III. Шпунтовая стенка без распорного крепления с тампонажным слоем, погружение в несвязный грунт.

Шпунт рассчитывается на горизонтальные нагрузки, соответствующие двум схемам производства работ.

СХЕМА 1: принимают, что котлован вырыт полностью, уровень воды понижен на 0.25Н (на 25% полной глубины котлована, но не менее 1.5 м), тампонажный слой бетона не уложен (рис. 3.5).

Минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована определяется по формуле:

¾ условная глубина погружения шпунта ниже дна котлована

¾ дополнительная глубина погружения шпунта

РУВ ¾ расчетный уровень воды

¾ высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)

¾ глубина котлована (разность между отметками низа ростверка и уровня грунта снаружи котлована)

¾ высота тампонажного слоя бетона

¾ высота водопонижения в котловане, принимается равным , но не менее 1.5м

¾ общая глубина котлована

¾ удельный вес несвязного грунта во взвешенном состоянии

¾ удельный вес грунта (см. Приложение 1)

¾ коэффициент пористости грунта (см. Приложение 1)

¾ удельный вес воды

¾ угол внутреннего трения грунта

¾ интенсивность давления воды

¾ интенсивность активного давления грунта

¾ коэффициент активного давления грунта

¾ интенсивность пассивного давления грунта

¾ коэффициент пассивного давления грунта

Уравнение устойчивости:

(относительно точки «О»)

¾ момент опрокидывающих сил относительно точки «О»

¾ момент удерживающих сил относительно точки «О»

¾ коэффициент условия работы:

¾ коэффициент надежности по назначению

Опрокидывающие силы: , , принимаются с коэффициентом надежности по нагрузке.

, ¾ равнодействующие гидростатического давления воды, действующего на стенку

¾ равнодействующая активного давления грунта, действующего на стенку

Удерживающие силы: принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.

¾ равнодействующая пассивного давления грунта со стороны котлована, действующего на стенку

Уравнение устойчивости относительно точки О:

Þ Определяем

из решения уравнения 3^ей степени (графически или методом подбора). Если из решения уравнения получаем отрицательные значения , либо значения меньше для данных грунтов, чем регламентируется СТП 136-99, следует принимать величину в соответствии с рекомендациями СТП 136-99.

;

¾ равнодействующая пассивного давления грунта с внешней стороны котлована (обратного отпора), определяется из уравнения равновесия

¾ интенсивность пассивного давления грунта, действующего на стенку с внешней стороны котлована

Уравнение прочности:

В расчете рассматривается 1 пог.м. поперечного сечения шпунта. Расчет выполняется по максимальному моменту, действующему в шпунте на 1 пог.м.

¾ момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки

¾ расчетное сопротивление металла растяжению по пределу текучести (по СНиП 2.05.03-84*)

Рассматриваем консольный стержень с жесткой заделкой на глубине . Решая неравенство, находим требуемый момент сопротивления

Þ (ближайшее большее по сортаменту).

¾ требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки

¾ момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)

По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления .

 

СХЕМА 2: принимают, что вода из котлована откачена полностью после укладки тампонажного слоя (рис. 3.6).

При этом шпунт стремится повернуться вокруг точки «О», расположенной ниже верха тампонажного слоя на 0.5 м.

Ниже точки «О» гидростатическое давление воды будет одинаковое справа и слева от шпунтового ограждения (по закону Паскаля). Поэтому в уравнении равновесия его нет.

¾ минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована

РУВ ¾ расчетный уровень воды

¾ высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)

¾ глубина котлована (разность между отметками низа ростверка и уровня грунта снаружи котлована)

¾ высота тампонажного слоя бетона

¾ удельный вес несвязного грунта во взвешенном состоянии

¾ удельный вес грунта (см. Приложение 1)

¾ коэффициент пористости грунта (см. Приложение 1)

¾ удельный вес воды

т/м² ¾ объемный вес бетона тампонажного слоя

¾ интенсивность гидростатического давления воды

¾ интенсивность активного давления грунта, с внешней стороны котлована

¾ коэффициент активного давления грунта

¾ интенсивность активного давления грунта, вызванная тампонажным слоем бетона

¾ интенсивность активного давления грунта, с внутренней стороны котлована

¾ интенсивность пассивного давления грунта, вызванная активным давлением грунта с внешней стороны котлована

¾ коэффициент пассивного давления грунта

¾ интенсивность пассивного давления грунта, с внешней стороны котлована

Уравнение устойчивости:

(относительно точки «О»)

¾ момент опрокидывающих сил относительно точки «О»

¾ момент удерживающих сил относительно точки «О»

¾ коэффициент условия работы:

¾ коэффициент надежности по назначению

Опрокидывающие силы: , , , принимаются с коэффициентом надежности по нагрузке.

¾ равнодействующая гидростатического давления воды, действующего на стенку

¾ равнодействующая активного давления грунта, действующего на стенку с внешней стороны

, ¾ равнодействующие активного давления грунта, действующего на стенку с внутренней стороны

Удерживающие силы: , принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.

, ¾ равнодействующие пассивного давления грунта, действующего на стенку с внешней стороны

Уравнение устойчивости относительно точки О:

Þ Определяем

из решения уравнения 3^ей степени (графически или методом подбора). Если из решения уравнения получаем отрицательные значения , либо значения меньше для данных грунтов, чем регламентируется СТП 136-99, следует принимать величину в соответствии с рекомендациями СТП 136-99.

Уравнение прочности:

В расчете рассматривается 1 пог.м. поперечного сечения шпунта. Расчет выполняется по максимальному моменту, действующему в шпунте на 1 пог.м.

¾ момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки

¾ расчетное сопротивление металла растяжению по пределу текучести (по СНиП 2.05.03-84*)

Рассматриваем консольный стержень с жесткой заделкой на глубине 0.5 м от верха тампонажного слоя бетона. Решая неравенство, находим требуемый момент сопротивления

Þ (ближайшее большее по сортаменту).

¾ требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки

¾ момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)

По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления .