Безрастворная каменная кладка в гидротехническом строительстве

В гидротехническом строительстве, например при устройстве плотин, очень часто выполняют каменную кладку без примене­ния вяжущих веществ. Тело таких плотин может быть образо­вано:

-наброской камня или мелких каменных материалов (щебня, галечника и др.);

-сухой кладкой, когда камни_подбираются таким обра­зом, чтобы получился более или менее плотный массив с пере­вязкой рядов камня;

-укладкой сетчатых ящиков, так называемых габионов, за­полненных мелким камнем.


Рис. 128 Типы плотин из сухой кладки:
1 - подэкрановая кладка; 2 - наброска; 3 - экран; 4 - сухая кладка; 5 - диафрагма; 6 - ядро

Набросные плотины и плотины из сухой кладки (рис. 128) обычно имеют трапецеидальное поперечное сечение.   Крутизна откосов зависит от характера укладки камня и колеблется в пределах от 1:0,5 до 1:2.

Наброска и сухая кладка камня имеют крупные пустоты и, следовательно, пропускают воду. Поэтому водонепроницаемость таких плотин обеспечивают специальными устройствами: экра­нами, которые устраивают по напорному откосу сооружений, а также диафрагмами или ядрами, которые размещают внутри тела плотины.
Экраны выполняют как из жестких (бетона и железобетона, древесины, металла), так и из пластичных (глины, суглинка, торфа)  материалов.
Жесткие экраны сооружают на подэкрановой сухой кладке, располагаемой на наброске. Пластичные экраны можно укладывать непосредственно на наброску, но лучше проклады­вать между ними переходной слой из каменной мелочи.

Габионные плотины могут иметь многоступенчатый, тра­пецеидальный или прямоуголь­ный профили (рис. 129).


Рис. 129 Габионные плотины:
а - многоступенчатая;  б - трапецеидальная;  в - прямоугольная

Каменную наброску выпол­няют путем сбрасывания кам­ня с эстакад или временных наплавных мостов. Высота па­дения камней должна быть как можно большей, так как это ведет к лучшему уплотнению наброски и меньшей ее осадке. В основном же эта высота регламен­тируется требованиями безопасности работ, а также сохранения материалов от разрушения и колеблется от 6 до 45 м. Наброску камня выполняют послойно с одновременным или последующим уплотнением, которое необходимо для того, чтобы уменьшить пустотность и осадку сооружения.

Для этих целей рекомендуется использовать камни разных размеров, причем более крупные следует укладывать у откосов (для улучшения их устойчивости),

Уплотняют наброску, засыпая пустоты мелким камнем и карьерной мелочью, которые иногда сбрасывают одновременно с крупными камнями. Еще большего уплотнения наброски можно добиться гидравлическим способом - промывкой набро­шенного камня струей воды, поступающей из гидромониторов под давлением 3-10 атм.

Возведение насыпи из мелкого камня, наброшенного тонкими слоями, сопровождают укаткой обычными и вибрационными катками. В зависимости от крупности камня, дальности пере­возки и условий строительства каменные материалы доставляют по железной дороге, кабельными кранами, тракторами и авто­самосвалами.

Качество наброски в плотине определяется в конечном счете ее осадкой. При отсыпке крупного камня высокими слоями с промывкой водой из гидромониторов она колеблется от 0,5 до 1,5%, а при отсыпке мелкого камня тонкими слоями с механи­ческим уплотнением - не превышает 0,5%.

Сухая кладка по сравнению с каменной наброской более трудоемка и менее производительна, но она позволяет возво­дить сооружения с меньшей пустотностью и осадкой.

К местам укладки камень обычно подают по эстакадам ог­раниченной высоты или в поддонах кабельными кранами. Сухую кладку выполняют из специально подобранных камней и укладывают их с перевязкой швов, заполняя пустоты щебнем. Мелкие камни кладут вручную, а крупные - при помощи кра­нов. В том случае, когда тело плотины устраивают целиком из сухой кладки, внутреннюю ее часть, делают из более мелких, а откосы - из самых крупных и тяжелых камней.