Hráz a konstrukční zásady 4. PŘEDNÁŠKA BS053 Rybníky a účelové nádrže
HRÁZ JE GEOTECHNICKOU KONSTRUKCÍ, JEJÍŽ NEDÍLNOU SOUČÁSTÍ JE I PODLOŽÍ
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
Typy hrází MVN (sypané) Ukázka skladby tělesa hráze homogenní do 6m nehomogenní
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
Materiál hráze - vhodnost MVN (ČSN 75 2410) Suché nádrže (TNV 75 2415)
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
Hráze MVN (sypané) Orientační sklony dle ČSN 75 2410 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 75 2310.
Hráze MVN (sypané) výška hráze Výška hráze h h je hloubka odstraněné zeminy v ose hráze po základovou spáru (dle ČSN 752410 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) 100 0.33 0.42 200 0.43 0.54 Hladký povrch (asfaltobeton, beton, dlažba) 300 0.50 0.64 100 0.42 0.53 200 0.54 0.67 300 0.62 0.80
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).
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.
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).
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 10-5 - 0,06 0,12 0,08 nehomogenní hráze - propustný materiál v zóně E Jemný písek 10-4 0,10 0,07 0,14 0,10 homogenní Písek s příměsí štěrku hráze navrhujeme patní drény (potrubí min.dn200 mm), drenážní 10-3 0,15 0,08 0,17 0,12 koberce nebo odvodňovací studny Štěrk s příměsí písku 10-2 0,25 0,11 0,25 0,14 PODLOŽÍ - těsnění Štěrk 10-1 0,20 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)
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)
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
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.
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.
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 50 10 U materiálů nestejnozrnných (číslo stejnozrnnosti U > 5) s částicemi zaoblenými 12 f f d d 15 50 z 40 12 z 60 d d50 15 s částicemi ostrohrannými (drcené kamenivo) 6 f f d d 15 50 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
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)
Ukázka nevhodného tvaru hráze - sklon návodního líce?????
Ukázka nevhodného tvaru hráze patní drén?????