Пояснительная записка (1207701), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

2) устройство дренажных прорезей и водоотводных канав.

4.2.1 Расчет коэффициента устойчивости с устройством бермы

Сооружение бермы производим с левой стороны от первого пути на протяжении 300 метров. Отсыпка производится с помощью вагонов-думпкаров песчано-гравийным грунтом.

Рис. 4.3. Расчетная схема для определения коэффициента устойчивости с устройством бермы

Расчет устойчивости откоса насыпи с устройством бермы представлен в таблицах 4.13 и 4.14. Размеры бермы приняты: ширина 4,0 м, высота 2,9 м, крутизна откоса 1:2.

Таблица 4.13- Расчет коэффициента устойчивости откоса насыпи с устройством бермы во время засухи. Радиус кривой R = 16,93м

Таблица 4.14- Расчет коэффициента устойчивости откоса насыпи с устройством бермы во время осадков. Радиус кривой R = 16,93м

Во время самого неблагоприятного периода коэффициент устойчивости с устройством бермы увеличился К_уст =1,29.

Таким образом, устройство бермы обеспечит стабилизацию пути и предотвратит осадку.

4.2.2 Расчет свайно-подпорной стенки

Проектирование поддерживающего сооружения на оползневом массиве, состоящего из забивных свай, расстояние b между ними может определяться по теории арочного эффекта при достаточной прочности грунта, или по теории пластичности при грунтах с низкими прочностными характеристиками (пластичные грунты).

При правильно определенном расстоянии грунт между элементами продавливаться не должен, так как образуется несущее тело, которое включает в себя удерживающие элементы и грунт, находящийся между ними. Таким образом, сваи с заключенным между ними грунтом работают совместно как единая свайно-грунтовая стена.

Если поддерживающее сооружение состоит из двух или более рядов свай или столбов, то они также вместе с грунтом между ними работают как единая конструкция, и оползневое давление равномерно распределяется на элементы каждого ряда.

На рисунке 4.4 показана расчетная схема противооползневой свайной удерживающей конструкции.

Рис. 4.4. Расчетная схема удерживающей конструкции из двух рядов свай: h_ср – мощность сползающего слоя грунта перед конструкцией; l_о = (1/3) h_ср – расстояние приложения давления Е_оп от поверхности сдвига; а = М_мах/Е^/_оп – расстояние от условной заделки свай до уровня приложения силы Е^/_оп; h – длина свай в неустойчивом грунте; h₁ – глубина погружения свай в устойчивый грунт; b – расстояние между сваями в ряду; Е^/_оп – оползневое давление, приходящееся на один удерживающий элемент (сваю)

Оползневое давление определяется по формуле (1) [9]

Е_оп = (K_задT_i,сд – F_i – c_il_i – T_i,уд), (4.9)

где K_зад – заданный коэффициент устойчивости, K_зад=1,2;

T_i,сд, T_i,уд – тангенциальные составляющие веса отсеков, направленные соответственно в сторону сдвига и в противоположную сторону, кН;

F_i – сила трения в i-м отсеке, кН;

c_il_i – сила сцепления в i-м отсеке, кН.

Расстояние b между удерживающими элементами (сваями), по теории арочного эффекта, можно определить по формуле (2) [9]

, (4.10)

где – величина, от которой зависит стрела подъема предполагаемой арки f = b, определяется по формуле (4.11);

с_ср и _ср – средневзвешенные для всех слоев грунта, слагающих толщу h_ср, соответственно удельное сцепление и угол внутреннего трения;

h_ср – толщина слоя сползающего грунта перед свайным рядом, м;

– угол наклона поверхности сдвига грунта к горизонтали в расчетном сечении;

Е_оп – оползневое давление в расчетном сечении, кН/пог. м;

. (4.11)

На рисунке 4.5 показано давление на арку q = Е_оп, кН/пог. м и реакции. Реакции на опорах R_v и распор R_h определяются по формулам:

. (4.12)

где b – расстояние между удерживающими элементами, м;

q -оползневое давление, q = Е_оп, кН/пог. м.

Рис. 4.5. Схема расчета свайного удерживающего сооружения по теории арочного эффекта: а – принципиальная схема несущего грунтового тела; б – разрез в направлении сдвига грунта; в – план; 1 – поверхность сдвига грунта; 2 – сваи; Е = Е_оп b – суммарное давление на участке b

Стрела подъема арки f определяется по формуле (5) [9]

. (4.13)

Буквой S на рисунке 4.5, б; 2, в обозначено сопротивление сдвигу грунта по вертикальной поверхности среза k₁knn₁ (заштрихована), которая определяется по формуле (6) [9]

, (4.14)

где Е_оп,н – составляющая оползневого давления, направленная перпендикулярно к одной из поверхностей среза k₁knn₁ и действующая по всей этой поверхности

. (4.15)

Расчет свай на действие горизонтальной силы является одним из самых важных при проектировании противооползневых конструкций глубокого заложения.

