Dział III. Ocena stateczności budowli…

DZIAŁ III

Ocena stateczności budowli hydrotechnicznych

§ 30. Obliczanie stateczności i nośności budowli hydrotechnicznych

Obliczanie stateczności i nośności budowli hydrotechnicznej wykonuje się zgodnie z aktualnym poziomem wiedzy i techniki, w szczególności zgodnie z wymaganiami Polskich Norm.

§ 31. Zakres sprawdzeń budowli hydrotechnicznych na podłożu nieskalnym

Budowle hydrotechniczne betonowe, żelbetowe, kamienne lub wykonane z betonu słabo zbrojonego, posadowione na podłożu nieskalnym, sprawdza się w zakresie:

1) przekroczenia:

a) obliczeniowej nośności podłoża,

b) dopuszczalnych wartości przemieszczeń i odkształceń, w szczególności osiadań, różnicy osiadań i przechylenia;

2) poślizgu po podłożu i w podłożu;

3) obrotu;

4) negatywnych skutków filtracji, w szczególności przebicia hydraulicznego, sufozji lub wyparcia gruntu podłoża i przyczółków;

5) utraty nośności konstrukcji tych budowli;

6) wystąpienia nadmiernych ciśnień w ich podstawie oraz w podłożu;

7) wypłynięcia spowodowanego wyporem.

§ 32. Zakres sprawdzeń budowli hydrotechnicznych na podłożu skalnym

Budowle hydrotechniczne betonowe, żelbetowe, kamienne lub wykonane z betonu słabo zbrojonego, posadowione na podłożu skalnym, sprawdza się w zakresie:

1) przekroczenia obliczeniowej nośności podłoża;

2) poślizgu po podłożu i w podłożu;

3) obrotu;

4) wystąpienia:

a) naprężeń rozciągających od strony odwodnej w poziomie posadowienia, a dla budowli wykonanych z betonu słabo zbrojonego i kamiennych – również w przekrojach powyżej poziomu posadowienia,

b) nadmiernych ciśnień w podstawie tych budowli oraz w podłożu,

c) przebić hydraulicznych w podłożu skalnym i wokół przyczółków;

5) utraty nośności konstrukcji tych budowli.

§ 33. Zakres sprawdzeń ziemnej budowli piętrzącej

Ziemną budowlę piętrzącą sprawdza się w zakresie:

1) stateczności skarp wraz z podłożem;

2) dopuszczalnych parametrów filtracji, takich jak gradienty ciśnień filtracyjnych i prędkości filtracji, których przekroczenie może doprowadzić do wystąpienia negatywnych skutków, w szczególności przebicia hydraulicznego lub sufozji;

3) chłonności i wydajności drenaży;

4) przemieszczeń i odkształceń korpusu tej budowli wraz z podłożem;

5) poślizgu po podłożu i w podłożu;

6) niebezpieczeństwa wyparcia gruntu spod tej budowli.

§ 34. Sprawdzenie możliwości upłynnienia gruntów w budowli piętrzącej

W przypadku występowania w podłożu lub w korpusie budowli piętrzącej gruntów podatnych na upłynnienie sprawdza się możliwość wystąpienia tego zjawiska w wyniku działających obciążeń w układzie podstawowym i wyjątkowym.

§ 35. Zasady sprawdzania stateczności budowli hydrotechnicznych

1. W celu sprawdzenia, w warunkach I stanu granicznego nośności (SGN), stateczności budowli hydrotechnicznej, z wyjątkiem skarp budowli hydrotechnicznej ziemnej i zboczy, stosuje się zależność: γ ∙E ≤m · E gdzie: E – oznacza obliczeniowe oddziaływania stabilizujące, którymi są:

obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego,

suma rzutów na płaszczyznę poślizgu wszystkich sił od obciążeń obliczeniowych przeciwdziałających przesunięciu, wyznaczonych z uwzględnieniem obliczeniowych wartości parametrów geotechnicznych,

momenty wszystkich sił obliczeniowych przeciwdziałających obrotowi,

składowa pionowa obciążeń obliczeniowych w poziomie posadowienia przy sprawdzaniu stateczności na wypłynięcie, E – oznacza obliczeniowe oddziaływania destabilizujące, którymi są:

obciążenia przekazywane przez fundamenty na podłoże gruntowe,

składowa styczna wszystkich obciążeń obliczeniowych mogących spowodować przesunięcia budowli hydrotechnicznej w płaszczyźnie poślizgu,

momenty wszystkich sił obliczeniowych mogących spowodować obrót,

składowa pionowa wartości obliczeniowej wyporu w poziomie posadowienia przy sprawdzeniu stateczności na wypłynięcie, γ – oznacza współczynnik konsekwencji zniszczenia, m – oznacza współczynnik korekcyjny.

