МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

В/О "СОЮЗВОДПРОЕКТ"

ВСЕСОЮЗНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОЛОВНОЙ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

"ГИПРОВОДХОЗ"

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ

ВСН П 23-75 Минводхоз СССР

МОСКВА 1975

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

в/о "СОЮЗВОДПРОЕНТ*

ВСЕСОЮЗНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОЛОВНОЙ ПРОЕНТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ТИПРОВОДХОЗ"

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ПРО САДОЧНЫХ ГРУНТАХ

ВСН-11-23-75 Минводхоз СССР

МОСКВА 1975

- 10 -

2.И.Сжимаемость лёссового грунта под давлением характеризуется коэффициентом относительного сжатия <Г_Р , определяемого обычными компрессионными испытаниями по формуле:

где h. $ - высота образца грунта природной влажности, обжатого давлением, равным природному, без возможности бокового расширения, см;

к - высота того же образца природной влажности, обжатого расчетным давлением Р кг/см^, см.

2.12.Степень просадочности лессового грунта выражается величиной относительной просадочности <T_PW , определяемой в компрессионном приборе под действием вертикального расчетного давления и замачивания образца до полного водонасыщения.

Относительная просадочность вычисляется по формуле:

где k_i - высота образца грунта после кратковременного (до 2 суток) пропуска через него воды при сохранении давления Р кг/см^; остальные обозначения, как для формулы (I).

Если расчетное давление заранее неизвестно, то для каждого расчетного слоя грунта необходимо иметь кривую зависимости относительной просадочности от давле-

^ния- С = / И'

- 12 -

Способы лабораторного определения коэффициентов относительного сжатия грунта при различных видах деформаций &р , Sp_w , <P_wt приведены в "Пособии по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений на просадочных грунтах". Стройиздат,1964.

3. Методика расчета величины деформаций лессовых грунтов

3.1. Расчет оснований гидротехнических сооружений, сложенных просадочными грунтами, производится: по первому предельному состоянию - по несущей способности грунтов основания (согласно положениям СНиП П-15-74 );

по второму предельному состоянию - по предельным деформациям с целью ограничения их величинами, обеспечивающими нормальную эксплуатацию возводимого на нем сооружения.

Расчет по деформациям является обязательным для всех просадочных оснований и сводится к выполнению условия:    г    *    с.

5~~ доп. ’    (5)

где 5 - расчетная величина ожидаемой деформации

(осадка, просадка, послепросадочная деформация - раздельно или в сумме, в зависимости от принятой технологической схемы строительства сооружений и его чувствительности к отдельным видам деформаций, относительная деформация или смещение конструктивных элементов сооружения относительно друг друга);

5 д_Са - предельно допустимые величины деформации для проектируемого сооружения в той же расчетной комбинации.

- 13 -

3.2.    Силы, действующе на проектируемое сооружение и его основание и их расчетные сочетания, принимаются по соответствующим главам СНиП и нормативным документам по проектированию различных гидротехнических сооружений.

3.3.    Величина расчетной деформации просадочного основания определяется формулой:

^ ⁼    £pv'^t $wt»    (6    )

где^р- осадка грунта естественной влажности в пределах сжимаемой толщи под нагрузкой Р от сооружения;

$p_W - просадка слоев лессового грунта в пределах замоченной просадочной толщ в основании сооружения;

£_wt - послепросадочное уплотнение лессового основания при длительной фильтрации через него воды, вследствие суффозионно-пластических деформаций грунта.

ЗЛ. При определении величины деформации просадоч-ных грунтов следует учитывать, что могут происходить повторные просадки, когда:

повторное увлажнение захватывает новую, ранее не увлажнявшуюся часть просадочной толщ;

степень увлажнения (водонасыщенность) при повторном замачивании возрастает (увеличивается "конечная" влажность);

повторное увлажнение происходит при возросшей интенсивности давления.

- и -

3.5.    Просадка при замачивании проявляется с глубины, на которой сумма давлений от собственного веса грунта и давления от сооружения превышает величину начального просадочного давления.

