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El tipo de presa se selecciona sobre la base de una comparación técnica y económica de las opciones de diseño para la estructura en su conjunto, teniendo en cuenta el propósito de la presa, las condiciones ingeniería-geológicas, climáticas y otras.
Por apariencia material de construcción Las presas se construyen a partir de
· hormigón y hormigón armado,
· madera,
· suelos.
Represas, siendo construido de suelos, se llaman tierra. El uso generalizado de represas de tierra se explica por lo siguiente: ventajas: el material para la construcción de represas es local, el costo de extracción del material es mínimo, se puede utilizar en la mayoría áreas geográficas; el suelo colocado en el cuerpo de la presa no pierde sus propiedades con el tiempo. Las presas de tierra se pueden construir a casi cualquier altura; todos los procesos durante su construcción están altamente mecanizados.
Además de las ventajas, las represas de tierra tienen defectos: posibilidades limitadas para liberar caudales máximos a través de la cresta de la presa; la presencia de un flujo de filtración en el cuerpo de la presa, que potencialmente crea condiciones para deformaciones de la filtración; la posibilidad de grandes pérdidas de agua por filtración si el cuerpo de la presa está formado por suelos con mayor permeabilidad al agua; la dificultad de colocar el terraplén durante importantes y prolongados temperaturas bajo cero; asentamiento desigual a lo largo del perfil transversal de la presa; restricciones al uso de ciertos tipos de suelos para el cuerpo de la presa y sus cimientos.
En función del diseño del cuerpo y de los dispositivos antifiltración, se distinguen los siguientes tipos de presas de tierra:
de suelo homogéneo y heterogéneo,
· con una pantalla hecha de material molido y no molido,
con un núcleo hecho de material del suelo,
· con diafragma de material no cebador.
Según las medidas antifiltración en la base, se distinguen estructuras densas:
con diente, cerradura, diafragma, con pared machihembrada, con combinación de pared machihembrada y diente, con cortina de inyección (llevada a punto impermeable o colgante), con inclinarse.
Las presas de suelo se clasifican según su altura:
· baja – con una presión de hasta 15 m;
altura media – con una presión de 15 a 50 m,
· alto – con una presión de más de 50 m.
Para la mayor parte del perfil de la presa se utilizan todo tipo de suelos, a excepción de: aquellos que contienen inclusiones solubles en agua de cloruros o sales de sulfato-cloruro en una cantidad superior al 5% o sales de sulfato superiores al 2%. de la masa; que contiene sustancias orgánicas incompletamente descompuestas en estado amorfo en una cantidad superior al 8% de la masa.
los mejores suelos para una presa de tierra homogénea se consideran margas y margas arenosas. Los suelos arenosos y arenosos y de grava son bastante adecuados, sin embargo, debido a su permeabilidad al agua, es necesario prever dispositivos antifiltración. Para los elementos antifiltración de la presa se utilizan suelos cohesivos, plásticos y de baja permeabilidad: arcillas, margas y turbas con un grado de descomposición mínimo del 50%.
Los suelos limosos, así como los que se mueven fácilmente cuando están saturados de agua, no son adecuados para la colocación en el cuerpo de la presa. Una cualidad importante del suelo para el cuerpo de una presa es su fácil compactación durante el laminado. La elección del suelo para el cuerpo de la presa se justifica mediante cálculos técnicos y económicos.
Si en la zona de construcción hay una cantidad suficiente de suelo relativamente impermeable (marga, loess), se construye una presa con un suelo homogéneo. Las ventajas de las presas homogéneas son la simplicidad y rapidez de construcción, la posibilidad de utilizar una mecanización compleja, lo que reduce significativamente el coste de la obra en comparación con otros tipos de presas de tierra.
Si no hay una cantidad suficiente de suelo poco permeable, la presa se puede construir con suelo arenoso, franco arenoso u otros materiales permeables disponibles localmente. En este caso, se producirá una fuerte filtración de agua a través del cuerpo de la presa. Para prevenir este fenómeno, se utilizan dispositivos antifiltración en forma de núcleo, pantalla o diafragma. En nuestro trabajo, proporcionamos un dispositivo kernel para evitar procesos de filtración.
El núcleo plástico está hecho de arcilla o marga pesada y se coloca verticalmente debajo de la cresta de la presa, preferiblemente más cerca de la pendiente aguas arriba, para reducir el volumen de suelo saturado de agua del prisma aguas arriba que mira hacia aguas arriba, y hacer que el parte aguas abajo de la presa, es decir, ubicada desde el lado aguas abajo.
Se aplican los mismos requisitos a los suelos de cimentación que a los suelos del cuerpo de la presa. Se suelen eliminar los suelos de la base del cuerpo de la presa con sistema radicular no descompuesto y suelos humedecidos, así como aquellos con pasos para la excavación de animales.
Según el método de realización del trabajo, las presas de tierra se dividen en presas:
· con relleno seco mediante el método pionero y mecánico compactación del suelo,
· con suelo vertido en agua, aluvial,
· construido mediante explosiones dirigidas.
El método a granel se considera el más accesible y económico. Con este método, el suelo extraído de la cantera se nivela en una capa de 20 a 25 cm de espesor en estado suelto. El suelo se compacta con rodillos autopropulsados o arrastrados, lisos o de púas, a veces con tractores de orugas o raspadores autopropulsados. También se utilizan camiones neumáticos de gran potencia (que pesan hasta 26 toneladas), que compactan capas de suelo de hasta 60 cm de espesor, y rodillos vibratorios, que compactan capas de suelo de hasta 0,8-1,0 m. El grado de compactación del suelo se controla en el laboratorio y. utilizando densímetros. Para lograr el grado requerido de compactación del suelo, en ocasiones es necesario mojarlo con agua, ya que la mejor compactación del suelo se produce cuando humedad optima. Esto último depende de la naturaleza del suelo y del peso de la pista. Para los rodillos más pesados, la humedad óptima disminuye y para los más ligeros aumenta. La humedad del suelo se determina experimentalmente en condiciones de laboratorio y de campo. Después de compactar la capa, se raspa su superficie para una mejor adherencia a la siguiente capa.
