Мурашко В.А. ПЗ (1216042), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

4.2 Исходные данные

В результате анализа геологического строения площадки и пространственной изменчивости физико-механических свойств грунтов в сфере взаимодействия сооружения с геологической средой выделено преимущественно 3 инженерно-геологических элемента (ИГЭ): ИГЭ-1 – суглинок полутвердый; ИГЭ-2 – супесь твердая, ИГЭ-3 – глина полутвердая.

Категория грунтов по трудности разработки, согласно ТЕР 81-02-01-2001 следующая:

Таблица 4.1 - Категория грунтов по трудности разработки

Номенклатурный вид грунта по ГОСТ 25100-95	Наименование грунта по ТЕР 81-02-01-2001	Номер пункта по ТЕР 81-0201-2001	Удельный вес грунта, кН/м3
Суглинок полутвердый	Суглинки полутвердые и твердые с примесью щебня, гальки, гравия более 10 %	35Г	20,1
Супесь твердая	Пески, супеси, суглинки и глины с примесью гальки, гравия, дресвы, щебня в количестве более 20 % и валунов более 10 %, а также гравийно-галечниковые и щебенисто-дресвяные грунты	5Г	22,6
Глина полутвердая	Глины при коэффициенте пористости и показателе консистенции более 0,5 и содержание частиц крупнее 2 мм до 35 %	10Г	21,5

4.3 Расчёт свайно-кассетной конструкции

Свайная конструкция подпорной стены применена в местах интенсивного воздействия нагрузки на стенки котлована.

Для усовершенствования метода нагельного крепления авторы предлагают использовать нагельно-кассетную или свайно-кассетную конструкцию.

Суть в следующем. Стальные пластины многоразового пользования определенного размера вставляются в пазы, нарезанные в нагельных трубах или сваях-столбах (в кассетники или пазы). Конструкция свайно-кассетная может быть выполнена ступенчато или полностью целостно. При этом достаточно вставить одну нижнюю кассету в грунт для обеспечения целостности, а остальные – можно вставлять в необходимой последовательности.

Преимущество такой конструкции в ее портативности.

Средняя глубина котлована составляет 21 м.п. Предлагается методом задавливания провести мероприятия по устройству крепления котлована используя свайно-кассетную конструкцию.

Конструкция и принципиальная схема крепления котлована представлена на рис.3.17а, 3.17б, 3.18

Характеристика грунтов

Расчётные характеристики грунтов приняты по следующим источникам с учетом влажности и показателя пластичности заполнителя крупнообломочных грунтов.

В таблице приведены основные расчётные характеристики грунта, используемые в расчётах устойчивости ограждения стен котлована.

Таблица 4.2 - Расчётные характеристики грунта.

На поверхности действует полосовая распределенная нагрузка с интенсивностью q= 3,43 кПа/м.п. Нагрузка принята из расчета характеристик автомобильного крана KOBELCO RK 250. Полоса нагрузки шириной в=3.5 м.п. смещена от края котлована на расстояние а = 1 м.п.

Расчетная схема приведена на рисунке 4.1.

Рис. 4.1 Расчетная схема

Расчет 1-го ряда свай

Расчетные точки на эпюре давления

Давление на ограждение складывается из активного давления от веса грунта и из давления, вызванного нагрузкой на поверхности грунта (это давление действует только на ограниченной части ограждения). Кроме того, в заглубленной части (ниже дна котлована) ограждение испытывает пассивное давление грунта, направленное в сторону, обратную активному давлению. Поскольку распределение давления по высоте ограждения имеет кусочно­линейный характер, то эпюра давления имеет в некоторых точках изломы и скачки, сохраняя линейность между этими точками. Координаты этих точек (глубина расположения от поверхности) можно обозначить У_i, (i - номер слоя, расположенного сверху; нумерация слоев здесь и далее в порядке следования, начиная сверху). Во- вторых, это уровень дна котлована (УД и самая нижняя точка эпюры давлений -условно неподвижная точка шпунта (УД В-третьих, это точки, обозначающие границы воздействия на ограждение нагрузки на поверхности: верхняя с координатой У_а и нижняя с координатой У_в ( последняя в случае, если У_в > У_а на эпюре отсутствует). Наконец, в четвертых, это нулевые точки эпюры: на поверхности, а также между границами слоев в случае, если верхняя часть слоя окажется устойчивой.

Активное давление грунта на ограждение

Вначале надо найти вертикальное давление на уровне границ между слоями, суммируя вес слоев, расположенных выше границы, по формуле:

, (4.1)

где P_i - давление на границе между слоем с номером i (он сверху) и слоем с номером i+1 (он снизу от границы);

j - номера слоев, расположенных выше слоя с номером i+1;

- удельный вес грунта в слое с номером у;

- мощность (толщина) слоя грунта с номером j.

