Hráz a konstrukční zásady

Transkript

1 Hráz a konstrukční zásady 4. PŘEDNÁŠKA BS053 Rybníky a účelové nádrže

2 HRÁZ JE GEOTECHNICKOU KONSTRUKCÍ, JEJÍŽ NEDÍLNOU SOUČÁSTÍ JE I PODLOŽÍ

3 Rozdělení hrází MVH ve většině případů sypané hráze Podle materiálu využitého na hráz: homogenní nehomogenní Podle druhu těsnění na : hráze s těsněním zemním hráze s těsněním z jiných hmot Podle umístění těsnění v profilu hráze na : těsnění na návodní straně těsnění uprostřed profilu hráze Z pohledu tvaru rozdělujeme hráze na : A) přímé B), C) zaoblené (vypuklé, vyduté) D) lomené E) nepravidelné Ve vztahu k údolnici dělíme hráze na : čelní boční dělící

4 Typy hrází MVN (sypané) Ukázka skladby tělesa hráze homogenní do 6m nehomogenní

5 Hráze MVN (sypané) poloha těsnění Střední nebo návodní 1,5 3 m nenamrzavá zemina 1 2 m 1,5 3 m 1:1 min. 3 m min. 3 m U SN se nedoporučuje návodní těsnění, pokud navrhujeme, tak s opatřeními eliminujícími nepříznivé vlivy (vysychání a náhlé zatopení) - deformace

6 Materiál hráze - vhodnost MVN (ČSN ) Suché nádrže (TNV )

7 Konstrukční zásady Materiál hráze požadavky homogenní hráz nebo těsnící část nehomogenní hráze čára zrnitosti v zóně 2 popř.1 obsah organických látek nepřesahuje 5% mez tekutosti není vyšší než 50% max.průměr ojedinělých zrn 100 mm číslo (index) plasticity Ip u zemin třídy ML, CL, CS a MS je větší než 8% stabilizační část zeminy propustné, odolné vůči objemovým změnám vlivem počasí a průsakové vody. Čára zrnitosti materiálu pro tuto část by měla ležet v oblasti 4, popř.3 Zhutnění: soudržné zeminy 95% max. obj. hmotnosti sušiny- Standard Proctor sypké 0,7 relativní hutnost

8 Hráze MVN (sypané) Orientační sklony dle ČSN Návrh příčného profilu Podmínkou využití tabulky : těleso hráze a podloží jsou řádně odvodněny; veškerý materiál v tělese hráze je zhutněn; smyková pevnost zemin v podloží hráze není, po nasycení vodou, menší než smyková pevnost materiálu v tělese hráze v zónách D, B, C a E; návodní svah je vystaven náhlému poklesu hladiny vody v nádrži většímu než 0,15 m za den, není-li návodní svah vystaven takovému poklesu, je možno zvětšit jeho sklon proti hodnotě 1 : X na 1 : (X - 0,25). U hrází vyšších než 6,0 m se doporučuje posoudit stabilitu svahů výpočtem vhodnou metodou. Lze postupovat individuálně nebo podle zásad ČSN

9 Hráze MVN (sypané) výška hráze Výška hráze h h je hloubka odstraněné zeminy v ose hráze po základovou spáru (dle ČSN min. 0,5m), h z je hloubka zásobního prostoru h r je hloubka retenčního prostoru h b je výška bezpečnostního převýšení koruny hráze vliv výběhu vln Z h h h typ konstrukčního řešení hráze z hlediska odolnosti proti přelití konstrukčního řešení a umístění těsnícího prvku předpokládaného sedání tělesa hráze a podloží z h r h b Druh opevnění Efektivní délka rozběhu vlny v metrech Výška výběhu vlny v m pro návrhovou rychlost 72 km.h -1 sklon návodního líce 1:3 1:2 Drsný povrch (kamenná rovnanina, pohoz, vegetační pokryv) Hladký povrch (asfaltobeton, beton, dlažba)

10 Hráze MVN (sypané) koruna hráze Šířka koruny hráze závisí na způsobu jejího zpevnění (vozovka typ). U hrází vyšších než 5 m nesmí být šířka v koruně menší než 3 m. Srážková voda se odvádí z koruny hráze povrchově tak, aby nezpůsobovala estetické závady, ani erozní škody na líci hráze. Zpravidla postačí provést korunu hráze v jednostranném sklonu 1 % až 3 % směrem do nádrže. U vodárenských nádrží se navrhne sklon koruny od nádrže. U nehomogenních hrází se doporučuje úprava koruny tak, aby srážková voda navlhčovala těsnění (do středu na těsnění). Podélný sklon koruny hráze vodorovná (možnost nouzového přelivu nejnižší místo).

11 Hráze MVN (sypané) - zakládání Je nutné věnovat zvýšenou pozornost zakládání. Musíme vycházet z geotechnického průzkumu (hloubka založení apod.). Na méně únosném podloží musíme upravit příčný profil zmírněním sklonu, resp. vybudováním přitěžovací lavice. Před sypáním hráze se musí odstranit ornice, zbytky vegetace s kořeny, nevhodné půdy (s vysokým obsahem organických látek). Základová spára se očistí od předmětů, které nejsou v tělese hráze přípustné, urovná se, popř. na svazích mírně upraví (ostré lomy nebo převisům skalních výchozů). Zemní těsnění na skále - vyrovnávací vrstva vodostavebního betonu (u agresivního prostředí vrstva jiného vhodného materiálu) vyplnění puklin a trhlin. Posledních 0,5 m podloží rozpojovat bez použití trhavin. Zavázání těsnění z umělých hmot - do dalšího těsnícího prvku (betonová zídka), u objektů těsněná dilatace.

12 Hráze MVN (sypané) technologie provádění Sypání a zhutňování po vrstvách (max. 200 mm). Málo propustné zeminy se sypou ve sklonu k propustným vrstvám nebo k líci. (propustné vrstvy nejdříve patní drén, filtry..) Nová vrstva se sype na předchozí po jejím zhutnění a vyrovnání Sypání a zhutňování se za deště a zimy NEPROVÁDÍ!!! Sypání v zimních podmínkách se nedoporučuje, nepřípustná zmrzlá zemina s ledem a sněhem. Povrch soudržné zeminy nesmí být suchý a hladký (zdrsnit).

13 Hráze MVN (sypané) Zajištění filtrační stability hráze a podloží s bezpečným a kontrolovaným odvedením průsakové vody HRÁZ drenážní systém Charakteristika zeminy k [m/s] Čugajev Bligh Lane Zamarin Velmi jemný písek ,06 0,12 0,08 nehomogenní hráze - propustný materiál v zóně E Jemný písek ,10 0,07 0,14 0,10 homogenní Písek s příměsí štěrku hráze navrhujeme patní drény (potrubí min.dn200 mm), drenážní ,15 0,08 0,17 0,12 koberce nebo odvodňovací studny Štěrk s příměsí písku ,25 0,11 0,25 0,14 PODLOŽÍ - těsnění Štěrk ,20 0,30 0,16 těsnicím zářezem (vyplněným zhutněnou těsnicí zeminou, při menších rozměrech betonem nebo jiným těsnicím materiálem, pouze u návodního těsnění); těsnicí stěnou (např. štětovou, pouze u návodního těsnění); těsnicím kobercem v předpolí hráze - ochrana proti namrzání a vysychání; Přípustné střední hydraulické gradienty (J.Říha)

14 Hráze MVN (sypané) Zajištění filtrační stability hráze a podloží s bezpečným a kontrolovaným odvedením průsakové vody těsnící předsunutý koberec + drenážní koberec těsnění podloží dva materiály v hrázi (přechodový filtr)

15 Hráze MVN (sypané) - drenážní systém Příklady uspořádání drenážního systému (Lukáč, Bednárová) 1-depresní křivka, 2- ochranné filtry, 3 materiál drenážní patky, 4 drenážní potrubí, 5 drenážní koberec, 6 odvodňovací potrubí (štola), 7 odvodňovací příkop

16 Hráze MVN (sypané) těsnění podloží hráze MVN (sypané) Délka a tloušťka těsnicího koberce v předpolí hráze se stanoví z výpočtů průsaků a filtrační stability podloží. Tloušťka nemá být menší než 1/10 hloubky vody v daném místě při maximální hladině a menší než 0,6 m.

17 Hráze MVN (sypané) - opevnění Návodní líc Výška opevnění se provede od koruny hráze alespoň 0,8 m pod hladinu stálého nadržení. Zavázat do svahů údolí. Dlažby je třeba opřít o kamenný nebo betonový práh (pozor na vytékání vody drény). Opevnění záhozem - opěrná patka. Pozor na přechodové filtry. Vzdušní líc Obvykle postačí ochrana travním porostem. Výsadba dřevin (keřů a stromů), podle funkce nádrže, požadavků na začlenění nádrže do krajiny a musí odpovídat přirozenému vegetačnímu stupni. Porost nesmí nepříznivě ovlivnit stabilitu hráze, funkci drénů (zarůstání) a bránit při kontrole hráze.

18 Hráze MVN (sypané) -filtry Slouží k zamezení sufoze Materiál - tříděné i netříděné písky a štěrkopísky nebo drcené kamenivo, neobsahují-li více než 5 % částic pod 0,063 mm. minimální tloušťka vrstvy 0,2 m (obsyp trub 0,1 m) Návrhové parametry (pozor na vícevrstvé filtry) : U materiálů stejnozrnných (číslo stejnozrnnosti U 5) d 5 d f 50 z U materiálů nestejnozrnných (číslo stejnozrnnosti U > 5) s částicemi zaoblenými 12 f f d d z z 60 d d50 15 s částicemi ostrohrannými (drcené kamenivo) 6 f f d d z 18 9 z 30 d d50 15 U materiálů filtračních vrstev kolem perforovaných trub d d f 85 otvoru 2 d U d 60 10

19 Betonové konstrukce v hrázi Stykové plochy betonové konstrukce se zeminou ve sklonu nejvýše 10:1 Napojení těsnicího jádra na betonové konstrukce zvětšit šířku jádra pokud možno na celou délku betonové konstrukce v rozsahu zón B, A, C nejméně na dvojnásobek výšky hráze nad uvažovanou úrovní V prostoru, kde prochází bet. kce zónou E (nehomogenní hráz), musí být těleso hráze z propustného materiálu U otevřených betonových objektů, které procházejí hrází (skluz) - zavazovací žebra (promrzání) Povrchy hladké bez hnízd, neomítat Nezakládat betonové konstrukce na žebrech Před sypáním hráze natřít povrch jílovým pačokem Voda prosakující po stykové ploše objektu v propustné zóně E - samostatný drén (měření a kontrola průsaku)

20 Ukázka nevhodného tvaru hráze - sklon návodního líce?????

21 Ukázka nevhodného tvaru hráze patní drén?????