Si en la base de la presa hay suelo poco permeable (arcilloso o franco) con un espesor de al menos 2 m, antes de colocar el cuerpo de la presa, solo se retira la capa vegetal a una profundidad de 30 cm desde la superficie.
Cuando la capa poco permeable se ubica a no más de 4 m de profundidad, además de retirar la capa vegetal, se instala una esclusa en la base de la presa. Cuando el acuículo se encuentra a una profundidad de 4 a 6 m, se construye una esclusa de 2 a 3 m de profundidad y se introduce una hilera de tablestacas en su fondo, cortando toda la capa permeable al agua y penetrando 1 m en el acuífero. La hilera de tablestacas se construye a partir de vigas o tablas gruesas y parte superior entra en la cerradura por 0,5 m.
La interfaz del cuerpo de la presa con los taludes debe realizarse en forma de planos inclinados con salientes cortos para facilitar el trabajo. No se permite el tratamiento de pendientes con repisas verticales, ya que debido a cambios bruscos en la altura del terraplén, se forman peligrosas grietas transversales a lo largo de las repisas. Su presencia contribuirá a una mayor filtración de agua y a la destrucción de la presa.
Estamos diseñando una presa de tierra hecha de arena, que se construirá rellenándola según el método pionero. Para reducir la filtración, dispondremos un núcleo y una cerradura.
5.14. Los suelos tipo loess, arena-grava-guijarros y morrenas se pueden colocar en capas con compactación. por medios mecánicos(laminación, compactación, etc.), así como llenándolos con agua capa por capa, en estanques especialmente construidos durante la construcción de una estructura y en embalses naturales, sin construir dinteles ni organizar el drenaje. En este caso, la preparación del fondo de un embalse natural está determinada por el plan de trabajo y los requisitos de SNiP 2.06.05-84. Se permite llenar con tierra un depósito natural sin instalar puentes solo en ausencia de velocidades capaces de erosionar y arrastrar pequeñas fracciones de suelo.
La construcción de estructuras mediante el vertido de tierra al agua en estanques artificiales debe realizarse utilizando mapas separados, cuyos tamaños y volúmenes están determinados por la productividad del equipo y la intensidad establecida del vertido del suelo. Los límites de los mapas de la capa colocada, fijados por las presas de terraplén, deben desplazarse con respecto a los límites de la capa previamente colocada en una distancia determinada por el espesor de las capas que se están llenando. Debe tener al menos el doble del ancho de los diques de terraplén.
El espesor de las capas al verter tierra al agua lo establece el proyecto o las especificaciones técnicas dependiendo de la naturaleza del suelo, la intensidad de su vertido y la capacidad de carga. vehículos de transporte, tipo y tamaño de la estructura.
Al asignar la altura de la capa de relleno en función de la composición granulométrica del suelo, se recomienda utilizar el gráfico (Fig.3), construido de acuerdo con los datos de la Tabla 13.
Arroz. 3. Curvas de composiciones granulométricas de suelos utilizados durante la construcción. varios tipos estructuras
Curvas I-II limitar el área de suelos recomendados para la colocación en depresiones, pantallas y núcleos en capas de no más de 2 m; curvas II-III limitar el área de suelos recomendados para la colocación de pantallas, núcleos y presas homogéneas en capas de 2-4 m;
1 - presa de tierra Niva HPP-1; 2 - presa de tierra de la central hidroeléctrica de Knyazhegubskaya; 3 - presa Verkhne-Tulomskaya; 4 - Presa de Vilyui; 5 - núcleo de la presa de la central hidroeléctrica de Irkutsk; 6 - abatido y la pantalla de la presa Iriklinskaya; 7 - núcleo de la presa Serebryanskaya HPP-1; 8 - presa Khantayskaya;
9
- la presa derribada de la central hidroeléctrica de Volgogrado; 10
- presa de tierra de la central hidroeléctrica de Khishrau; 11
- ataguía de la presa de Nurek; 12
- presa de tierra Bolgar-Chay; 13
- pantalla de salto y sitio experimental de la presa de Cheboksary; 14
- pantalla de la presa de la central hidroeléctrica de Perepadnaya.
Los valores aproximados para la altura de la capa de relleno son los siguientes: al construir estructuras a partir de suelos arenosos y de grava, la altura de la capa de relleno debe tomarse de 4 a 10 m, para arena y franco arenoso, hasta 4 m Al construir estructuras de marga, la altura de la capa de relleno no debe exceder los 2 m, para arcilla, no más de 1 m.
La idoneidad de un tipo particular de suelo para verterlo al agua la determina el proyecto. El llenado de tierra con agua debe realizarse de acuerdo con normas especiales. especificaciones técnicas(ver "Guía para la construcción de estructuras de suelo vertiendo tierra al agua", P 22-74/VNIIG, 1975).
5.15. Un representante del laboratorio de suelos (puesto de control de campo) debe estar presente en el lugar donde se vierte el suelo en los mapas. Supervisa la calidad del suelo entregado, la uniformidad del relleno del suelo a lo largo del frente del mapa construido y el movimiento correcto de los vehículos a lo largo del suelo colocado.
5.16. La preparación de la base de la estructura, la instalación de puntos de referencia, el mapeo, el llenado de la presa del terraplén, el llenado de estanques con agua y otros trabajos preparatorios son verificados por una comisión con la participación de representantes de las organizaciones de diseño y construcción y del servicio de control geotécnico y, tan pronto como estén listos, se aceptan según el certificado de aceptación.
5.17. Al verterlo en agua, es necesario garantizar una colocación uniforme del suelo a lo largo del frente del mapa construido, mientras se logra una saturación constante de agua del suelo colocado. Es necesario establecer la intensidad del relleno del suelo en agua, lo que elimina la posibilidad de que se humedezcan excesivamente, se empapen libremente y se hinchen, asegura la humedad especificada del suelo y suficiente densidad alta al finalizar el proceso de compactación del suelo en la estructura.