2. Zależność, o której mowa w ust. 1, stosuje się przy sprawdzaniu nośności podłoża gruntowego budowli hydrotechnicznej, poślizgu budowli hydrotechnicznej po podłożu lub w podłożu, obrotu budowli hydrotechnicznej oraz jej wypłynięcia.

3. Wartości obliczeniowe obciążeń, ich kombinację w podstawowym i wyjątkowym układzie obciążeń oraz wartości obliczeniowe parametrów wytrzymałościowych podłoża gruntowego, obliczeniowy opór graniczny podłoża i wartości współczynnika korekcyjnego ustala się zgodnie z aktualnym poziomem wiedzy i techniki, w szczególności zgodnie z wymaganiami Polskich Norm.

4. Współczynnik konsekwencji zniszczenia (γ) budowli hydrotechnicznej (z wyłączeniem skarp i zboczy) określa załącznik nr 2 do rozporządzenia.

5. Dla budowli hydrotechnicznej na wodach granicznych wartość współczynnika konsekwencji zniszczenia (γ) ustala się indywidualnie w uzgodnieniu z właściwymi służbami państwa sąsiedniego, przy czym ten współczynnik nie może być mniejszy niż określony w załączniku nr 2 do rozporządzenia.

6. W obliczeniach, o których mowa w ust. 1, uwzględnia się naprężenia efektywne wyznaczane z uwzględnieniem prognozowanych ciśnień wody w porach gruntu podłoża. Zależność, o której mowa w ust. 1, sprawdza się zarówno dla warunków pracy bez odpływu, jak i z odpływem, przyjmując odpowiednio całkowite lub efektywne parametry wytrzymałościowe gruntów w podłożu.

7. Dopuszcza się stosowanie innych metod obliczeń stateczności budowli hydrotechnicznej opartych na rozwiązaniu równań równowagi. W takim przypadku współczynnik pewności (γ) spełnia wymagania, o których mowa w § 40 ust. 2.

§ 36. Położenie wypadkowej obciążeń w rdzeniu przekroju

1. W budowlach hydrotechnicznych wykonanych z betonu słabo zbrojonego oraz kamiennych posadowionych na skale wypadkowe wszystkich sił poziomych i pionowych działających na tę budowlę, odniesione do dowolnego przekroju poziomego, w tym do podstawy budowli piętrzącej, dla podstawowego układu obciążeń mieszczą się w rdzeniu przekroju przy spełnieniu zależności: |x| ≤ 1/6 b gdzie: x – oznacza odległość położenia wypadkowej od środka przekroju, b – oznacza szerokość przekroju (podstawy). Dla budowli hydrotechnicznej żelbetowej powyższy warunek powinien być spełniony w poziomie posadowienia.

2. W budowli hydrotechnicznej wykonanej z betonu słabo zbrojonego posadowionych na skale dla wyjątkowego układu obciążeń dopuszcza się, aby wypadkowa wszystkich obciążeń obliczeniowych wyszła poza rdzeń przekroju, przy spełnieniu zależności: | x | ≤ 1/3 b.

§ 37. Uwzględnianie obciążeń dynamicznych i sejsmicznych

1. W przypadku budowli piętrzących żelbetowych, kamiennych oraz wykonanych z betonu słabo zbrojonego, poddanych obciążeniom dynamicznym wywołanym przez urządzenia zainstalowane w tych budowlach, wpływ tych obciążeń uwzględnia się, przyjmując po prawej stronie zależności, o której mowa w § 35 ust. 1, dodatkowy współczynnik równy 0,95.

2. W przypadku budowli piętrzącej poddawanej obciążeniom sejsmicznym lub parasejsmicznym oddziaływanie tych obciążeń uwzględnia się przez przyjęcie w zależności, o której mowa w § 35 ust. 1, dodatkowej siły destabilizującej, której wielkość określa się na podstawie przewidywanych przyspieszeń wywołanych tymi obciążeniami.

§ 38. Gradienty ciśnień filtracyjnych w podłożu i zaporze ziemnej

1. Gradienty ciśnień filtracyjnych występujące w podłożu budowli hydrotechnicznej oraz w korpusie zapory ziemnej spełniają zależność: γ ∙i ≤i gdzie: i – oznacza gradient ciśnień filtracyjnych, i – oznacza wartości krytyczne gradientu dla danego gruntu i charakteru przepływu, γ – oznacza współczynnik pewności.

