Рис. 7.12. Зависимость коэффициента п от к ш t при
Рис. 7.13. Зависимость коэффициента п от k ш t при
Рис. 7.14. Зависимость коэффициента m от к и / при
Ркс. 7.15. Зависимость коэффициента т от k и t при
5 = 5
7.4.3. Давление грунта
Консольная часть стены рассчитывается на активное давление грунта, определяемое по формулам (7.1), (7.7) и (7.14). Для расчета защемленной части стены влияние консоль-
ной части заменяется моментом М и силой F, приложенными в уровне верха заделки. Давление грунта определяется отдельно от момента М и силы F по формулам;
- пМ;
(7.26)
7.4. Расчет шбтх незаанкеренных подпорных стен
(7.27)
где лит - коэффициенты, определяемые по графикам, приведенным на рнс. 7.12-7.15, в зависимости от глубины t и коэффициента жесткости к.
Графики составлены только для двух значений показателя жесткости: = 3 и -5, поскольку при <3 получаемые давления близки к получаемым при = 3 (.жесткая стена), а для значений >3 можно использовать графики для 1 = 5 (гибкая стена).
Полное давление на стену а определяется суммированием давлений От и Gq.
о = От+с- (7.28)
Полученное распределение давлений о позволяет построить эпюры моментов и поперечных сил для стены, а также проверить местную прочность грунта исходя из условия, что вдоль всей защемленной части стены выполняется соотношение
о<арн, (7.29)
где Стрд - пассивное давление грунта, определяемое ПО формуле (7.16).
Для окончательного определения глубины заделки стены необходима проверка системы «грунт-стена» на общую устойчивость. Эта проверка выполняется методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Центр и радиус скольжения отыскиваются по методике, излолсенной в гл. 6, причем поверхность скольжения в этом случае должна начинаться у поверхности грунта и проходить через нижнюю точку стены.
Пример 7.2. Требуется определять давление грунта на гибкую консольную стену. Грунт - песок мелкий с расчетными характеристиками =30\ с = 0,
Vj = ]8 кН/м. Высота консольной части стены /г=5 м, защемленной части t = A и. Стена выполняемся из металлического шпунта с моментом и.-1ерции /= =0,00056 м-. Л1одуль упругости шпунта £=21-10 кПа.
Решение. По табл. 7.2 находим значение коэффициента постели грунта й =4000 кН/м».
Вычисляем приведенный коэффициент сжимаемости грунта /( по формуле (7.24)
Определяем момент М и силу Р, приведенные к уровню верха заделки (рис. 7.16, а). Для этого предварительно находим активное давление грунта на
рту у м
Рис. 7,16. К примеру 7.2 а - расчетная схема с нагрузками, приведенными к верху заделки; б - эпюра давлений стены на грунт
ТАБЛИЦА 7.3. К ПРИМЕРУ 7.2
Глубина расчетного сечения
Суммарно е давление
=%+%
при F~
67,5 кН
при Af=113 кН-м
0,2 / 0,4 i 0,6 0,8 / 1,0 t
0,28 0,28 0,18 -0,15 -0,53
18,9 18,9 12,2 -10,1 -35,8
0,06 0,04 -0,01 -0,11 -0,2
6,8 4,5 -1,13 -12,4 -22,6
25.7 23,4 11,07 -22,5 -58,4
консольную часть стены по формуле (7.1): °ah 1 (45° ~ ФJ /2) = = 18-5-tg= (45° - 30°/2) = 27 кПа.
Равнодействующая активного давления грунта £ = 27.5/2 = 67,5 кН.
Сосредоточенная сила в уровне верха заделки
Момент в уровне верха заделки
М = Fft/3 = 67,5.5.6/3 = 113 кН-м.
Значения коэффициентов п s. т находим по рис. 7.12 и 7.13 при =3 и fc = 0,385. Для построения эпюры давлений эти значения, а также значения давлений для различных глубин сводим в табл. 7.3. По значениям О, полученным в табл. 7.3, строим эпюру давлений стены на грунт (рис. 7.16, б). На глубине и = \ м и максимальные значения давлений составляют ст=26 кПа, а на глубине /3=4 м а=58,4 кПа.