El llenado debe realizarse de forma continua hasta que el mapa esté completamente lleno de tierra. En caso de pausa forzada con parada del trabajo de 4 horas o más, se deberá retirar el agua del estanque.
Al final del llenado del suelo, se forma una cierta cantidad de suelo licuado en cada mapa, por lo tanto, antes de completar el llenado del mapa, se debe reducir drásticamente el nivel del estanque descargando tierra de los últimos 15 a 20 camiones volquete en el suelo licuado.
Se debe prestar especial atención a: mantener el espesor de diseño de la capa de relleno, compactación inicial uniforme del suelo mediante vehículos en movimiento, mantener la profundidad de agua especificada en el estanque y la saturación de agua del suelo que se está colocando.
5.18. Para la construcción de estructuras vertiendo tierra en agua, son adecuados suelos de cualquier grado de grumos, desde homogéneos en estado de polvo hasta grandes grumos que son difíciles de triturar mecánicamente. En la extracción mecanizada de arcillas densas que se sumergen lentamente en agua, se debe controlar la presencia de al menos un 20-30% del suelo con terrones de no más de 10 cm, que se remojarán en agua y servirán como material para monolitizar terrones más grandes.
La saturación de agua inicial del suelo durante el proceso de llenado se controla determinando el grado de humedad, que no debe ser superior a 0,75-0,85. Para determinarlo se determina a partir de las muestras tomadas la densidad del suelo, la humedad y la densidad del suelo seco.
5.19. El grado de humedad está determinado por muestras de suelo colocadas en cada capa. Se deben tomar muestras a lo largo de toda la altura de la capa colocada y al menos tres muestras a lo largo de la profundidad de la fosa.
5.20. Nivel de humedad S r El suelo se determina mediante cálculo utilizando la fórmula:
S r = (W. · d · s) / [( s - d) W. ], (11)
Dónde W.- humedad; d- densidad del suelo seco (densidad seca); s- densidad de las partículas del suelo vertido.
5.21. Si la densidad del suelo seco es 85% o más de la densidad del suelo seco de diseño, entonces la compactación inicial de las depresiones debe considerarse satisfactoria. Para presas de hasta 25 m de altura de suelo homogéneo o con pantallas y núcleos, la compactación inicial del suelo debe ser de al menos el 90% de la densidad de diseño de suelo seco, y para presas altas la densidad inicial del suelo debe determinarse experimentalmente. , y se deben aumentar los requisitos para la densidad inicial del suelo .
5.22. Si la densidad del suelo seco del mapa construido no es satisfactoria, se debe realizar una compactación adicional del suelo con camiones volquete cargados. En tales casos, el espesor de la capa de relleno debe reducirse para mapas posteriores para que la compactación inicial cumpla con los requisitos especificados. El cambio del espesor de la capa de relleno debe realizarse de común acuerdo con un representante de la organización de diseño.
5.23. Para tomar muestras de suelo, se perforan fosas o perforaciones en el cuerpo del terraplén. Uno de los indicadores indirectos de un relleno de suelo de alta calidad es la estabilidad de las paredes verticales y la solidez del suelo en toda la profundidad del pozo.
La evaluación de la calidad de la colocación del suelo en una estructura se realiza sobre la base de pruebas de laboratorio de muestras tomadas en fosas con anillos cortantes o en perforaciones con un muestreador.
Al construir estructuras a partir de suelos con mezclas de guijarros y cantos rodados, el muestreo se realiza mediante el método del "agujero".
Al construir estructuras utilizando el método de vertido de tierra al agua, se debe tener en cuenta que la densidad final del suelo en el cuerpo de la estructura se logra con el tiempo como resultado de la influencia del propio peso de la estructura y las condiciones físicas y Los procesos químicos que ocurren en el suelo se vierten en agua. Por lo tanto, el control de calidad del trabajo debe realizarse no solo durante el proceso de relleno del suelo, sino también 15 y 30 días después de la construcción del mapa.
5.24. Las muestras de suelo tomadas 15 y 30 días después del llenado se analizan en un laboratorio de suelos: se determinan la humedad, la densidad del suelo, la densidad del suelo seco, el coeficiente de porosidad y el grado de humedad.
En este caso, la densidad del suelo seco, igual en promedio a los valores de la densidad de diseño del suelo seco especificada en la cláusula 5.21, debe considerarse suficiente para una evaluación satisfactoria de la calidad del trabajo.
5.25. Para una evaluación satisfactoria de la calidad de construcción de una estructura indicadores cuantitativos debe ser en promedio al menos el 95% de los indicadores correspondientes establecidos por el proyecto.
Al recibir indicadores que satisfagan consistentemente los requisitos de este párrafo, se podrá suspender el muestreo y la investigación después de 15 y 30 días.
Si después de 30 días no se logra la densidad especificada en la cláusula 5.21, la organización de diseño y el cliente deben tomar la decisión sobre investigaciones adicionales y la posibilidad de cambiar las condiciones técnicas en términos de asignar un valor de control para la densidad del suelo seco. .
El sellado de las fosas debe realizarse con tierra humedecida en capas de 30 a 40 cm con compactación hasta la densidad de diseño.
Todas las deficiencias identificadas, recomendaciones para su eliminación, cambios acordados en la tecnología de trabajo, registros de aceptación de mapas terminados y otras instrucciones del servicio de control geotécnico deben ingresarse en el registro de control de campo.