2. Wartość współczynnika pewności () niezależnie od klasy budowli hydrotechnicznej wynosi:

1) 1,5 – dla podstawowego układu obciążeń;

2) 1,3 – dla wyjątkowego układu obciążeń.

3. Wartości gradientu ciśnienia filtracyjnego wyznacza się dla warunków filtracji ustalonej i nieustalonej, wywoływanej wahaniami stanów wody oraz procesami konsolidacji w gruntach, i sprawdza, czy ich wartości nie stwarzają zagrożenia wystąpieniem niekorzystnych deformacji filtracyjnych ośrodka gruntowego, takich jak: wyparcie, sufozja lub przebicie hydrauliczne.

§ 39. Obliczenia posadowienia i dopuszczalne przemieszczenia budowli

1. Obliczenia posadowienia budowli hydrotechnicznych betonowych, żelbetowych, kamiennych oraz wykonanych z betonu słabo zbrojonego według II stanu granicznego użytkowalności (SGU) przeprowadza się zgodnie z aktualnym poziomem wiedzy i techniki, w szczególności zgodnie z wymaganiami Polskich Norm.

2. Wartości dopuszczalne przemieszczeń ustala się indywidualnie dla każdej budowli hydrotechnicznej w zależności od wymagań stawianych zainstalowanym w tych budowlach urządzeniom, dopuszczalnych różnic przemieszczeń sąsiednich budowli oraz ich dopuszczalnych odkształceń.

§ 40. Sprawdzenie stateczności skarp z podłożem i zboczami

1. Sprawdzenie stateczności skarp budowli hydrotechnicznej ziemnej wraz z podłożem oraz ze zboczami polega na wykazaniu spełnienia zależności: γ ∙E ≤E gdzie: E, E – oznaczają wartości charakterystyczne oddziaływań stabilizujących i destabilizujących, γ – oznacza współczynnik pewności.

2. Wartość współczynnika pewności (γ) niezależnie od klasy budowli hydrotechnicznej wynosi:

1) 1,5 – dla podstawowego układu obciążeń;

2) 1,3 – dla wyjątkowego układu obciążeń. Podana wartość współczynnika pewności (γ) dla wyjątkowego układu obciążeń dotyczy urządzeń wodnych służących kształtowaniu zasobów wodnych, o których mowa w przepisach prawa wodnego. Dla budowli hydrotechnicznej niebędącej urządzeniem wodnym, w szczególności zbiornikiem gromadzącym substancje płynne i półpłynne, dla której nie jest wymagane pozwolenie wodnoprawne, podana wartość może być obniżona do wartości 1,2 pod warunkiem uzyskania pozytywnej, specjalistycznej opinii osoby posiadającej uprawnienia budowlane w odpowiedniej specjalności, w której przeanalizowano wszystkie składowe obciążeń wyjątkowych i czynniki, które na nie wpływają, z uwzględnieniem ich zmienności w całym przewidywanym okresie użytkowania.

3. Wartości charakterystyczne obciążeń i parametrów geotechnicznych wyznacza się dla odpowiedniej kategorii geotechnicznej zgodnie z aktualnym poziomem wiedzy i techniki, w szczególności zgodnie z wymaganiami Polskich Norm.

4. W obliczeniach, o których mowa w ust. 1, uwzględnia się naprężenia efektywne wyznaczane z uwzględnieniem prognozowanych ciśnień wody w porach gruntu podłoża.

5. Zależność określoną w ust. 1 sprawdza się zarówno dla warunków pracy bez odpływu, jak i z odpływem, przyjmując odpowiednio całkowite lub efektywne parametry wytrzymałościowe gruntów w korpusie i w podłożu.

§ 41. Sprawdzanie stateczności zboczy zbiornika retencyjnego

Stateczność zboczy zbiornika retencyjnego sprawdza się z uwzględnieniem przewidywanego zakresu wahań poziomów piętrzenia i prędkości zmian poziomu wody.

§ 42. Prognoza osiadań nasypów ziemnych budowli hydrotechnicznej

W celu określenia nadwyżek wysokości nasypów ziemnych budowli hydrotechnicznej niezbędnych do utrzymania projektowanej rzędnej korony tej budowli opracowuje się prognozę osiadań na podstawie wyników badań polowych i laboratoryjnych gruntów.

Pełna treść aktu: w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie.