.28.

2.31. Для плотин применяется рваный камень, получаемый путем взрывания горных пород, окатанный камень (валуны и булыжный камень), колотый и пиленый камень и щебень. При сухой кладке элементов плотин рекомендуется применение постелистого камня.

Примечания. 1. Колотый и пиленый камень применяются для облицовки.

2. Окатанный камень каменнонабросных плотин применяется только в случае отсутствия в районе строительства карьеров для получения рваного камня, так как окатанный камень имеет меньший угол трения и его применение может потребовать уширения плотины.

Содержание глины допускается не выше 3,5% в цементирующей части известняков и других осадочных пород и не выше 5% в открытых порах и кавернах. Содержание в камне сернокислых и сернистых соединений в пересчете на SO₃ допускается не более 1% по массе.

2.33. В горной массе, получаемой путем взрывания горных пород, не допускаются:

- примеси комков глины, суглинков, почвенного слоя и растительных остатков в количестве более 5%;

- примеси гипса и других водорастворимых минералов и пород;

- примеси слабых и выветрелых пород, имеющих величины показателей физико-механических характеристик ниже предусмотренных проектом, в количестве более 10%;

- тонкоплиточные разновидности камня (гранито-гнейсы, песчаники и др.) в объеме более 15%.

2.34. Каменные материалы, получаемые от взрывания горных пород, допускается применять без сортировки при наличии не менее 50% от общего объема кусков камня размерами от 200 мм и выше и при отсутствии в проекте специальных требований к размеру камней. Лучшим камнем для наброски следует считать рваный камень при значениях коэффициента разнозернистости >25.

2.35. Применяемые для грунтовых сооружений каменные материалы разделяются:

- по плотности в сухом состоянии: на тяжелые с плотностью свыше 1,8 т/м³, средние с плотностью 1,5-1,8 т/м³ и легкие с плотностью 1,0-1,5 т/м³;

- по прочности при сжатии: на низкопрочные (слабые) с пределом прочности при сжатии 2,5-10 МПа, средней прочности с пределом прочности при сжатии 15-40 МПа и высокопрочные (прочные) с пределом прочности 50 МПа и выше.

2.36. Для грунтовых сооружений применяются камни, марки которых по морозостойкости составляют 25, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 500, а плотность и показатели прочности, водостойкости и поглощения соответствуют указанным в табл. 14.

Наименование горных пород	Марка камня по прочности на одноосное сжатие	Предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, МПа	Плотность, т/м3	Коэффициент размягчения	Водопоглощения, в % по массе
Камни средней прочности
Известняки и песчаники	150	10	1,8		6 % для известняков и доломитов, 2 % для песчаники
	200	13	1,9
	300	20	2,1
	400	28	2,1
Камни высокопрочные (прочные)
Известняки, доломиты, песчаники	500	35	2,2		6 % для известняков и доломитов, 2 % для песчаники
	600	45	2,3
	800	60	2,4
	1000	75	2,5
Гранит, диорит, габбро	1000 и выше	100 и выше	2,5 и выше	0,90
Базальт	500	50	2,3 и выше	0,90
	600	60
	800	80
	1000 и выше	100 и выше
Диабаз	1000 и выше	100 и выше	2,9 и выше	0,90

Примечания. 1. Марки камня устанавливаются по результатам испытаний на сжатие кубиков размером 50х50х50 мм.

2. Отклонения по величине физико-механических характеристик в пределах не более 20% допускаются только для 30% общего количества камня.
2.37. Для камней, применяемых в строительстве грунтовых сооружений, подлежат определению следующие характеристики: предел прочности на одноосное сжатие, коэффициент размягчения, степень морозостойкости и в необходимых случаях растворимость. Характеристики камня определяются в соответствии с требованиями действующих стандартов.

2.38. Требования по прочности, морозостойкости и другим характеристикам в зависимости от назначения камня и условий эксплуатации сооружений приводятся в таблицах 15 и 16.

Таблица 16

Примечание. Требования по морозостойкости предъявляются в зависимости от климатических условий и места укладки камня в сооружении и устанавливаются проектом.

2.40. Камень, образующий наброску высокими ярусами, должен удовлетворять требованиям, указанным в пп.2.30-2.38. Для наброски тонкими слоями может быть использован любой камень, если это обосновано проектом. Дополнительно необходимо соблюдать следующие условия:

а) при наброске камня тонкими слоями крупность камня не должна быть более 0,5-0,6 толщины набрасываемого слоя;

б) желательно, чтобы форма камня приближалась к кубу, шару и т.п.;

в) у откосов плотины (выполняемых наброской) рекомендуется располагать наиболее крупные камни; это условие особенно важно для сейсмических районов строительства;

г) гранулометрический состав выполненной наброски должен быть по плотности таким, который обеспечивал бы необходимую начальную плотность наброски в допускаемых проектом пределах с учетом возможностей сегрегации материала наброски в процессе отсыпки.

Примечания. 1. Следует учитывать, что плотность каменной наброски получается тем больше, чем больше ее разнозернистость. Как правило, достаточная плотность наброски может иметь место при

K_60,10 = (d₆₀ / d₁₀) > (7  10).

2. При возведении каменнонабросных частей плотины высокими ярусами особенно необходимо учитывать влияние сегрегации камней на гранулометрический состав наброски.

2.42. Для камня, предназначенного к укладке в плотину ниже поверхности воды или подверженного переменному ее воздействию, коэффициент размягчения должен быть не ниже 0,9 для изверженных метаморфических пород и 0,8 для осадочных.

2.43. Для выравнивающей подэкрановой кладки каменно-набросных плотин, как правило, следует предусматривать использование крупного постелистого камня. В этих же целях может быть предусмотрено устройство выравнивающего слоя из тщательно уложенного мелкого камня или крупнообломочного грунта.