До расчета сечения железобетонной сваи на прочность при действии на нее горизонтальной силы нужно определить глубину заделки сваи в устойчивый грунт h₁ (рис. 4.6).

Глубина заделки свай в устойчивый грунт определяется по формуле (10) [9]

, (4.16)

где Q₀ и М₀ – начальные усилия, действующие на каждую сваю, соответственно перерезывающая сила и изгибающий момент, определяемые по формулам:

Q₀ = Е_оп^/, (4.17)

М₀ = Е_оп^/ l₀, (4.18)

где l₀ – плечо приложения равнодействующей оползневого давления (см. рис. 4.4);

b_p – расчетная ширина сваи (при квадратном сечении – размер сторон квадрата);

R_z – сопротивление грунта при действии на него горизонтального давления, определяется по формуле (12) [9]:

, (4.19)

где ₁ = ₂ = 1 – коэффициенты;

и с – угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта заделки сваи (ниже поверхности сдвига);

– удельный вес грунта, средневзвешенный в слое z^/, кН/м³;

z^/ – глубина от естественной поверхности земли до уровня, где определяется R_z, z^/ = h_ср +1,5м.

Рассмотренный способ вычисления h₁, хотя и является приближенным, позволяет иметь конкретную глубину заделки свай и их длину в начале последующего расчета.

После определения h₁ по формуле (4.16) глубина заделки сваи проверяется при выполнении полного расчета сваи на горизонтальную нагрузку.

Прежде чем приступить к расчету железобетонной сваи на прочность при изгибе, следует определить оползневое давление, которое будет действовать на одну сваю Е_оп^/. Для этого надо определиться со схемой размещения свай на оползневом участке. Потребное количество свай определенного поперечного сечения можно найти, зная допускаемую горизонтальную нагрузку Р_г на сваю.

Сваи на оползневых массивах обычно размещают в два ряда с шахматным расположением.

Суммарное оползневое давление определяется как

, (4.20)

где L – ширина оползневого массива, м.

Количество свай на оползне

. (4.21)

При размещении свай в два ряда, в одном ряду будет n/2 свай.

Расстояние между сваями в ряду, м, определяется по формуле (15) [9]

. (4.22)

Окончательно расстояние b^/ уточняется после сравнения с b, полученным по формуле (4.10), оно должно быть b^/ b.

Минимальное допустимое расстояние между осями забивных свай в ряду равно 3 d. Установив расстояние b между сваями в ряду, определяем Е_оп^/ по формуле (16) [9]

. (4.23)

Дальнейший порядок расчета будет следующим: определяются начальные усилия по формулам (4.17 и 4.18); приняв размер поперечного сечения свай, по формуле (4.19) находят предельное напряжение грунта в сечении, расположенном на 1,5 м ниже поверхности сдвига оползневых масс; рассчитывается по формуле (4.16) глубина заделки сваи ниже поверхности сдвига h₁.

После этого определяется приведенная глубина заложения сваи [9]

, (4.24)

где _с – коэффициент деформации, определяемый по формуле

, (4.25)

где Е_в – модуль упругости материала сваи, МПа (для бетона класса В25 Е_в = 2,90^.10⁴ МПа);

J – момент инерции поперечного сечения сваи;

Е_в J – жесткость сечения сваи;

k – коэффициент пропорциональности, кН/м⁴ ,определяется по табл.2 [9];

b_p^/ – условная ширина сваи, м, принимаемая для свай с поперечным размером менее 0,8 м равной b_p^/ = 1,5 b_p+0,5 м [9].

Горизонтальное перемещение у₀ и угол поворота ₀ на уровне поверхности сдвига определяют по формулам [9]

. (4.26)

Параметры перемещений от силы Q₁=1 и момента М₁=1 в формулах (4.26) находят, используя следующие выражения:

; ; , (4.27)

где А₀, В₀ и С₀ – безразмерные коэффициенты, определяемые по табл. 3 [9] в зависимости от .

Выражения для определения в зоне заделки сваи (ниже поверхности сдвига) перемещений у_z, изгибающего момента М_z, перерезывающей силы Q_z и горизонтального давления сваи на грунт _z имеют следующий вид [9]

, (4.28)

где А₁, В₁, С₁, D₁ … А₄, В₄, С₄, D₄ – значения функции влияния, определяемые по табл. 4 [9] в зависимости от приведенной (безразмерной) глубины .

Условие прочности грунта при действии на него горизонтального давления от сваи имеет вид

. (4.29)

Характеристики

Список файлов ВКР