Классификация оснований, их состав

Все основания плотин можно разделить на скальные и полускальные. К скальным основаниям относят массивы прочных пород с жест­кими связями между зернами, а слагающие их породы характери­зуются «в куске» пределом прочности на сжатие более 20 МПа и на растяжение более 1 МПа, модулем деформации более 5 ГПа.

Массивы оснований и породы с меньшими, чем приведены выше, показателями относят к слабым скальным или полускальным.

В состав скальных оснований могут входить магматические изверженные породы: интрузивные (граниты, сиениты, габбро, дио­риты) и эффузивные или лавовые (базальты, диабазы, порфириты, андезиты). Эти породы отличаются высокими показателями прочности (на сжатие 100-320 МПа), мало сжимаемые, с высоким модулем упругости. Нужно только быть осторожными с гранитами, в которых под влиянием выветривания и тектонических процессов иногда образуются ослабленные зоны (вплоть до глинистой массы). Другой вид прочных пород - метаморфические (кристалличе­ские сланцы, гнейсы, кварциты, филлиты и др.), которые по своим свойствам близки к изверженным, но некоторые из них, как, напри­мер, сланцы с их тонкой слоистостью, обладают сниженным сопро­тивлением скалыванию (сдвигу). Вообще же метаморфические породы отличаются разнообразием строительных свойств (бывает так, что они по качеству своему близки к тем осадочным породам, из которых они произошли, например к глинам, мергелям, извест­някам).

Третий вид скальных пород - осадочные (крепкие известняки, доломиты, песчаники кремнистые). Эти породы различны по своим свойствам: например, кремнистые песчаники обладают прочностью на сжатие 100-230 МПа, а известняки и доломиты (породы ор­ганогенные) - от 140 до 30-50 МПа и ниже. Породы эти обычно слоисты, сильно трещиноваты, часто имеют глинистые, сланцеватые прослойки, с низким сопротивлением сдвигу вдоль слоев. Особо надо отметить группу пород - гипсы, ангидриды, каменную соль, как менее прочные, чем известняки и песчаники, они отличаются малой водостойкостью, легко растворяются в воде; при их сильной трещиноватости они опасны в качестве оснований подпорных гидро­сооружений; использовать их можно, но при проведении особых мероприятий по обеспечению сохранности. Эти породы иногда при­ходится относить не к скальным, а к полускальным породам.

Полускальные (или слабые скальные) основания отличаются от скальных меньшей прочностью и значительной деформативностью (сжимаемостью), пониженным сопротивлением сдвигу (f = 0,2-0,5 в зависимости от степени глинистости породы). В этих ос­нованиях преобладают различные глинистые отложения, начиная от сильно уплотненных глин (аргиллиты), суглинков (алевролиты), кремнистых глин до опок и мергелей включительно.

Предел прочности при сжатии этих пород «в куске» колеблется от 1,0 до 5 МПа, в отдельных случаях (опоки, мергели) до 20-30 МПа, модуль деформации - от 0,3 до 1,5 ГПа, но для крем­нистых опок и мергелей до 4-5 ГПа и более. В массиве основания модуль деформации еще ниже. Одним из характерных свойств по­лускальных пород является их чувствительность к воде и глубокая выветренность, превращающая их иногда в скопление мелких об­ломков и даже в пластичную массу.

По степени трещиноватости основания характеризуются моду­лем трещиноватости (количество трещин на 1 м длины разреза), изменяющимся от величины менее 1,5 - для слаботрещиноватых и до 30 и более - для сильнотрещиноватых.

По размерам нарушения сплошности основания (трещин) пред­лагается делить их на: разломы (I-III категории), если ширина зоны дробления значительна - от одного-нескольких метров при протяженности от сотен-тысяч километров, и собственно трещины (IV-VI категории) от крупных (шириной от десятков сантиметров до метра или более и протяженностью от десятков до сотен метров) и мелких шириной менее 0,5 мм и протяженностью метры и санти­метры.