György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
II. Vízépítési szerkezetek
VÍZÜGYI LÉTESÍTMÉNYEK KÉZIKÖNYVE 11-117 Ha egy adott 6 gát esetében a szükséges szilárdságot csak durvább szemű talajjal lehet biztosítani, mint amilyent a kielégítő vízzárás megkívánna (dzb >í/kb), akkor csak összetett (szerkezetes) gát építhető, azaz az állékonyság és a vízzárás biztosításához két különböző, egy-egy feladat ellátására alkalmas („egyfeladatú”) anyag szükséges. A 11-59. ábrán az összetett szerkezetű gátak két jellegzetes alaptípusát, a vízzáró test centrális vagy héj alatti elhelyezését, már ismertettük; mindkét esetben mind a vízzárótest, mind a támasztótestek egyfeladatú anyagból épülnek. A homlokszigetelésű gátszerkezetben (II-87a ábra) csak az al- vízi gátoldal egyfeladatú, a vízzáró test egyben 11-87. ábra. Gátszerkezetek a homlokszigetelésű gát; b kéregszigetelésü gát; 1 vízzáró; 2 víz- áteresztő; 3 vízzáró alapréteg; 4 vízzáró burkolat a felvízi gátoldal állékonyságát is biztosítja, ezért kétfeladatú anyagból kell épülnie. A vízzáró burkolattal megoldott szigetelés (11-876 ábra) akkor lehet gazdaságos, ha az építéshelyen vízzáró (vagy vízzáróvá tehető) földanyag nem áll rendelkezésre; a gáttest feladata csak az állékonyság biztosítása. A gazdaságos építés alapvető követelménye, hogy a gát lehetőleg helyben található anyagból épüljön, azaz a rendelkezésre álló talaj vagy talajok minősége az adottság és a tervezés feladata olyan gátméreteket, szerkezetet megállapítani, hogy a belőle adódó állékonysági és vízzárási követelmények az adott építőanyaggal (anyagokkal) kielégíthetők legyenek. A gátba beépített talajok tulajdonságai nem csupán minőségüktől, hanem a beépítéskor előállított állapotuktól (tömörség, víztartalom) és ennek az állapotnak az esetleges változásaitól (az építés és üzem körülményei között) is függenek. A tervezés a lehetséges változásokat is vegye figyelembe, feladata nyilvánvalóan annál köny- nyebben oldható meg, minél kisebb a vízzárási követelmény és a szükséges szilárdságot alapvetően befolyásoló gát-, ill. vízmagasság. Homogén gát építésekor fontos, hogy a beépített anyag minősége egyenletes legyen. Az e tekintetben esetleg érvényesülő felületesség véletlen jellegű heterogenitást, anizotrópiát okozhat, a méretezés alapjául szolgáló feltevésekkel ellentétes, károkat előidéző szivárgási viszonyokat teremthet. 11-88. ábra. A szivárgási anizotrópia torzítja a szivárgási görbét a véletlen jellegé; b szándékosan előállított anizotrópia (a jelek sűrűsége arányos a vízzáró képességgel) Ezért helytelen az a régi szemlélet — elsősorban alacsonyabb gátak, árvízvédelmi töltések építési gyakorlatában érvényesült —, amely szerint a mindenkor fejtésre kerülő többé-kevésbé kötött anyagból válogatás nélkül épített gát egyben homogén gátnak is tekinthető. Ha az építőanyag homogenitása gazdaságosan nem biztosítható (pl. az anyagnyerő hely szeszélyes rétegzettsége miatt), akkor az elkerülhetetlen heterogenitást és az ezzel járó szivárgási anizotrópiát nem szabad a véletlenre bízni (II-88a ábra), hanem tervszerűvé kell tenni (11-886 ábra). Ez a tervszerűség megvalósítható úgy, hogy a viszonylag vízzáróbb anyagokat csak a gát vízoldalába építjük be, vagy a gát alvízi támasztótestét megfelelő szivárgórendszerrel a telítődéssel, szemcsekimosással szemben megvédjük. Az a gáttest, amelyben a szivárgási folyamatot ily módon szabályozzuk — a szabályozás intenzitásától függően — átmenetet képez a homogén és az összetett szerkezet között, esetleg már összetett szerkezetű gátnak tekinthető. A 11-63. ábrán látható szivárgószőnyeg hatékonyságával csak akkor szabad számolni, ha a gátanyag nem túlságosan kötött, ha a benne lezajló szivárgás döntő mértékben a gravitáció hatása alatt áll. Ha a gát agyagból épül, a szivárgást a kapilláris hatások is befolyásolják (az i0: küszöbgrádiens nagy), akkor a szivárgót függőleges értelemben is ki kell terjeszteni (1. 11-64. ábrát). A vázolt szempotok — kvalitatív összefüggések — következménye, hogy a gátépítésre felhasználható talajok minőségére és a beépítés feltételeitől függő tulajdonságaira vonatkozóan általános érvényű — feltétlenül betartandó — határértékek nem adhatók. Az irodalomban található ilyen jellegű előírások kizárólag tájékoztató jellegűek, melyeknek esetenkénti túllépése — ha a követelmények teljesülése igazolt — nemcsak megengedhető, hanem 277