Estructuras aluviales
5.26. El Servicio de Geotecnia ejerce el control sobre la tecnología de recuperación en términos de:
a) la correcta instalación de las tuberías de distribución de lodos y suministro de lodos al mapa aluvial de acuerdo con el proyecto;
b) distribución de pulpa sobre la superficie del mapa de aluvión;
c) dispositivos de terraplén de acuerdo con el proyecto y conectando secciones adyacentes de mapas;
d) cumplimiento de la intensidad aluvial adoptada en el proyecto (la tasa a la que el suelo lavado crece en altura por día) y el espesor de la capa de suelo lavado;
e) prevenir la formación de cárcavas en suelos lavados o zonas estancadas, donde es posible la deposición de fracciones finas dentro de las zonas laterales;
f) el estado de los taludes de la estructura y su formación según el diseño;
g) cumplimiento del régimen de operación de las estructuras de descarga de agua y clarificación de aguas residuales, así como evitar la descarga de aguas residuales con mayor turbidez en comparación con el proyecto a embalses;
h) cumplimiento del ancho del estanque adoptado en el diseño y condiciones técnicas en diversas marcas aluviales;
i) cumplimiento de los requisitos del proyecto y SNiP 3.01.04-87 para la recuperación de estructuras durante el trabajo.
Las observaciones de la estructura aluvial son realizadas por el servicio geotécnico hasta la finalización de su construcción. Si la estructura no se pone en funcionamiento inmediatamente después, el departamento de construcción geotécnica o el laboratorio geotécnico central asume la supervisión hasta la puesta en funcionamiento de la estructura. El personal que opera la planta de agua lleva a cabo observaciones adicionales.
5.27. Al construir un terraplén, se verifican su altura, las dimensiones de la sección transversal y su ubicación en el plano de acuerdo con la ubicación especificada por el diseño. Antes de iniciar la recuperación de la estructura, es imperativo verificar el exceso de la elevación más baja de la cresta del terraplén sobre la parte superior de las aberturas de toma de agua de las estructuras de descarga y el cumplimiento de este valor con el aceptado en el proyecto o establecido. mediante cálculos.
Al construir un terraplén con una excavadora dentro de un banco, es necesario prestar atención a evitar la creación de depresiones en la superficie del banco cerca del terraplén, donde, como resultado del estancamiento, se pueden depositar pequeñas fracciones y puede haber También puede haber aluviones de rodillos (crestas) entre las penetraciones de las excavadoras, que impiden la correcta distribución de la pulpa a lo largo de las superficies del aluvión y provocan una disminución de la densidad del suelo aluvial.
Al construir un terraplén con una excavadora a partir de tierra lavada más allá del contorno de diseño de la pendiente con afuera estructuras, es necesario controlar el tamaño del desbordamiento en relación con el contorno de diseño de la pendiente.
Nota. Todo el trabajo geodésico actual durante la recuperación de estructuras y el control geotécnico lo lleva a cabo la organización que realiza la recuperación.
5.28. La correcta distribución de la pulpa a lo largo del mapa de aluvión se registra visualmente. Cuando se construyen presas con núcleo, los flujos de pulpa desde el punto de descarga de la tubería de lodo hasta el borde del estanque deben tener una dirección normal al eje de la presa. El control de la posición de las líneas de distribución de lodos se puede realizar mediante listones que establecen una disposición en línea recta de las tuberías. Para controlar el espesor de la capa de aluvión según el proyecto durante el proceso de suministro de pulpa, se recomienda colocar estacas en forma de T cada 50-100 m a lo largo del lugar de tendido de la tubería de distribución de lodo, cuya barra corresponde a la altura. de la capa a lavar.
5.29. El control sobre la intensidad del aluvión, el espesor de las capas de suelo realmente aluviales y la pendiente del talud aluvial de las zonas laterales se realiza según las lecturas de las lamas. La intensidad se determina dividiendo el espesor medio de la capa lavada durante un período determinado por la duración del período en días u horas.
La pendiente del talud aluvial se establece mediante lamas ubicadas del mismo diámetro y está determinada por la fórmula:
i = [( 1 - 2) / yo r] 100, (12)
Dónde i- pendiente, %; 1 - elevación absoluta o condicional de la superficie del suelo a lo largo del primer pentagrama, m; 2 - lo mismo, a lo largo del segundo carril, m; yo r- distancia entre lamas, m.
El control operativo sobre el estado de los taludes y el dispositivo de terraplén se realiza visualmente mediante señales especiales fijas (hitos), que se instalan cada 50-100 my se incrementan a medida que avanza la recuperación.
Se realiza una verificación de control de la magnitud de las pendientes durante el proceso de recuperación de la estructura en base a los resultados de las mediciones geodésicas mensuales.
5.30. Al recuperar estructuras con una zona nuclear, el tamaño del estanque y su posición en el mapa dentro de los límites dados deben monitorearse en cada turno usando listones colocados en cada diámetro, o usando hitos especiales que fijan el contorno de diseño del estanque en un determinado marca de recuperación. Su instalación se realiza periódicamente a medida que avanza la recuperación, cada 2-3 m de altura. En el registro de recuperación se hace una entrada sobre el estado del estanque. Si su tamaño o posición no corresponde a los especificados, se notifica inmediatamente al personal que realiza la recuperación para que tome las medidas pertinentes.
5.31. El tamaño del estanque de sedimentación dentro de la zona central de una presa heterogénea determina la composición granulométrica del suelo que se deposita en el estanque y forma el núcleo de la presa. En algunos casos, por ejemplo, cuando se suministra suelo cuya composición no se corresponde con la de diseño, se puede cambiar el ancho del estanque in situ. Estos cambios están determinados por los requisitos para la formación de un núcleo con una determinada composición granulométrica del suelo y las condiciones para la descarga de fracciones finas, cuyo depósito en el núcleo no está permitido. La decisión de cambiar el ancho del estanque la toma el ingeniero jefe de construcción de acuerdo con las organizaciones que diseñan la presa y realizan las obras, por recomendación del jefe del servicio geotécnico.
5.32. En presas heterogéneas reclinadas con núcleo, los límites del estanque deben dibujarse periódicamente con la designación de los dispositivos de aliviadero existentes para drenar el agua clarificada, ya que el contorno de la zona del núcleo se determina a partir de estos croquis. Simultáneamente con el boceto, se debe registrar el nivel del agua en el estanque.
Nota. Cumplimiento de la ubicación del borde del agua adoptada en el proyecto. perfil transversal La presa es uno de los principales requisitos para la calidad de la estructura aluvial. Los aumentos de emergencia, incluso a corto plazo (menos de 2 horas), en el nivel del estanque provocan la inundación de la pendiente de aluvión dentro de las zonas intermedia y lateral y la formación de capas de fracciones limo-arcillosas debido a la deposición de estas fracciones de el agua del estanque de decantación. Las capas continuas de fracciones limo-arcillosas en el cuerpo de la zona lateral de suelo no cohesivo pueden, durante el funcionamiento de la presa, provocar la formación de agua sedimentada y filtraciones. filtrar agua en la pendiente inferior.
5.33. El control del estado de un estanque de flujo (tecnológico) durante la recuperación de presas homogéneas y otras estructuras de tierra también debe llevarse a cabo con el cuidado necesario, ya que la salida del estanque más allá de los límites especificados puede provocar la deposición de fracciones de suelo. que no cumplen con los requisitos de diseño en la superficie de las zonas laterales de la estructura, y el desplazamiento del estanque hacia el terraplén a menudo conduce a su avance y erosión de la pendiente de las estructuras.
5.34. Las mediciones de profundidad en el estanque durante la recuperación de la presa con núcleo se llevan a cabo una o dos veces al mes en secciones transversales de control, en el eje de la presa y en un cuarto del ancho del estanque. Las medidas se toman desde una balsa o barco mediante una marca con un disco de metal en el extremo con un diámetro de 15 cm.
5.35. Sistemáticamente, al menos cada dos o tres días, se debe verificar el estado de los pozos de drenaje y su acumulación, así como otros dispositivos de drenaje, sobre lo cual se hace una entrada correspondiente en el libro de registro para monitorear la calidad de los trabajos de recuperación.
5.36. Cuando aluvial en condiciones invernales El espesor de la capa congelada lavada con tierra fresca está sujeto a control. Es necesario controlar la eliminación oportuna del hielo de la superficie del aluvión (si se forma), el estado del terraplén y los dispositivos de descarga, el tamaño y la posición del estanque, así como controlar el cumplimiento de otros requisitos de el proyecto de trabajo en condiciones invernales.
En una tarea especial de una organización de diseño o manual técnico Durante la construcción, una vez finalizado el período invernal de trabajo y el deshielo de la capa superficial del suelo, el servicio geotécnico realiza la excavación de pozos para determinar el estado del suelo en la estructura.
5.37. En la construcción de presas aluviales se debe garantizar un seguimiento sistemático del estado de los taludes en relación con la posibilidad de que se filtre agua de filtración. En el cuerpo de la estructura que se lava se produce un flujo de filtración, formado por la pérdida de agua del suelo lavado, la infiltración desde el estanque de sedimentación y desde la pendiente del aluvión, que periódicamente se cubre con flujos de pulpa. En caso de alta intensidad de aluvión y capacidad de filtración insuficiente del suelo en las zonas laterales, puede producirse una filtración del flujo de filtración hacia las pendientes de la estructura, lo que puede provocar deslizamientos de tierra y desprendimientos del suelo.
5.38. Los trabajadores geotécnicos deben inspeccionar diariamente las pendientes de la estructura que se está recuperando y anotar todas las salidas de agua de filtración. Las salidas de agua de infiltración dispersas y que aparecen periódicamente en las laderas de la presa no suelen causar daños a la estructura, sin embargo, salidas intensas en forma de manantiales pueden provocar deslizamientos o desprendimientos, especialmente en suelos de grano fino. Las observaciones del rendimiento de las aguas de filtración deben vincularse al seguimiento del estado del estanque de decantación. Las marcas del límite superior de las salidas de agua de filtración se anotan en el diario de trabajo; deben registrarse simultáneamente con las marcas del nivel del estanque y sus dimensiones.
En casos amenazantes, el jefe del servicio geotécnico deberá exigir que la organización que produce el aluvión reduzca la intensidad del aluvión y, en casos extremos, detenga temporalmente los trabajos en la zona donde se produce la filtración del agua de filtración.
5.39. El servicio geotécnico debe monitorear el estado de los dispositivos de drenaje permanentes previstos en el diseño de la estructura y construidos antes de la recuperación o construidos simultáneamente con los trabajos de recuperación. No se permite la obstrucción o lavado de estos dispositivos durante la producción de aluvión. Todas las violaciones de los dispositivos de drenaje deben comunicarse inmediatamente a la atención de un representante de la organización que realiza la recuperación de la estructura y del ingeniero jefe de construcción para que este último pueda tomar las medidas necesarias para restaurar estos dispositivos.
5.40. Si aparecen signos que indiquen un asentamiento anormal de la base o cuerpo de la estructura (fisuras, deslizamientos de tierra en pendientes, hundimientos locales del suelo, aumentos bruscos en el asentamiento de los puntos de control, etc.), el servicio geotécnico deberá notificar inmediatamente a los responsables de la organización que lleva a cabo realizan la recuperación y el ingeniero jefe de construcción, exigen que se realicen mediciones geodésicas extraordinarias e involucran al servicio geológico en el examen de la estructura para tomar medidas para eliminar las deformaciones detectadas.
5.41. El servicio geotécnico deberá marcar todos los barrancos en los taludes exteriores de la presa, que surgen cuando se violan las reglas de trabajo, cuando, debido a la erosión del terraplén, se rompe el flujo de pulpa. pendiente exterior. En este caso se indica la composición y volumen del suelo con el que se sellan las cárcavas y se toman muestras para determinar la densidad de este suelo.
5.42. Si el diseño de la presa prevé la instalación de equipos de control y medición (puntos de referencia, piezómetros, etc.), el servicio geotécnico está obligado a controlar la instalación y el estado de estos equipos. En algunos casos, el servicio geotécnico puede encargarse de controlar el nivel del agua de filtración mediante piezómetros.
