Анализ наблюденных и прогнозируемых осадок и перекосов по опыту эксплуатации гидросооружений

Опыт строительства гидротехнических сооружении, расположенных на сжимаемых основаниях, показал, что значительная часть осадок (до 85% расчетных величин) происходит в строительный период, т.е. до затопления котлована. Интенсивность осадок зависит, главным образом, от мощности и характеристики сжимаемости грунтов основания. Чем меньше толщина сжимаемых грунтов, и чем больше они содержат песчаных частиц, тем большая часть расчетных осадок происходит в строительный период. На Каховском, Боткинском, Волжском имени XXII съезда КПСС, Верхне-Свирском, Нижне-Свирском и других гидроузлах с податливыми характеристиками грунтов основания осадка составила к моменту затопления котлована примерно 75-85% расчетной величины. После затопления котлована во всех случаях интенсивность осадки заметно снижается. В подавляющем большинстве случаев она достигает проектных величин (или близких к ним) на второй-третий год эксплуатации.

Из наблюдений НИ С Гидропроекта им. С. Я. Жука и гидроцеха Боткинской ГЭС (1960-1972 гг.) за сооружениями Боткинской ГЭС установлено, что изменения осадок невелики и не выходят за пределы величин, наблюдавшихся на аналогичных сооружениях. Средние осадки секции здания ГЭС составляют 68-122 мм, водосливной плотины 8 4-114 мм, секций камер шлюза 75-94 мм. Интенсивность осадок по секциям здания ГЭС и водосливной плотины затухает или осадки близки к стабилизации. Приращение осадок за 1972 г. составило 0-3 мм.

Наблюдениями также установлено, что величина температурных деформаций швов в различных частях сооружения неодинакова.

Различен также и характер деформаций в сооружениях, расположенных на разных основаниях.

Наблюдения па ряде сибирских ГЭС показали, что внутри этих сооружений раскрытие Итон не превышает 3 мм, а снаружи - 10 мм.

На плотине Братской ГЭС установлено, что схождение и расхождению шва внутри тола плотины происходит по всей высоте сооружения с разной амплитудой. Так, раскрытие пта у основания плотины составило 0,4-0,5 мм, на глубине 100 м от гребня плотины - 0,0-1,1 мм. Закрытие шва характеризуется, соответственно, следующими величинами: 0,3-0,5; 0,0-1,1; 0,8-1,0; 1,2-2,2 мм. Схождение шва в глубине тола плотины начинается в апреле - мае и заканчивается в сентябре-октябре; с октября - ноября до февраля - марта шов раскрывается.

Натурные наблюдения за деформациями температурных швов показывают, что в центральной части сооружения ширину шва можно принимать минимально 1-3 мм; шов такой ширины может образоваться за счет остывания экзотермически разогретого бетона до среднегодовой температуры плотины при эксплуатации.

Так, на плотине Красноярской ГЭС раскрытие швов при остывании бетона от 40 С до 5-10 С при поперечном размере столба 11,5 м составило 1,5-2,0 мм. Раскрытия шва наблюдались на Братской, Мамаканскоп плотинах, где ширина швов у лицевых граней сооружения в условиях сурового климата составила не более 10 мм.

Из приведенного нами анализа установлено, что раскрытия швов у подошвы сооружения практически равны нулю, примерно на 1 /3 его высоты от подошвы, где их ширина составляла 1-3 мм, а вверху сооружения оно достигает 14 мм. Так, например, наибольшая амплитуда раскрытия швов на сооружениях Боткинской ГЭС следующая; на гребне быков сороудерживаюшего сооружения и водосливной плотины со стороны ВБ - 10 мм; на глубине 32,3 м от гребня - 7 мм; в галерее ГЭС и водосливной плотины (36 м от гребня) - 2,5 мм и у подошвы сооружения раскрытие швов не меняется.

Наблюдения за деформациями осадочных швов и осадками сооружений Волжской ГЭС имени ХХII съезда КПСС за период 1956-1972 гг. показывают, что абсолютная величина деформаций колеблется в небольших пределах; раскрытие и закрытие швов по зданию ГЭС не превышает 14 мм, по плотине - 11,6 мм, по шлюзу - 10,6 мм. Наибольшие плановые и высотные смещения секций составили: по зданию ГЭС - 7,4-6,8 мм, по водосливной плотине - 5-6,1 мм, по судоходным сооружениям - 9,3-12,4 мм. Продольный наклон секций водосливной плотины незначителен, кроме секций, примыкающих к земляной плотине, где он составляет 0,4 мм на 1 м высоты.

Из наблюдений НИС Гидропроекта им. С. Я. Жука за деформациями сооружений Волжской ГЭС имени В. И. Ленина, проводившихся в 1954-1969 гг., установлено, что осадки секций здания ГЭС близки к затуханию, а фактическая осадка сооружения в два раза меньше расчетной. В продольном направлении наклон секций здания ГЭС в среднем составлял 0,64%(секция 10) в сторону левого берега и 0,72%(секция 1) в сторону правого берега.

А.Б. Гаджиев, Деформационные швы гидротехнических сооружений, Л., Энергия, 1975