3.6.    Величина деформации грунта при увеличении давления (осадка) 5_Р определяется по формуле:

S_p = К- m; X 8_pi h_L ,    (7)

где 8    -    коэффициент    относительного    сжатия    при    из

менении давления от природного до расчетного для середины L -го слоя грунта;

/г. - мощность расчетного слоя грунта; п - количество расчетных слоев в пределах активной (сжимаемой) зоны основания;

К - коэффициент однородности грунта равный 1,1;

mi - коэффициент условий работы, принимаемый согласно п.3.9.

3.7. Величина деформации грунта при замачивании (просадка) определяется по формуле:

$_PW-K ± <5p_Wi • h_rm_L ,    (8)

где S_pwi - относительная просадочность грунта для расчетного давления в середине I -го слоя, равного сумме природного давления с учетом водонасыценности грунта и давления от сооружения.

- 15 -

3.8.    Величина послепросадочной деформации определяется по формуле:

’    О)

где . - коэффициент сжатия при длительной фильтрации воды через рассматриваемый слой.

3.9.    Коэффициент условий работы /71₁ принимается: в пределах деформируемой зоны мощностью полторы

ширины фундамента, непосредственно примыкающей к его подошве    (табл.2);

в нижерасположенных слоях просадочных грунтов под фундаментом и при расчете деформаций под действием природного давления-по результатам опытного замачивания, а при отсутствии их 171 =1;

по рекомендациям соответствующих разделов настоящих ВСН, где в расчетах этим коэффициентом учитываются возможность, степень и одновременность проявления тех или иных видов деформаций.

ЗЛО. Разность просадок (смещение) соседних фундаментов, блоков, секций или элементов конструкций гидросооружений & p_w *при всех вид&х замачивания определяется по формуле:

Aov-s^-sX' -    о°)

где Bp_w и &рц- просадки отделимых рассматриваемых конструкций с учетом их располбжения к источнику замачивания, глубины и степени увлажнения толщи под каждой из них.

Коэффициент условий работы m-L

Вид уплотнения и ЛПЛФГШПП ГПУНФЙ ПП Лополиительиые нагрузки на основание, кг/см^ влажности ДО 0,5 0,5-1,5 более 1,5 по вирине подошвы фуидамеита. Я ДО 2 2-5 более 5 ДО 2 2-5 более 5 до 2 2-5 более 5 Осадка мадовдажно-го грунта I.I 1,05 I 1.2 I.I I 1,3 1,15 I Осадка увлажненного грунта я после-просадочного уплотнения 1.2 I.I I 1,3 1,15 I М 1.2 I Яросадка 1.3 1,15 I М 1.2 I 1.5 1,25 I

- 17 -

3.11. Крен отдельно стоящего фундамента или соору-жения_у tg, в , происходящий вследствие просадки грунтов, определяется по формуле:

г Л г* П+1

ig9 = - -^Ру ^ ^0PW ,    (И)

где £ - размер сооружения в направлении крена, см.

4. Проектирование оросительных и сбросных каналов А. Общие положения

4.1.    Отметки расчетного горизонта воды в оросительном канале, которые были определены при проектировании по топографическим материалам, полученным

до проявления на местности просадочных деформаций, должны оставаться неизменными и поддерживаться комплексом мероприятий при строительстве и последующей эксплуатации системы.

4.2.    Временные оросители, выводные борозды, оросительные переносные шланги и трубопроводы с нерегулируемыми отверстиями рекомендуется прокладывать с постоянным уклоном.

Временные оросители должны иметь уклоны, обеспечивающие минимально возможное наполнение.

Временные оросители и выводные бороэды на землях со средней и сильной просадочностью рекомендуется нарезать канавокопателем, работающим в агрегате с уплотнителем - затирателем прицепной иди навесной конструкции.

4.3.    Для сокращения затрат на большое количество во-довыпусков из каналов, лотков и гидрантов из распределительных трубопроводов, рекомендуется шире применять

- 18 -

переносные водовыпуски, сифоны и транспортирующие гибкие шланги.

4.4.    Одновременно со сдачей подготовленных земель хозяйства на средне-и сильнопросадочных землях оснащаются полными комплектами переносных поливных и транспортирующих трубопроводов (шлангов), переносных водовыпусков, сифонов и других поливных устройств, предусмотренных проектом.

В комплекты входит такое количество инвентарных поливных устройств, которое необходимо для орошения всей сдаваемой хозяйствам площади в продолжение двух-трех поливных сезонов,в зависимости от величины ожидаемых просадок.

4.5.    Проектирование мелкой внутрихозяйственной сети (в земляном русле, лотках и трубопроводах) на землях, требующих капитальной планировки, как правило, производится по топогеодезической съемке в масштабе 1/2000, выполняемой для проектирования планировки поверхности.

Остальные оросительные каналы проектируются обычными способами на топопланшетах масштаба 1/10000.

4.6.    Величину ожидаемой просадки следует устанавливать, опираясь на данные районирования территории по просадочности и в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 3,

Б. Каналы в земляном русле

4.7.    При проектировании оросительных и сбросных каналов необходимо учитывать характер проявления и величину ожидаемой просадочной деформации грунтовой толщи, особенности расположения каналов по отношению к формам рельефа и степень заглубления в грунт.

- 19 -

4.8.    Каналы в зависимости от рельефа подразделяются на три вида: проходящие по равнинной территории или пологим склонам с поперечным уклоном менее 0,1; на косогорах с поперечным уклоном в пределах 0,1-0,6; на крутых косогорах с поперечным уклоном более 0,6.

4.9.    По степени заглубления относительно поверхности земли следует различать каналы в глубокой, неглубокой выемках,в полувыемке - полунасыпи и в насыпи (рис.1).

Для каналов в выемке (рис.1а) должно выполняться условие:

Л ъ к, ls„ - Ь с ,    (12)

где d - строительный запас от форсированного горизонта воды в канале до бровки выемки;

S_pw - величина просадочных деформаций, определяемая согласно п.3.7;

S_wt - величина послепросадочных деформаций,определяемая согласно рекомендациям п.3.8, (принимается в расчетах^если 5 более 15 см);

С - нормированное превышение берм или бровки дамб в каналах, проходящих в непросадочных грунтах;

К,    - коэффициент запаса, принимаемый 1,1-1,2, в

зависимости от геологических условий и степени их изученности.

4.10. Оросительная сеть должна быть рассчитана на то, чтобы деформации при просадках совершенно не усложняли эксплуатацию каналов или должны быть легко

Инструкция по проектированию оросительных систем

на просадочннх грунтах ВСН-П-23-75 разработана

минводхоз СССР институтом "Гипроводхоз" (ведущий исполнитель инженер

Мариупольский A.JI, ),М1ВД,ВШ4ИГиМом и Таджикгипро-

водхозом.

Инструкция рассмотрена и одобрена Научно-техническим советом Минводхоза СССР (протокол от 3 июня 1969 года #“ 60), согласована с Госстроем СССР 17 мая 1974 года (письмо № I-I748) и с Госбанком СССР 27 ноября 1974 года (письмо № 29309).

*)

5)

Рио.I. Поперечные сечения каналов на лессовых проса-, дочных грунтах: а - в глубокой выемке; б - в неглубокой выемке; в - в полувыемке-полунасыпи; г - в насыпи

I. Обще положения

1.1.    Настоящая инструкция рекомендуется для использования при проектировании оросительных систем на просадочных грунтах.

1.2.    Просадочными считаются глинистые грунты, ко

торые при замачивании водой под действием внешней нагрузки или собственного веса дают дополнительную осадку (просадку), относительная величина которой (относительная просадочность)    0,01.

1.3.    Лессовые грунты имеют следующие основные признаки: палево-хелтую окраску при невысокой влажности; однородность состава при высокой пылеватости (содержание пылеватых частиц свыие 50%) и отсутствие слоистости; высокую пористость (до 54) с видимыми вертикальными канальцами (макропористость) и ходами мелких зем-лероев; высокую засоленность гипсом и легкорастворимыми солями; быстрое размоканяе в воде и сравнительно большую водопроницаемость; способность держать в сухом состоянии вертикальные откосы большой высоты; просадочность при замачивании.

- 4 -

1.4* При проектировании гражданских и промышленных зданий и сооружений на территории оросительной системы следует учитывать степень обводненности грунтов их оснований в результате работы оросительной системы.

Проектирование зданий и сооружений, располагающихся на территории, не подвергающейся замачиванию из оросительных каналов, следует проводить в соответствии со СНиП П-15-74 и Ш-Б. 10-62.

Для проектирования зданий и сооружений на территории, подвергающейся замачиванию, необходимо провести мероприятия по предварительной подготовке оснований, направленные на полное или частичное (но достаточное по условиям нормальной работы сооружения) устранение возможной просадки грунтов, или использовать специальные конструкции, приспособленные к ожидаемым просадкам основания, а также сваи и свайные фундаменты.

1.5.    При проектировании сооружений оросительных систем в районах с повышенной сейсмичностью,конструктивные мероприятия, учитывающие проеадочность оснований, должны отвечать также сейсмическим требованиям.

1.6.    Лессовые грунты относятся к категории проса-дочных на основе результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и исследований, а также изучения местного опыта строительства и эксплуатации оросительных систем в соответствии с номенклатурой грунтов, приведенной в главах СНиП П-А.10-71 и П-15-74.

Схематическая карта распространения просадочных грунтов на территории СССР приведена в главе СНиП П-А. 6-72 "Строительная климатология и геофизика. Основные положения проектирования".

- 5 -

Подробные данные по инженерно-геологическим и гидрогеологическим изысканиям излагаются в "Руководстве по инженерно-геологическим и гидрогеологическим исследованиям для мелиоративного строительства на территориях распространения лёссовых пород".

2. Основные характеристики и расчетные условия работы прооадочного основания

2.1.    Для проектирования сооружений оросительной системы на просадочных грунтах необходимы следующие дополнительные данные, получаемые при инженерно-геологических и гидрогеологических изысканиях:

а) районирование территории по типам и величине просадки грунтов от собственного веса (карта просадочно-сти);

б) расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов: удельный и объемный вес, влажность, пористость (коэффициент пористости), показатели пластичности, коэффициент фильтрации, сцепление и угол внутреннего трения грунта естественной влажности и замоченного, коэффициент относительного сжатия, относительная просадочность, величины начального просадочно-го давления и начальной влажности, коэффициент сжатия при послепросадочной деформации, химический состав (засоленность).

2.2.    Тил-грунтовых условий по просадочности с учетом ожидаемой и допустимой для сооружения величины просадки определяет необходимость проектирования соответствующих инженерных мероприятий, обеспечивающих устойчивость и эксплуатационную надежность сооружения.

- 6 -

2.3» Величину просадки лёссового грунта от собственного веса при установлении типа грунтовых условий определяют в процессе изысканий по результатам лабораторных исследований и уточняют в полевых условиях путем опытного замачивания нескольких котлованов.По данным лабораторных испытаний возможная величина просадки от собственного веса определяется в пределах просадоч-ной толщи от поверхности природного рельефа, а при планировке срезкой - от планировочной отметки до среднегодового уровня грунтовых вод или до глубины с устойчивым исчезновением просадочных свойств (относительная просадочность слоев грунта <P_pw < 0,01). При этом встречающиеся в верхних горизонтах просадочной толщи отдельные прослои грунта о <F_pw< 0,01 в расчете не учитываются.

2.4. Опытное полевое замачивание производится на глубину всей толщи просадочных грунтов из котлованов с размерами в плане не менее просадочной толщи, но не более 20-30 м.

Котлованы следует располагать на наиболее характерных геоморфологических элементах рельефа и в местах сосредоточения проектируемых сооружений из расчета 1-2 опытных участка на каждые 1000 га орошаемой территории.

Для межхозяйственных и внутрихозяйственных каналов опытное замачивание производится на отрезках каналов с поперечным сечением в натуральную

величину и длиной, равной дзух-трехкратной ширине канала поверху, но не менее 15 м.

Для других сооружений при проведении опытного замачивания должны создаваться условия, моделирующие ожи-- 7 -

даемые в натуре воздействия на грунт и напор воды, равный проектному.

2.5.    Опытные котлованы и отрезки каналов должны быть оборудованы устройствами и аппаратурой, позволяющими вести наблюдения за расходом воды на замачивание, проявлением деформаций и формированием увлажненного контура по глубине массива.

2.6.    В результате замачивания должны быть получены материалы, позволяющие определить величину, характер и скорость проявления просадки как всего массива в целом, так и каждого расчетного слоя грунта по глубине просадочной толщи, размеры деформированной просадочны-ми трещинами зоны вокруг замоченного котлована, количество воды, расходуемой на замачивание, время замачивания просадочной толщи, контур увлажнения массива под котлованом и в сторону от него.

2.7.    Грунты в зависимости от относительной проса-дочности (с учетом действующего давления) и ожидаемой величины просадки при природном давлении (обязательное условие) подразделяются на три категории (табл.1).

Таблица I Категория лессовых грунтов по просадочности

Кате гория	Наименова-, ние	Относительная про-садочносгь при дав- ? лении на грунт Р.кг/см*1			Просадка при природ-
		I	2	3	НОИ давле нии, см
I	Слабопроса- дочные	0,01-0,015	0,01-0,02	0,01-0,03	—15

Продолжение табл.1

Относительная просадочность при давлении-^на грунт Р. кг/см^ Про садка при Кате гория Наименова ние I 2 3 природ ном давле нии, см 2 Среднепро- садочные 0,015- 0,03 0,02- о;о5 0,03- 0,07 16- 50 3 Сильнопро- садочные >0,03 >0,05 >0,07 >50

2.8. Замачивание (повышение влажности) просадочных грунтов в основании сооружений, в зависимости от характера распространения воды, степени увлажнения и размеров источника повышения влажности, бывает:

а)местное, сравнительно кратковременное замачивание грунта сверху (случайного характера), вследствие возможной утечки воды при расстройстве швов, нарушениях водонепроницаемости конструкций сооружений, трубопроводов, переливах через борта лотков, при периодической работе мелких и временных оросителей, выводных борозд, поливных карт и т.п., приводящее к увлажнению проса-дочного массива на ограниченной площади в пределах части просадочной толщи. В этом случае просадка проявляется лишь частично, так как:

-    промачивание массива происходит не на полную мощность просадочной толщи;

-    увлажнение замоченного массива будет не до полного водонасшцения;

- 9 -

- недостаточные размеры увлажненной зоны по верху в связи с возникновением сил торможения от окружающего сухого грунта снижают величину просадки от собственного веса или даже не вызывают ее;

б)    интенсивное, длительное замачивание лросадочно-го массива под каналами, сооружениями значительных размеров. Просадка проявляется максимальной величины, так как промачивание происходит на всю глубину про-садочной толщи с полным водонасыщением грунта;

в)    замачивание вследствие подъема уровня грунтовых вод, вызывающего просадку нижних слоев грунта от действия его собственного веса или от суммарной нагрузки под фундаментом в пределах высоты подъема уровня грунтовых вод и зоны их капиллярного поднятия;

г)    замачивание за счет медленного повышения влажности под экранами, облицовками, грунтовыми подушками, над депрессионными кривыми при фильтрации воды в стороны от каналов;

д)    одновременное сочетание отдельных видов замачивания, например, местное(кратковременноеЗамачивание с подъемом уровня грунтовых вод; длительное интенсивное промачивание массива под каналом в пределах увлажненного контура и медленное повышение влажности выше канала и сбоку от него.

2.9.    Величина начального просадочного давлениями, представляет собой минимальное давление, при котором начинают проявляться просадочные свойства грунта при полном его водонасыщении.

2.10.    Величина начальной (критической) влажности, W_H, определяется как минимальная влажность, при которой от заданной нагрузки на грунт начинают проявляться его просадочные свойства.