5.43. Las responsabilidades del servicio geotécnico incluyen determinar periódicamente la pendiente de la superficie del suelo recuperado por encima y por debajo del nivel del agua en el estanque de sedimentación; la frecuencia se establece de acuerdo con SNiP 3.02.01-87 (Tabla 13). La medición de las pendientes de la superficie de la superficie se lleva a cabo de acuerdo con las instrucciones del párrafo 5.29, y bajo el agua, midiendo la profundidad del agua en el estanque a lo largo de la alineación de las lamas. La elevación de la superficie del suelo se obtiene como la diferencia entre la elevación del nivel del agua del estanque y la profundidad del agua.
5.44. El servicio geotécnico debe garantizar el control del espesor del suelo arrastrado por día (la intensidad del aluvión). Al recuperar estructuras de polvo y suelos arcillosos o estructuras erigidas sobre cimientos resistentes al agua que excedan la tasa diaria de aluvión de diseño deben acordarse con la organización de diseño. En casos especiales (cuando así lo establezca el diseño y las Especificaciones Técnicas), la densidad y el contenido de humedad de las capas de suelo aluvial se controlan dependiendo de la duración de las roturas del aluvión.
Deshidratación de la construcción
5.45. La deshidratación de la construcción se utiliza durante los trabajos de excavación durante la construcción de cimientos, estructuras hidráulicas, instalación de obras subterráneas, comunicaciones y otros trabajos en suelos saturados de agua.
La esencia del método es que al bombear agua subterránea. varios metodos(pozos reductores de agua, filtros de pozo, drenaje abierto) la superficie del agua en el suelo adopta una forma de embudo y desciende hacia el lugar de bombeo.
5.46. La tarea del desagüe de la construcción es crear y mantener durante el período de construcción un embudo de depresión en los suelos acuíferos donde se construyen los pozos, así como aliviar el exceso de presión en los suelos acuíferos subyacentes, separados de la base del pozo por un acuífero.
5.47. La realización de obras de reducción de agua puede influir en cambios en las propiedades iniciales del suelo. Bombear agua desde el suelo provoca un aumento de la presión de su propia masa y una sedimentación adicional del territorio. Esto se aplica especialmente a suelos débiles, cuya precipitación puede provocar deformaciones inaceptables de las estructuras construidas dentro de la zona de bombeo de agua.
Los cambios en las propiedades del suelo también pueden ser causados directamente por la perforación de pozos, especialmente si la reducción de agua debe llevarse a cabo en mayor profundidad en suelos altamente permeables, cuando sea necesario gran número pozos, cuya perforación afecta las propiedades del suelo circundante.
5.48. También pueden producirse alteraciones peligrosas del suelo con drenaje abierto. Estos incluyen la eliminación de pequeñas partículas en las pendientes, así como el hinchamiento del fondo del pozo debido al pesaje hidrodinámico.
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3. CONSTRUCCIÓN DE EMBARQUES MEDIANTE EL MÉTODO DE PELLETAMIENTO DE SUELO EN AGUA
3.1. El método de verter tierra al agua se utiliza para la construcción de presas, diques, elementos antifiltración, estructuras de presión en forma de pantallas, núcleos, depresiones y rellenos en la unión de estructuras de tierra con estructuras de hormigón. Para la construcción de un terraplén vertiendo tierra en agua y preparando los cimientos y las interfaces con los bancos, la organización de diseño debe desarrollar especificaciones técnicas, incluidos los requisitos para organizar la supervisión geotécnica.
3.2. El llenado del suelo con agua debe realizarse según el método pionero, tanto en embalses artificiales formados por terraplenes como en embalses naturales. El relleno de suelo en embalses naturales sin la instalación de puentes está permitido sólo en ausencia de velocidades de corriente capaces de erosionar y arrastrar pequeñas fracciones de suelo.
3.3. El relleno del suelo debe realizarse en vertederos (estanques) separados, cuyas dimensiones están determinadas por el plan de trabajo. Los ejes de los mapas de la capa colocada, ubicados perpendiculares al eje de las estructuras, deben desplazarse con respecto a los ejes de la capa previamente colocada en una cantidad igual al ancho de la base de las presas de terraplén. El permiso para crear estanques para llenar la siguiente capa lo emite el laboratorio de construcción y la supervisión técnica del cliente.
3.4. Al verter terraplenes en embalses y estanques naturales con una profundidad desde la orilla del agua de hasta 4 m, el espesor preliminar de la capa debe asignarse en función de las propiedades físicas y mecánicas del suelo y de la disponibilidad de un suministro de suelo seco por encima del agua. horizonte para asegurar el paso de vehículos según Tabla. 2.
Tabla 2
Grosor del Spoy | Capacidad de transporte | Capa de suelo seco, cm, por encima del horizonte. agua en el estanque al llenar |
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llenar, metro | fondos, t | arenas y margas arenosas | margas | |
El espesor de la capa de relleno se ajusta durante la construcción de terraplenes.
A profundidades de más de 4 m de los embalses naturales desde la orilla del agua, la posibilidad de rellenar los suelos debe determinarse experimentalmente en condiciones de producción.
3.5. Los diques de terraplén dentro de la estructura que se está construyendo deben estar hechos de tierra colocada en la estructura. Las presas de terraplén longitudinales pueden servir como capas de transición o filtros con pantallas en pendiente interna de suelos impermeables o materiales artificiales.
La altura de los diques de terraplén debe ser igual al espesor de la capa de relleno.
3.6. Al verter tierra, el horizonte de agua en el estanque debe ser constante. El exceso de agua se drena a un mapa adyacente a través de tuberías o bandejas o se bombea al mapa suprayacente mediante bombas.
El llenado debe realizarse de forma continua hasta que el estanque esté completamente lleno de tierra.
En caso de interrupción forzosa del trabajo de más de 8 horas, se deberá retirar el agua del estanque.
3.7. La compactación del suelo arrojado se logra bajo la influencia de su propia masa y bajo la influencia dinámica de vehículos y mecanismos en movimiento. Durante el proceso de llenado es necesario asegurar movimiento uniforme transporte sobre toda el área del mapa que se está virtiendo.
3.8. Al transportar tierra con raspadores, no se permite arrojar la tierra directamente al agua. En este caso, el vertido de la tierra al agua debe realizarse con excavadoras.