P₁ = 20,1 6= 120,6 кН/м²

P₂ = 22,6 3 + 120,6 =188,4 кН/м²

P₃ = 21,5 5 + 188,4 = 295,9 кН/м²

Вертикальное давление грунта в нижней расчетной точке шпунта

(условно неподвижная точка на глубине У₀)

У_z У₀), (4.2)

P₀ = 295,9 – 21,5∙(14 – 10,76) = 193,56 кН/м²

У_z – координата нижней границы этого слоя

У_z= , (4.3)

У_z = 6 + 3 + 5 =14 м.п.

Рис. 4.2 Эпюра давления грунта на ограждение

После определения активного и пассивного давления в расчетных точках и давления, передаваемого на ограждение нагрузкой, действующей на поверхности грунта, строим суммарную эпюру давлений, суммируя активное (с учетом нагрузки на поверхности грунта) и пассивное давление ниже дна котлована и принимая пассивное давление отрицательным. В нижней части эпюра давлений переходит в отрицательную область.

Величина У₀ находится по формуле:

У₀=У_d+0,8∙h_{з ,} (4.4)

где У_d – глубина котлована;

h_з – глубина заделки шпунта ниже дна котлована, h_з = 4,7м.п.

У₀ = 7+0,8∙4,7 = 10,76 м.п.

Вертикальное давление на уровне дна котлована

У_z У_d) , (4.5)

где z - номер грунта, в котором находится дно котлована;

Уz - координата нижней границы этого слоя;

Уd - координата дна (глубина) котлована.

= 188,4 - 22,6 ∙ (9 - 7) = 143,2 кН/м²

Активное давление на границе слоев имеет два значения: верхнее и нижнее. Верхнее значение вычисляется через характеристики расположенного сверху слоя, нижнее - через характеристики расположенного снизу. Обозначим q_{i, i+1} - давление верхнее (первый индекс- номер верхнего слоя, второй - нижнего), q_{i+1, i} - давление нижнее (индексы меняются местами)

Активное давление, приходящееся на единицу поверхности ограждения на границе слоев с номерами i и i+1: верхнее

= P_i∙ tg² (45⁰- φ_i/2) – 2C_i∙tg (45⁰ - φ_i/2), (4.6)

нижнее

= P_i∙ tg² (45⁰- φ_i+1/2) – 2C_i+1∙tg (45⁰ - φ_i+1/2), (4.7)

где φ_i, C_i – угол внутреннего трения и сцепления в слое i, φ_i+1, C_i+1 – в слое i+1;

= 120,6 ∙ tg² (450- 25/2) - 2∙25∙tg (450 - 25/2) = 18,45 кН/м²;

= 120,6 ∙ tg² (450- 28/2) - 2∙35∙tg (450 - 28/2) = 1,42 кН/м².

Активное давление на уровне дна котлована

= P_d∙ tg² (45⁰- φ_d/2) – 2C_d∙tg (45⁰ – φ_d/2), (4.8)

где φ_d, C_d – угол внутреннего трения и сцепления слоя, в котором находится дно котлована;

= 143,2∙ tg² (45⁰- 28/2) – 2 ∙ 35 + tg (45⁰ – 28/2) = -17,5 = 0 кН/м².

Активное давление, рассчитанное по формуле, оказалось отрицательным. Это означает, что сцепление грунта удерживает его в равновесном состоянии. Принимаем давление равным нулю.

= P₀∙ tg² (45⁰- φ₀/2) – 2C₀ +tg (45⁰ – φ₀/2), (4.9)

где φ₀, C₀ – угол внутреннего трения и сцепления слоя, в котором находится неподвижная точка шпунта;

= 193,56∙ tg² (45⁰- 24/2) – 2 ∙ 40 +tg (45⁰ – 24/2) = 2,43 кН/м².

Учет влияния нагрузки на поверхность грунта

Нагрузка, расположенная вблизи котлована, на поверхности грунта, оказывает давление на ограждение. Величина давления зависит от угла внутреннего трения грунта на уровне передачи нагрузки на ограждение, от интенсивности и ширины полосы действия нагрузки на поверхности. Вначале определяется верхняя граница участка давления (A₁), для этого из точки А проводится прямая под углом 0=45° +φ/2 к горизонту: A₁ есть точка пересечения этой прямой с ограждением. На глубине У_А1 интенсивность вертикального давления от нагрузки Р₀ уменьшается, она равна Pν, определяемой по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР