НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ШВОВ

Бетонные и железобетонные гидротехнические сооружения (плотины, здания гидроэлектростанций, судоходные сооружения и др.) обычно имеют значительные размеры. Эти сооружения, в зависимости от района строительства, вида основания, условий производства работ и т.п. испытывают всякого рода силовые воздействия, в результате чего в них возникают усадочные температурные и осадочные напряжения, могущие привести к возникновению крайне нежелательных трешин с различной степенью опасности.

К числу важнейших мероприятий, направленных на обеспечение монолитности массивных бетонных гидротехнических сооружений, относятся: 1) назначение наиболее рациональной их разрезки постоянными и временными швами в данных природных условиях (климат, геология); 2) создание благоприятного температурного режима сооружения как в строительный, так и в эксплуатационный периоды посредством различных мер (применение низкотермичных и малоусадочных марок цемента, уменьшение его расхода, трубное охлаждение, теплоизоляция бетонных поверхностей и др.); 3) повышение однородности бетона, обеспечение его высокой растяжимости, повышение прочности на осевое растяжение и армирование в местах вероятного появления трещин.

Основные деформации бетонных сооружений происходят в период их возведения, когда имеют место наибольшие температурные напряжения, являющиеся следствием экзотермии твердеющего бетона и колебаний температуры окружающей среды (воздуха, воды). Кроме того, в этот же период происходит и усадка бетона. Бетонные сооружения, возведенные на сжимаемых основаниях, вследствие неоднородности грунтов и изменения эксплуатационных нагрузок испытывают неравномерные осадки и различного вида деформации, которые также могут привести к трещинообразованшо и нарушению монолитности бетонного массива.

В период строительства температурные напряжения, вызываемые колебанием температуры окружающей среды и экзотермическим процессом твердеющего бетона, в некоторой степени устраняются разрезкой массивного сооружения на секции, столбы и блоки и охлаждением бетонной кладки. Эти меры должны увязываться с другими проектными мероприятиями по повышению трещиностойкости в строительный и эксплуатационный периоды.

Для предотвращения появления значительных напряжений от воздействия перечисленных выше факторов бетонные гидротехнические сооружения разрезаются по длине на отдельные секции деформационными швами. Эти швы обеспечивают независимую работу каждой секции и исключают возможность возникновения усилий между соседними секциями.

Деформационные швы, в зависимости от срока службы, делятся на постоянные (конструктивные) и временные (строительные). К постоянным относятся температурные швы в сооружениях на скальном основании. При наличии швов в этих сооружениях в результате воздействия на бетонную кладку колебаний температуры окружающей среды в эксплуатационный период не возникает значительных рястягивающих напряжений; в этом случае секции сооружения приобретают известную свободу деформации. К постоянным относятся также деформационно-осадочные швы сооружений на сжимаемых грунтах, обеспечивающие в условиях неравномерных осадок основания независимые вертикальные и горизонтальные перемещения и наклоны секций сооружения по отношению друг к другу и выполняющие одновременно функции температурных швов.

Временные температурно-усадочные (строительные) швы устраиваются с целью снижения температурных и усадочных напряжений, ими сооружение разрезается на отдельные столбы и блоки бетонирования. Эти швы бывают, как правило, вертикальные, горизонтальные и реже наклонные. Они устраиваются для предупреждения трещинообразования в бетонной кладке, которое вызывается экзотермией; эффект достигается за счет рассеивания тепла свежеуложенного бетона и раскрытия этих швов в строительный период. После окончания усадки и стабилизации температурного режима бетона продольные временные швы до постановки сооружения под нагрузку подлежат омоноличиванию.

В дальнейшем деформационно-осадочные швы будем сокращенно называть осадочными швами.

При строительстве бетонных плотин значительной высоты в современной практике находит применение столбчатая разрезка на блоки бетонирования (без перевязки строительных швов). В период возведения сооружения на податливом основании (при разрезке по быкам плотины, оголовкам камер шлюзов) напряжения на грунт от сооружений часто бывают выше допустимых из-за большого собственного веса сооружений. Для снятия напряжений от вышеуказанных нагрузок; устраиваются временные осадочные швы (штрабы-замыкания).

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