3.9. En temperatura media diaria el aire hasta -5 °C, los trabajos de vertido de tierra en el agua se realizan según la tecnología de verano sin medidas especiales.
Cuando la temperatura del aire exterior es de -5 °C a -20 °C, el relleno del suelo debe realizarse de acuerdo con tecnología de invierno, tomando medidas adicionales para mantener temperaturas positivas del suelo. El agua del estanque debe suministrarse a una temperatura superior a 50 °C (con el correspondiente estudio de viabilidad).
3.10. Los tamaños de las tarjetas cuando se trabaja con tecnología invernal deben determinarse en función de las condiciones para evitar interrupciones en el trabajo; El relleno del suelo en el mapa debe completarse durante un ciclo continuo.
Antes de llenar las tarjetas con agua, se debe limpiar de nieve la superficie de la capa previamente colocada y descongelar la corteza superior de tierra congelada a una profundidad de al menos 3 cm.
3.11. Al verter tierra en el agua, debes controlar:
cumplimiento de los requisitos del proyecto y condiciones técnicas para la construcción de estructuras mediante vertido de tierra al agua;
cumplimiento del espesor de diseño de la capa de relleno;
compactación uniforme de la capa superficial del suelo mediante vehículos y mecanismos en movimiento;
cumplimiento de la profundidad de diseño del agua en el estanque;
Temperatura de la superficie de la base del mapa de relleno y del agua del estanque.
3.12. Para determinar las características de los suelos, se deben tomar muestras una por cada 500 m2 de área de la capa de relleno (bajo el agua) con un espesor de más de 1 m, desde una profundidad de al menos 1 m, con un espesor de capa de 1 m - desde una profundidad de 0,5 m (desde el horizonte del agua en el estanque).
| Contenido |
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Durante la construcción de sistemas de abastecimiento de agua y alcantarillado, se instalan terraplenes de nivelación en forma de presas y presas de tierra como parte de embalses reguladores y de reserva, depósitos de lodos, tomas de agua de ríos y otras estructuras. Todos los terraplenes niveladores, independientemente de su finalidad, se levantan a partir de suelos homogéneos con nivelación del suelo vertido en capas horizontales o ligeramente inclinadas y su posterior compactación.
Para rellenar el suelo, el tramo del terraplén se divide en mapas de igual área, en cada uno de los cuales se realizan secuencialmente las siguientes operaciones: descargar, nivelar, humedecer o secar y compactar el suelo (Fig. 4.27, a). La elección del tipo de máquina para la construcción de terraplenes depende de esquema general su construcción, es decir desde reservas laterales, excavaciones o canteras, así como desde la distancia del transporte del suelo.
Para rellenar terraplenes desde reservas laterales o excavaciones, se utilizan las siguientes máquinas: topadoras, con una altura de terraplén de hasta 1 m y un rango de movimiento de hasta 50 m, raspadores, con una altura de terraplén de hasta 1 ... 2 my un alcance de entrega de 50 ... 100 m; Excavadoras-dragalinas: para colocar tierra en terraplenes con una altura de 2,5 ... 3 m. En el caso de llenar el terraplén con reservas especiales (canteras), desde las cuales se mueve el suelo en dirección longitudinal, se utilizan los siguientes: para un rango de movimiento de hasta 100 m - topadoras potentes, de 100 a 300 m - traíllas autopropulsadas con una capacidad de 9 .. 15 m 3 y excavadoras (de un solo cucharón o de varios cucharones) con carga de tierra en vehículos. Los terraplenes construidos con tierra entregada por camiones volquete se dividen en tramos de 100 m; en uno de ellos se descarga el suelo y en el otro se nivela con topadoras y se compacta (Fig. 4.27, b). En este caso, el suelo descargado se nivela con una excavadora en todo el ancho del terraplén en capas de 0,3 ... 0,4 m de espesor. El espesor de las capas niveladas debe corresponder a las capacidades de las máquinas compactadoras de suelo. Al colocar tierra con raspadores, se nivela con una cuchilla raspadora durante el proceso de llenado.
Arroz. 4.27 – Esquemas tecnológicos para la instalación de terraplenes de nivelación
1 – camión volquete, 2 – topadora, 3 – dirección de movimiento de los camiones volquete, 4 – secuencia de movimiento del rodillo, 5 – rodillo
Cuando se transporta tierra con automóviles o tractores de ruedas en carros de tierra, el espesor de la capa vertida y compactada puede alcanzar: desde suelo arcilloso y arcilloso 0,5 m, desde suelo franco arenoso 0,8 y desde suelo arenoso 1,2 m si se vierte el terraplén. capas de 0,3 m mediante volquetes, tractores con remolque y raspadores, entonces no es necesario compactar las capas de suelo, ya que en el proceso de llenado del terraplén con máquinas se compactará tanto que su asentamiento será insignificante. El movimiento de vehículos (volquetes, traíllas) debe regularse en todo el ancho del terraplén. Puede proceder a llenar la siguiente capa solo después de nivelar y compactar la capa de suelo subyacente a la densidad requerida. La compactación del suelo requerida se puede lograr con una humedad óptima del suelo. Por lo tanto, se debe compactar inmediatamente después del llenado para evitar que se seque.
Los terraplenes se construyen en capas horizontales y luego se compactan. Las capas inferiores se pueden rellenar con arcillas densas y las superiores solo con suelos arenosos drenantes. Al construir toda la base de un terraplén a partir de suelos arcillosos impermeables, se requiere la instalación de finas capas de drenaje con un espesor de 10...15 cm, pero es inaceptable colocar ambas capas mezcladas y en capas inclinadas. El relleno debe realizarse desde los bordes del terraplén hasta el centro para una mejor compactación del suelo limitado a las zonas de los bordes del terraplén. Para rellenar el terraplén no se recomienda utilizar suelos franco arenosos, arcillas grasas, turba o suelos con inclusiones orgánicas.
