Берегозащитные сооружения откосного типа на водохранилищах Беларуси и причины их деформаций

Abstract

На основании обследования сооружений берегозащиты более чем по 100 водохранилищам страны выполнена оценка современного состояния различных видов креплений с выявлением причин их разрушений и масштабов деформаций. В статье приведены результаты натурных наблюдений за берегозащитными сооружениями откосного типа, применяемыми на водохранилищах Беларуси. Наиболее распространенные крепления берегов и откосов – крепления в виде железобетонных монолитных либо сборных плит. Определено, что деформации креплений откосов представлены раскрытием межплиточных строительных, температурных и осадочных швов (зарегистрирована ширина раскрытия до 0,35 м), которые развиваются под комплексным воздействием ветрового волнения, колебания уровней и других факторов. В последующем деформации обнажившихся швов ведут к разрушению крепления. Деформация откосов в ряде случаев достигает значительных величин: линейная переработка (разрушение) откосов до 24,20 м, объем размывов до 4,25 м3/м пог. Физическое моделирование деформаций откосов, выполненное в гидротехнической лаборатории Белорусского национального технического университета на моделях грунтовых подпорных сооружений, защищенных железобетонным креплением с различной шириной раскрытия швов, позволило установить динамику и масштабы развития деформаций откоса при воздействии волнового и уровенного режимов, имеющих различные параметры. Данные натурных обследований креплений дали возможность выполнить оценку состояния покрытий откосов при разных сроках эксплуатации подпорных сооружений. В статье приведены причины и факторы, влияющие на устойчивость креплений. Результаты натурных и лабораторных исследований устойчивости креплений позволили установить влияние на развитие деформаций различных причин, к которым относятся: наличие в принятых расчетных проектных схемах и зависимостях определения параметров креплений объективных неточностей и допущений; отсутствие полноты учета условий волнообразования и уровенного режима водохранилищ; в исходных данных и материалах изысканий не всегда достоверно представлена информация о грунтовых условиях строительства объекта берегозащиты; технологические отклонения при строительстве сооружений и их креплений. Установлено, что одной из характеристик, определяющих динамическую устойчивость берегов и откосов сооружений в условиях водохранилищ Беларуси, наряду с вышеприведенными причинами, является состав размываемого грунта, характеризуемый, в частности, коэффициентом неоднородности несвязного грунта. Выявленный в процессе исследования устойчивости креплений эффект самоотмостки, образующейся при разрушении берега, сложенного несвязными грунтами с повышенной неоднородностью, позволил предложить способ крепления откосов и берегов. На основе данных натурных исследований и лабораторных экспериментов получены эмпирические зависимости для расчета профиля динамического равновесия с самоотмосткой двух типов. Предложен расчет комбинированного крепления откосов, состоящий из каменной отсыпки и синтетических фильтрующих материалов повышенной прочности.