МЕТОД ВОДГЕО

При проектировании по методу ВОДГЕО, изложенному в указаниях по проектированию подземного контура водоподпорных сооружений на нескальных основаниях, запроектированный подземный контур должен удовлетворять следующим требованиям:

• гасить фильтрационный напор в основании сооружения и максимально снижать фильтрационное давление под элементами сооружения, участвующими в сопротивлении сдвигающим усилиям;
• предотвращать какие-либо опасные для грунта основания (а следовательно, и для самого сооружения) фильтрационные деформации, главным образом при выходе потока в нижний бьеф;
• уменьшать фильтрационные расходы, если в этом имеется необходимость.

В соответствии с этими основными задачами предлагается проектирование подземного контура вести в следующем; порядке.

1. По заданным отправным условиям намечают предварительно схему подземного контура с учетом требований к подземной части сооружения. При этом можно воспользоваться рекомендуемыми типовыми схемами.

2. При намеченной схеме подземного контура проектируют и рассчитывают надземную часть сооружения, в процессе чего уточняют при необходимости схему подземного контура.

3. Намеченную схему подземного контура проверяют следующими расчетами:

а) определяют или проверяют необходимую длину и очертания водонепроницаемой части сооружения. Это необходимо для того, чтобы не допустить (предотвратить) фильтрационные деформации грунта при выходе фильтрационного потока в нижний бьеф;

б) подбирают состав фильтра дренажа и определяют толщину дренажа (пригрузки);

в) определяют фильтрационное давление на участках, где оно необходимо для расчета на устойчивость (преимущественно на водобойную часть флютбета);

г) определяют фильтрационный расход для выявления потерь и расчета отводящих дрен.

Расчеты фильтрационных деформаций грунтов выполняют применительно к следующим возможным их видам:

Явление выпора грунта. Под влиянием нагрузки на грунт основания от возведенного гидротехнического сооружения и под непосредственным воздействием фильтрационного потока часть грунта, примыкающая к водонепроницаемой части сооружения, может прийти в движение и перемещению могут быть подвержены все частицы этого грунтового массива. Средством для определения его устойчивости служит критический выходной градиент при выходе фильтрационного потока в нижний бьеф. Выходной градиент равен части действующего напора, оставшейся непогашенной к рассматриваемому участку грунта.

Если выходной градиент необходимо определить более точно, то берется не вся грань выходного шпунта или зуба, а любая его верхняя часть и соответственно этому потерянный напор на этой взятой к расчету части.

Явление механической суффозии в грунте под сооружением. При некоторых значениях градиентов фильтрационного потока мелкозернистая часть грунта, служащая заполнителем, может прийти в движение. Отдельные частицы этого грунта будут перемещаться, вследствие чего могут образоваться на отдельных участках пустоты или разрыхления, нарушающие прочность и устойчивость основания гидротехнического сооружения.

Явление это называют механической суффозией в отличие от химической суффозии, когда происходит вымыв частиц в растворенном виде.

Механическая суффозия может возникнуть при градиентах, иногда по величине меньших, чем градиенты выпора, и не только на выходных участках, но и в толще грунта вблизи шпунтов и зубьев.
Чтобы определить степень устойчивости грунта против вымыва его отдельных частиц, нужно сравнить значение критического градиента суффозии с существующим в исследуемом месте (на выходе или вблизи выступа подземного контура или острия шпунта).

Кроме этих основных проверок (на выпор и на суффозию) при ответственном проектировании, по методу ВОДГЕО рекомендуется выполнять проверку на контактный выпор (суффозия на выходе) и на контактный размыв (суффозия вдоль подошвы сооружения), но принцип сравнения допускаемых и действительных градиентов везде остается прежним. Нужно определить по физическим характеристикам грунта допустимую величину градиента и по одному из способов расчета на фильтрацию действительную его величину. Полученные таким образом градиенты нужно сравнить между собой, приняв коэффициент запаса, уменьшающий допустимое значение градиента, по существующим нормам и рекомендациям.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968