Проверяем местную прочность грунта для сечения 02 1, так как эта область является наиболее опасной. Строим эпюру максимальных давлений Орд
используя формулу (7.16):
7 = Vj 2 tg2 (45° + /2) = I82 1,732
:54 2.
Построив эпюру ст ptj на том же рис. 7.16,6, видим, что на всем участке 02 1 значения Стр>ст,
т. е. условие (7.29) выполняется и, следовательно, местная прочность грунта обеспечена.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дуброва Г. А. Методы расчета давления грунтов на транспортные сооружения. - М.; Транспорт, 1969. - 219 с.
2. Клейн Г. К. Расчет подпорных стен. - М.: Высшая школа, 1964. - 196 с.
3. Руководство по проектированию подпорных
стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства.-М.: Стройиздат, 1984. - 115 с.
4. Строительные нормы и правила. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбо-защнтные сооружения. СНиП 11-55-79.-М.: Стройиздат, 1930.
г л а. в а 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
8.1. НОМЕНКЛАТУРА И ОБЛАСТЬ ОРИМЕНЕНЕЯ СВАЙ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются:
по материалу: железобетонные, бетонные, керамзнтобетонные, деревянные, стальные ;
по конструкции: цельные и составные квадратные, круглые, прямоугольные и многоугольные, с уширением и без него, с острием и без острия, призматические и пирамидальные (конические), пустотелые и сплошного сечения, винтовые, сваи-колонны;
по виду армирования: с напрягаемой и не-напрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием ствола и без него;
по способу изготовления и погружения: сборные и монолитные, забивные, вдавливаемые, завинчиваемые, буроопускные, бурона-бивные, в том числе с уплотненным забоем, набивные в пробивных скважинах, виброштампованные;
по характеру работы в грунте: сваи-стойки, опирающиеся на практически несжимаемые грунты, и висячие сваи, заглубленные в сжимаемые грунты.
8.1.1. Государственные стандарты на сваи
Общие требования на изготовление и применение наиболее распространенных конструкций забивных свай, перечисленных в табл. 8,1 и показанных на рис. 8.1, изложены в ГОСТ
Сваи квадратного сечения по ГОСТ 19804.1-79 и ГОСТ 19804.2 - 79 рекомендуется применять для всех зданий и сооружений в любых слснмаемых грунтах (за исключением грунтов с непробиваемыми включениями) дл)! восприятия вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных нагрузок. Предпочтение следует отдавать сваям с напрягаемой арматурой, как имеющим наименьший расход стали.
Сваи без поперечного армирования ствола по ГОСТ 19804.4 - 78 допускается применять для восприятия вдавливающих нагрузок до 500 кН и горизонтальных нагрузок до 15 кН от зданий и сооружений при условии полного погружения свай в грунт или же в том случае, если часть сваи выступает не более чем на 2 м над поверхностью грунта и только внутри помещения с положительными температурами.
Эти сваи могут прорезать пески рыхлые и средней плотности, глинистые грунты от туго-пластичных до текучих, илы, торфы, прослойки толщиной до 0,5 м плотных илн твердых сжимаемых грунтов и опираться на все виды грунтов, за исключением скальных и крупнообломочных.
Сваи квадратного сечения с круглой полостью по ГОСТ 19804.3 - 80 применяются для тех же условий, что и сваи по ГОСТ 19804.4-78.
Применение таких свай позво.чит снизить (по сравнению со сваями сплошного квадратного сечения) расход цемента на 15-25 % "
Рис. 8.t. Сваи по гост 19804.1-79; 2 ~ по ГОСТ 19Э04.2-79-, 3~по гост 19804.3-80: 4 - по ГОСТ 19804.4-78; 5-по гост 19804.5-83; 6 - ао ГОСТ 19804.6-83
19804.0-78 «Сваи забивные железобетонные. Общие технические условия». Применение свай любого вида доллгно обосновываться технико-экономическими расчетами.
более эффективно использовать сваебойное оборудование.
Полые круглые сваи и сваи-оболочки по ГОСТ 19804.5 - 83 и ГОСТ 19804.6 - 83 рекомендуется применять в качестве безроствер-ковых фундаментов в слабых грунтах мощностью более 12 м при передаче на сваю больших (более 100 кН) горизонтальных нагрузок.
