Выполнен анализ возможности появления разжижения грунтов в основании судоходных гидротехнических сооружений. Отмечается, что эти сооружения расположены, как правило, в речных долинах на аллювиальных грунтах, представляющих собой обычно перемежение слоев мелкозернистого или пылеватого песка и суглинков. При повышении влагонасыщенности пористого слоя грунтов происходит уменьшение угла естественного откоса и сцепления между частицами грунта, а также все большее значение начинают приобретать силы взвешивания. При статическом воздействии на грунты от веса сооружения и при динамических воздействиях, создаваемых при работе судоходного шлюза в процессе наполнения-опорожнения камеры, грунты основания приобретают консистенцию суспензии, при этом теряются связи между частицами и грунты частично или полностью теряют свою несущую способность. Это приводит к непроектным перемещениям и осадкам сооружений, возникновению трещин в бетонных конструкциях,а также разрушению шпонок в температурно-осадочных швах между элементами конструкций. В качестве примера последствий разжижения грунта для состояния судоходных гидротехнических сооружений проанализирована ситуация на шлюзе № 5 Волго-Донского судоходного канала, где с 2005 г. наблюдаются значительные вертикальные осадки центральных секций камеры. Анализ показал, что шлюз расположен на мелкодисперсных пылеватых песках с малыми коэффициентами фильтрации, частицы с размерами менее 0,1 мм составляют более 84 % состава грунта. При высокой водонасыщенности слоев появились условия для разжижения. Рассмотрена аналогичная ситуация на шлюзе № 2 Волго-Балтийского водного пути: мелкие и пылеватые пески, полная водонасыщенность слоя, слабая водоотдача, низкие коэффициенты фильтрации в грунте, что привело к возникновению трещины в бетоне устоя нижней головы. Для предотвращения возможности разжижения грунта предлагаются следующие варианты: уменьшение водонасыщения слоя (противофильтрационные завесы, дренирование) и опирание конструкций на грунты с высокой несущей способностью.
The analysis of possibility of the soil liquefaction phenomenon occurrence at the base of navigable hydraulic structures is presented. It is noted that such structures are located, as a rule, in river valleys on alluvial soils, which are usually an alternation of layers of fine-grained or silty sand and loam. With an increase in the moisture saturation of the porous layer of soils, the angle of repose and adhesion between soil particles decrease, in addition, weighing forces begin to gain more and more importance. Under the static effect on the soils from the weight of the structure and the dynamic effects created during the operation of the navigational lock in the process of filling and emptying the chamber, the base soils acquire the consistency of a suspension, bonds between particles are lost, and the soils lose their bearing capacity partially or completely. This leads to off-design movements and settlements of navigable hydraulic structures, cracks in concrete structures, destruction of dowels in temperature-sedimentary joints between structural elements. As an example of the consequences of soil liquefaction for the state of navigable hydraulic structures, the situation at the lock No. 5 of the Volga-Don shipping canal is considered. Since 2005, significant vertical settlements of the central sections of the chamber have begun at the lock No. 5. The analysis has shown that the lock is located on fine dusty sands with low filtration coefficients, particles with sizes less than 0.1 mm make up more than 84% of the soil composition. With a high water saturation of the layers, the conditions for liquefaction had appeared. A similar situation takes place at the lock No. 2 of the Volga-Baltic waterway - fine and silty sands, full water saturation of the layer, poor fluid loss, low filtration coefficients in the soil led to the appearance of a crack in the concrete abutment of the lower head. To prevent the possibility of soil liquefaction, several approaches have been proposed: reducing the water saturation of the layer (anti-seepage curtains, drainage), supporting structures on soils with high bearing capacity.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.