сетевое гидротехническое сооружение на просадочном грунте

Формула изобретения

СЕТЕВОЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ НА ПРОСАДОЧНОМ ГРУНТЕ, включающее водовод с затвором, гаситель энергии потока воды, переезд и водораспределительный замачивающий слой, выполненный под днищем водовода над просадочным грунтом основания, отличающееся тем, что в пределах просадочного грунта основания и водораспределительного слоя установлен ряд жестких поперечных стенок, армирующих основание и размещенных под днищем водовода до глубины, соответствующей глубине фундамента глубокого заложения, при этом одна из стенок размещена под серединой днища водовода, связана с водоводом и его бортами водонепроницаемого, а в пределах других стенок, симметрично установленных относительно центральной стенки, в их верхней части на уровне замачивающего слоя выполнены отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при устройстве регулирующих водопроводящих и сопрягающих сооружений на оросительной сети в лессовых просадочных грунтах.

На фиг. 1 изображена предложенная конструкция, вид сверху; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Сетевое сооружение на просадочном грунте включает водовод 1 с затвором 2 и гасителем энергии воды 3, переезд 4 и водораспределительный замачивающий слой 5 в основании, опирается на ряд глубоко заделанных в грунт поперечных стенок 6-8 из прочного материала, выполняющих роль армирующих просадочное основание элементов. Центральная стенка 7 соединяется с днищем и бортами сооружения водонепроницаемо (герметик 9), разделяя таким образом замачивающий слой на две обособленные части спереди и сзади стенки 7, вода в которые для равномерности замачивания поступает одновременно с обеих бьефов сооружения.

В дальнейшей после просадки и формирования под сооружением сплошного фильтрационного потока этот слой самокольматируется в результате резкого изменения перед центральной стенкой 7 направления фильтрации и перепада (гашения) напорного градиента.

Для пропуска воды в замачивающий слой 5 в крайних 6 и 8 (и промежуточных, если они требуются в протяженном сооружении) стенках в верхней части на уровне замачивающего слоя предусмотрены отверстия 10.

При первичном пропуске воды по сооружению поступающая одновременно с обоих бьефов через отверстия в замачивающий слой вода равномерно увлажняет грунт основания и вызывает его уплотнение (просадку). Поперечные стенки 6-8 при совместной их работе с грунтом между ними удерживают массив грунта, существенно уменьшая и выравнивая величину просадки и предотвращая появление и раскрытие просадочных трещин.

После завершения просадки и установления постоянного фильтрационного режима замачивающий слой 5 самокольматируется ввиду тупиковости его частей.

Армирующие стенки 6-8 за счет развивающихся по их боковой контактной поверхности сил трения и сцепления удерживают увлажняемый сжимающийся как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях массив грунта между ними, чем значительно уменьшают размеры его деформаций. Особенно важно, что вследствие поперечного расположения стенок существенно снижается горизонтальная (боковая к продольной оси сооружения) составляющая сжатия. Этим резко уменьшается давление бокового навала на конструкцию сооружения и не раскрываются наиболее опасные продольные трещины вокруг него.

Кроме того, армирующие стенки совместно с уплотненным между ними грунтом работают как сплошной фундамент глубокого заложения, имеющий отметку подошвы Н_ф на уровне нижних концов стенок и площадь подошвы существенно большую, чем подошва самого сооружения (с учетом угла ^o /4 рассеивания книзу сил трения по боковой поверхности вместо длины L и ширины В учитываются соответственно L_о и В_о), где ^o угол внутреннего трения грунта. Это позволяет назначить такую глубину армирующих стенок, на которой давление даже от нагруженного сооружения (в сумме с природным) оказывается меньшим начального давления просадочного грунта, отчего просадка сооружения не возникает.

Стенки 6-8 выполняют следующие функции:

являются армирующими просадочный грунт элементами, обеспечивающими надежную совместную работу и целостность системы, сооружение армированное основание;

обеспечивают исключение или равномерность проявления и снижения размера просадки под дополнительным давлением от сооружения до величины средней вертикальной деформации подводящего и отводящего участков канала (при природном давлении), т.е. отсутствие или снижение до безопасных величин относительных деформаций элементов верхнего и нижнего бьефов сооружения;

провоцируют как наиболее нагруженные поперечные элементы фундамента опережающее проявление безопасных поперечных трещин, чем компенсируют или уменьшают появление и предотвращают раскрытие продольных опасных в эрозионном отношении трещин;

являются дополнительными заанкеренными в грунт поперечными ребрами жесткости, что усиливает пространственную устойчивость сооружения и позволяет уменьшить толщину стенок водовода;

центральная стенка вследствие своей водонепроницаемости обеспечивает разделение и тупиковость распределительно замачиваемого слоя и является надежной антифильтрационной диафрагмой, полностью перегораживающей активную фильтрационную зону;

крайние (а если есть, то и промежуточные) стенки являются дополнительными противоэрозионными диафрагмами.