Диссертация (1141487), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В п. 7.1.1 данного СПизложено: «Расчет свайных фундаментов должен быть выполнен попредельным состояниям:первой группы:а) по прочности материала анкера и анкерной тяги;б) по несущей способности (предельному сопротивлению) грунтаоснования перед плитой;в) по потере общей устойчивости основания сооружений, если на нихпередаютсязначительныенагрузки(подпорныестены,распорныеконструкции и др.), в том числе сейсмические, если сооружение расположенона откосе или вблизи него или если основание сложено крутопадающимислоями грунта. Этот расчет следует производить с учетом конструктивных39мероприятий,предусмотренныхдляпредотвращениясмещенияпроектируемого сооружения;второй группы:а) по деформациям основания при действующих нагрузках;б) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в элементахжелезобетонных конструкций подпорных сооружений» [47].Для обеспечения надежности крепления разработанной конструкциидвухрядного анкера расчетная рабочая нагрузка на анкер не должнапревышать наименьшей из двух величин:1) расчетной предельной нагрузки, определяемой из расчета прочностиэлементов анкера (тяги, узлов крепления);2) расчетной предельной нагрузки, определяемой исходя из условийобеспечения несущей способности грунтов основания [53].Расчет анкерных конструкций по прочности должен производиться всоответствии с требованиями действующих правил по расчету стальныхконструкций [47].В п.
7.1.6 СП 24.13330.2011 [47] изложено: «Несущую способностьанкеров раскрывающихся типа следует определять преимущественнополевыми методами. В случае отсутствия результатов полевых испытанийдопускаетсяоцениватьнесущуюспособностьрасчетнымиметодами,изложенными в подразделах 7.2 и 7.3, учитывая при этом уровеньответственности сооружения».Для данного диссертационного исследования одной из основных целейявляется разработка методики расчета несущей способности грунтовыханкерных конструкций с двумя раскрывающимися анкерными плитами.На основании результатов теоретических исследований был сделанвывод о том, что расчет разработанного грунтового анкера может бытьотнесен к классу осесимметричных задач, а предельное сопротивлениезависит от заглубления анкерной плиты, причем в ряде работ указано, чтоданная зависимость выражается прямо пропорционально.
Такого рода40предпосылки приняты в методике расчета винтовых свай п. 7.2.10СП 24.13330.2011 [47].Присоставленииметодикирасчетаразработаннойанкернойконструкции было принято решение об использовании основных положенийСП 24.13330.2011.Несущую способность по грунту Fd одного анкера с приведеннымдиаметром плиты d 1,2 м и длиной тяги l 10 м допускается определять поизложенной выше формуле 1.5:Fd с (а c а2 h ) A(2.1)Так как данная методика расчета предусмотрена для раскрывающегосяанкера с одной плитой, а разработанная конструкция состоит из двуханкерных плит, то необходимо учесть наличие вышерасположеннойанкерной плиты в новой методике расчета.Анкерные плиты в двухрядной конструкции следует монтировать натаком расстоянии друг от друга, чтобы для каждой из плит обеспечивалосьусловие глубинного заложения и, кроме того, учитывалась величина запаса,требуемого для приведения анкера в рабочее положение (для раскрытияповорота анкерной плиты в проектное положение и перемещения суплотнением грунта перед ней) [53].Величина запаса характеризуется процессом раскрытия верхнейанкерной плиты,результатом которого является образование полостинепосредственно под плитой.
В стандарте [53] изложено: «Величину запаса,требуемую для приведения анкера в рабочее положение, рекомендуетсяпринимать не менее двух длин анкерной плиты. Чтобы обеспечивалосьусловие глубинного заложения верхней анкерной плиты, необходимоследоватьсуществующимрекомендациямиустанавливатьглубинузаложения от уровня планировки не менее 5d в глинистых грунтах и не менее6d – в песках (где d – приведенный диаметр анкерной плиты)».41На основании вышеизложенного следует, что несущую способностьразработанной анкерной конструкции раскрывающегося типа с двухряднымиплитами при воздействии на нее выдергивающей нагрузки следуетопределять по формуле:Fd с (а c а3 h ) A1 (а2 c2 а4 2 h2 ) A2 , (2.2)где с – коэффициент реусловий работы, резависящий от ревида нагрузки,редействующей на реанкер, и регрунтовых условий (принимается по таблице 2.1);c1 ; c2 – расчетные значения удельных сцеплений грунта в рерабочейзоне, нижней и верхней анкерных плит соответственно, рекПа; ; 2 – осредненные расчетные значения реудельного веса регрунтов,залегающих ревыше нижней и верхней анкерных плит соответственно (приводонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);h ; h2 – глубины залегания нижней и верхней анкерных плит отреповерхности грунта;A1 и А2 – площади несущих поверхностей нижней и верхней анкерныхплит соответственно;а ; а3 ; а2 ; а4– ебезразмерныеркоэффициенты, репринимаемые врезависимости от рерасчетного значения реугла внутреннего ретрения грунта φ1 и φ2 врерабочей зоне нижней и верхней анкерных плит (α1, α3-для нижней анкернойплиты, α2, α4 для верхней анкерной плиты) по таблице 2.2 [53].Таблица 2.1 – Коэффициенты условий работы двухрядных анкерныхконструкций γc при выдергивающих нагрузкахГрунт1.
Глины и суглинки:а) твердые, полутвердые итугопластичныеКоэффициент0,842Продолжение таблицы 2.1б) мягкопластичныев) текучепластичные2. Пески и супеси:а) пески маловлажные и супеси твердыеб) пески влажные и супеси пластичныев) пески водонасыщенные и супеситекучие0,80,70,80,70,6Таблица 2.2 – Безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости отрасчетных значений углов внутреннего трения грунтаРасчетное значение углавнутреннего трениягрунта в рабочих зонах φIи φ2 град.α1, α37,88,49,410,112,115,018,023,129,538,048,464,9131516182022242628303234ТаккакКоэффициентывинтовыесваиα2, α42,83,33,84,55,57,09,212,316,522,531,044,4устраиваютсявоснованиеметодомзавинчивания, то это приводит к разрушению грунта вокруг ствола сваи, всвязи с чем, в формуле несущей способности для винтовых свай (1.4)применяется коэффициент условий работы, зависящий от вида грунта и типанагрузки (от 0,3 до 0,8).
Раскрывающиеся анкерные системы, в том числеусовершенствованная конструкция, при погружении не так значительноподвергают разрушению грунт основания, что в свою очередь, было учтенопутем повышения коэффициента условий работы в вышеизложенной43формуле (2.2) (таблица 2.2) на 10 20 % (для точного значения потребуютсядополнительные исследования).Выводы к главе 21.Разработаны принципиальные конструктивно-технологическиерешения, связанные с узлом крепления плит к анкерной тяге и ее раскрытия вперпендикулярноеположение,чтопослужилооснованиемдлясовершенствования грунтовых анкерных конструкций раскрывающегосятипа.2.Предложенырекомендациидляоптимальнойрасстановкианкерных плит в усовершенствованной грунтовой анкерной конструкциираскрывающегося типа.3.На основе теоретических исследований разработана методикарасчета с использованием основных положений СП 24.13330.2011 дляопределениянесущейспособностиусовершенствованнойанкернойконструкции при воздействии на нее выдергивающей нагрузки.
Также дляданной методики расчета рекомендовано применять коэффициенты условийработы, отличающиеся от изложенных в СП 24.13330.2011 для винтовыхсвай на 10-20%.44Глава 3. Экспериментальные исследования грунтовых анкерныхконструкций раскрывающегося типа3.1 Программа и методика экспериментальных исследованийЦель экспериментальных исследований заключалась в выявленииособенностей работы грунтовых анкерных конструкций раскрывающегосятипа (далее – анкеры) под нагрузкой и в изучении взаимодействия их сокружающим грунтом.С помощью экспериментов предстояло решить задачи: исследовать взаимодействие анкера с окружающим грунтом в процессенагружения и при разрушении при поверхностной и глубинной схемахзаложения; исследовать распределение вертикальных напряжений в основании наданкерной плитой под нагрузкой; выявить и проанализировать факторы, оказывающие влияние напредельное сопротивление анкерной конструкции раскрывающегося типа; исследовать взаимное влияние двух анкерных плит с окружающейгрунтовой средой.Длярешенияпоставленныхзадачбылизапланированыэкспериментальные исследования в научно-исследовательской лабораториигидротехнических сооружений (далее – НИЛ ГТС) НОЦ «Гидротехника»НИУ МГСУ и на опытно-конструкторском участке Северо-Двинскойшлюзованной системы.В лабораторных условиях задачи решались путем испытаний натурныхмоделей анкеров раскрывающегося типа (в том числе с двухряднымиплитами) в песчаном основании, устроенном в грунтовом бассейне НИЛГТС.На опытно-конструкторском участке Кишемского канала Северо-Двинской шлюзованной системы осуществлялись испытания в глинистыхгрунтах.453.2Полевые испытания на опытно-конструкторском участкеСеверо-ДвинскойшлюзованнойсистемывусловияхглубинногозаложенияОпытышлюзованнойпроводилисьсистемывнаКишемскомпериодработ поканалеСеверо-Двинскойреконструкцииданногосооружения.
При общей протяженности Северо-Двинского канала в 127 кмКишемский канал занимает лишь малую долю — его длина составляет всего2,65 км. В геоморфологическом отношении Кишемский канал приурочен кБелозерско — Кирилловскому водоразделу между реками Шексна иПорозовица. Глубина канала до реконструкции составляла 2,4-3,0 м [29].Стены канала до реконструкции были укреплены деревяннымисваями, которыесовременем изрядноподгнили.БерегоукреплениеКишемского канала физически устарело и требовало реконструкции. Срокэксплуатации канала с берегоукреплением в виде деревянных свайприближался к 100 годам.Берега Кишемского канала на большом протяжении представленыболотистыми участками с очень нестабильными физико-механическимисвойствами грунтов основания.
В геологическом строении судоходногоканала принимает участие комплекс техногенных, аллювиальных, озерноболотных и моренных отложений четвертичного возраста представленныйторфами, суглинками и песками. Из специфических грунтов имеет широкоераспространениеторфсреднеразложившийся,коричневыйитёмно-коричневый, с растительными остатками, с прослойками и линзами илов,суглинков, песков [29]. Опыты проводились на участке, в основаниикоторого залегает суглинок серый и буровато-коричневый тугопластичной иполутвердой консистенции.Физико-механическиехарактеристикилабораторными, так и полевыми исследованиями.определялиськак46Полевые исследования включали в себя статическое зондированиегрунтов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
