Zabezpieczanie budowli piętrzących przed filtracją
- Szczegóły
Filtracja wody pod konstrukcjami hydrotechnicznymi, takimi jak jazy, stanowi poważne zagrożenie dla ich stabilności i bezpieczeństwa. Niekontrolowany przepływ wody przez grunt może prowadzić do erozji, podmywania fundamentów i w konsekwencji do awarii budowli. Dlatego też, zabezpieczanie jazów przed filtracją jest kluczowym aspektem projektowania i budowy tego typu obiektów.
Ścianki szczelne stalowe jako zabezpieczenie przed filtracją
W praktyce hydrotechnicznej, gdy projektuje się jaz, jednym z kluczowych zagadnień jest ograniczenie przesiąku wody pod fundamentem i wzdłuż przyczółków, bo nadmierna filtracja może prowadzić do rozmycia podłoża, podniesienia ciśnienia spływowego i w konsekwencji do podmycia konstrukcji. Stalowe ścianki szczelne (grodzice) wbija się w podłoże przed lub za budowlą, tak aby wydłużyć drogę filtracji i obniżyć gradient hydrauliczny. To jest taki podstawowy „bezpiecznik” przy wielu budowlach piętrzących - tani nie jest, ale bardzo skuteczny.
Ścianki szczelne wykonuje się zazwyczaj z grodzic stalowych typu Larssen lub podobnych profili, które łączą się na zamkach i tworzą prawie nieprzepuszczalną przegrodę. W normach i wytycznych branżowych (np. wytyczne projektowania budowli hydrotechnicznych IMGW, dawne wytyczne COBRW) podkreśla się, że dobór głębokości wbicia grodzic powinien wynikać z obliczeń filtracji i stateczności podłoża. Nie wbija się ich „na oko”, tylko analizuje się warstwy gruntowe, współczynniki filtracji, możliwe soczewki piasków itp.
W praktyce na budowach jazów stosuje się ścianki szczelne stalowe zarówno jako element tymczasowy (na czas wykonania fundamentu w suchym wykopie), jak i jako element trwały - właśnie w celu ograniczenia filtracji i poprawy stateczności hydraulicznej. Spotkasz je np. przy jazach klapowych, sektorowych, ale też przy małych jazach stałych, gdy podłoże jest słabsze albo występują grunty przepuszczalne. Dobrą praktyką jest łączenie ścianek szczelnych z przesłonami betonowymi, ekranami z iłów lub geosyntetykami, ale stalowa ścianka pełni tu główną rolę uszczelniającą.
Metody Obliczeniowe do Analizy Filtracji
Do analizy zjawisk filtracji stosuje się różne metody obliczeniowe, w tym metody empiryczne takie jak metoda Bligh'a i metoda Lane'a. Metody te pozwalają na oszacowanie rozkładu ciśnienia wody w gruncie oraz sił działających na konstrukcję.
Przeczytaj także: Analiza zabezpieczeń jazów przed filtracją
Metoda Bligh'a
Metoda Bligh'a opiera się na założeniu, że spadek ciśnienia wody jest proporcjonalny do długości drogi filtracji. Wysokość piezometryczna wyznaczana jest za pomocą wzoru:
; ; (z założenia Blighe`a).
Metoda Lane'a
Metoda Lane'a uwzględnia różny wpływ odcinków poziomych i pionowych drogi filtracji na spadek ciśnienia. Założenie Lan`a na skróconej drodze filtracji gradient hydrauliczny ma wartości stałe
;; ; - odcinki poziome
- odcinki pionowe.
Przeczytaj także: Technologie zabezpieczania gruntu przed filtracją
CB - odwrotność gradientu dopuszczalnego
tablice L - rzeczywista droga filtracji musi być spełniony warunek ;
Wykres Ciśnienia i Siła Wyporu
Obliczenie siły wyporu działającej na fundament wymaga sporządzenia wykresu ciśnienia wzdłuż linii obrysu konstrukcji. Wnioski dotyczące wpływu elementów konstrukcyjnych na siłę wyporu:
- Wydłużenie górnej ścianki szczelnej powoduje zmniejszenie siły wyporu.
- Wydłużenie fartucha poziomego powoduje zmniejszenie siły wyporu.
- Wydłużenie dolnej ścianki szczelnej powoduje zwiększenie siły wyporu.
Wypiętrzanie Gruntu
Wypiętrzanie gruntu (przebicie) jest kolejnym zagrożeniem związanym z filtracją. Wartość krytyczna gradientu wyznacza się z warunku równowagi pomiędzy siłą wyporu działającą na wypierane warstwy gruntu a jego ciężarem.
Wartość krytyczna gradientu - wyznacza się z warunku równowagi pomiędzy siłą wyporu działającą na wypierane warstwy gruntu a jego ciężarem.
Przeczytaj także: Oczyszczanie powietrza: Ozonowanie czy adsorpcja?
Przesłony Przeciwfiltracyjne
Przesłona przeciwfiltracyjna wykonana z profili GW610/6,4 ochroni drogę przed podmyciem, które mogłoby wystąpić wskutek napływu wód gruntowych lub erozji bocznej od strony sąsiadującego cieku wodnego.
tags: #zabezpieczanie #budowli #pietrzacej #przed #filtracja