El criterio de compactación es la densidad requerida del suelo, expresada por la masa volumétrica del esqueleto del suelo, o el coeficiente de compactación estándar (K y), igual a la relación entre la densidad requerida del esqueleto del suelo y su densidad estándar máxima. Un coeficiente de compactación del suelo de 0,95 ... 0,98 es óptimo y garantiza una resistencia suficiente de toda la estructura, mientras que el posible asentamiento del suelo con el tiempo será insignificante. En clima seco y caluroso, es recomendable regar el suelo antes de compactar.
Métodos mecánicos compactación dependiendo de la naturaleza del impacto de los cuerpos de trabajo en el suelo y solución constructiva Los medios de mecanización se dividen principalmente en los siguientes tipos: laminación, vibración, compactación y método combinado.
Al compactar el suelo mediante rodillos se utilizan rodillos neumáticos, de leva, de celosía y lisos. Pueden ser de distintos pesos, autopropulsados, semirremolque o remolcados.
Los rodillos neumáticos, según el tipo y las características del suelo, pueden compactar suelos cohesivos con un espesor de capa (en estado suelto) de 15 ... 75 cm y suelos no cohesivos con un espesor de capa de 25 ... 90 cm; el número de pasadas de rodillos a lo largo de una pista durante la compactación experimental es respectivamente 5 ... 12 y 4 ... 10 veces.
Los rodillos de leva compactan únicamente suelos cohesivos con un espesor de capa de 20 ... 85 cm y un número de pasadas de 6 ... 14 veces.
Los rodillos con rodillos lisos se utilizan para compactar suelos cohesivos y no cohesivos con un espesor de capa de 10 ... 15 cm.
Al compactar el suelo mediante rodillos, existen dos patrones de movimiento de los rodillos: lanzadera y circular.
Cuando el suelo se compacta vibrando Se utilizan rodillos vibratorios (rodillos vibratorios), placas vibratorias, apisonadores vibratorios y compactadores vibratorios de pozos profundos. Este método es racional principalmente para suelos poco cohesivos y no cohesivos.
Los rodillos vibratorios con rodillos lisos se utilizan para compactar suelos cohesivos con un espesor de 15 ... 50 cm y suelos no cohesivos con un espesor de 15 ... 70 cm. De particular interés son los autopropulsados de pequeño tamaño y de un solo tambor. Los rodillos vibratorios con un peso de hasta 0,7 toneladas, que proporcionan un ancho de la tira compactada de 66 cm, realizan la compactación en condiciones de hacinamiento, incluidas zanjas estrechas, cerca de tuberías, cimientos y paredes, donde el uso de otras máquinas es difícil.
Las placas vibratorias también se utilizan para compactar suelos poco cohesivos y poco cohesivos. Por diseño, constan de una placa compactadora con un excitador de vibración y un bastidor auxiliar con un motor, sobre el que se monta una palanca de control o una suspensión de grúa. Las placas vibratorias automovibles, ligeras y pesadas, del tipo D y S vp se utilizan para rellenar senos y zanjas para compactar una capa de suelo no cohesivo de 20 ... 60 cm de espesor. Las placas vibratorias suspendidas (a la grúa) del VPP. tipo (con una masa de 1 ... 2,7 toneladas) utilizado para compactar suelos cohesivos y no cohesivos con un espesor de capa de 50 ... 80 cm.
La compactación profunda mediante una instalación de vibroimpacto tipo VUPP es eficaz para arenas de grano medio y fino saturadas de agua a una profundidad de 2,5...6 m. La instalación se sumerge y se retira del suelo mediante un motor vibratorio y una grúa. La compactación de arena se garantiza en una superficie con un diámetro de 4 a 5 m.
La compactación del suelo mediante compactación se realiza utilizando bateadoras, losas colgantes y pisones mecánicos. Este método da un buen efecto en la compactación de suelos cohesivos y no cohesivos, incluidos suelos gruesos y arcillas secas y grumosas.
Mediante bateadoras del tipo DU-12 se compactan los suelos en la base con un espesor de capa de hasta 1,2 m. La compactación se realiza mediante penetraciones de 2,6 m de ancho mediante impactos alternos con dos losas de 1,3 toneladas en caída libre al suelo. .
Cuando se utilizan placas apisonadoras montadas, la profundidad de compactación del suelo depende del diámetro y el peso del elemento apisonador. Las losas suspendidas libremente se elevan a una altura de 1 a 2 my, cuando caen, el suelo se compacta varias veces.
La compactación con losas pesadas con un diámetro de 1 a 1,6 my una masa de 2,5 a 4,5 toneladas garantiza la compactación de una capa con un espesor de 1,2 a 1,6 m para suelo cohesivo y de 1,4 a 1,8 m para suelo no cohesivo. El suelo se compacta con tiras de 0,9 veces el diámetro del cuerpo apisonador, superponiendo las pistas adyacentes en 0,5 veces el diámetro.
Para compactar suelos en condiciones de hacinamiento, es recomendable utilizar accesorios como martillos hidráulicos y neumáticos con placas compactadoras. El espesor de la capa compactada, dependiendo del tipo de martillo, será de 0,25 - 0,7 m y 0,25 - 0,4 m para suelos cohesivos, de 0,3 - 0,8 m y 0,3 - 0,5 m para suelos no cohesivos. En estos casos se utilizarán punzones neumáticos y Las máquinas perforadoras de cuerdas de percusión también son efectivas. Los pozos formados durante la compactación deben llenarse con tierra local en capas de 1 m con compactación. Como resultado, alrededor del pozo se forma una zona de suelo compactado que mide entre 2,5 y 3 veces el diámetro del pozo.
En lugares estrechos e inconvenientes al rellenar, por ejemplo, zanjas, hoyos y fosas, se utilizan apisonadores mecánicos con control manual, incluidos apisonadores eléctricos autopropulsados del tipo IE y apisonadores neumáticos TR y N. Apisonadores eléctricos con un peso de 18 a 180 kg suelo compacto no cohesivo con un espesor de capa de 0,15 - 0,5 m, con un peso de 80 y 180 kg - suelo cohesivo con un espesor de capa de 0,3 y 0,4 m, respectivamente.