Шпунтовая стенка без распорного крепления, погружение в связный грунт, с водоотливом.
Шпунт рассчитывается на горизонтальные нагрузки, соответствующие двум схемам.
СХЕМА 1:
принимают,
что ниже
поверхности водонепроницаемого грунта
происходит отлипание шпунтовой стенки.
Горизонтальное давление на шпунтовую
стенку действует только гидростатическим
давлением воды, проникающей между
стенкой и грунтом на глубину
(рис. 3.2).
Сцепление грунта со шпунтом со стороны активного давления не учитывают!
Минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована определяется по формуле:
условная глубина погружения шпунта ниже дна котлована
дополнительная глубина погружения шпунта
интенсивность
давления воды.
удельный вес воды
высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)
РУВ расчетный уровень воды
глубина воздействия
гидростатического давления в пределах
связного грунта (условная глубина
отлипания шпунта в связном грунте)
интенсивность
пассивного давления грунта с учетом
сцепления
интенсивность
пассивного давления грунта
интенсивность
сцепления грунта со шпунтом, для
пассивного давления
удельный вес грунта (см. Приложение 1)
коэффициент пассивного давления
величина удельного сцепления грунта (см. Приложение 1)
Уравнение устойчивости:
(относительно точки «О»)
момент опрокидывающих сил относительно точки «О»
момент удерживающих сил относительно точки «О»
коэффициент условия работы
коэффициент надежности по назначению
Опрокидывающие
силы:
,
принимается с коэффициентом надежности
по нагрузке.
равнодействующая гидростатического давления, действующего на стенку
Удерживающие силы: , принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.
равнодействующая пассивного давления грунта со стороны котлована, действующего на стенку.
В связи со сложной формой эпюрой пассивного давления, разбиваем её на простые фигуры (треугольники и прямоугольник), у которых просто определять площадь и центр приложения равнодействующих сил. Получаем
равнодействующая
пассивного давления для треугольника
высотой
и основанием равным
.
Получаем
равнодействующая
пассивного давления для треугольника
высотой 1 м и основанием равным
.
Получаем
равнодействующая
пассивного давления для прямоугольника
высотой
м
и основанием равным
.
Получаем
Уравнение устойчивости относительно точки О:
Определяем
из решения уравнения 3ей 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.
;
равнодействующая пассивного давления грунта с внешней стороны котлована (обратного отпора), определяется из уравнения равновесия
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.
момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки
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
(ближайшее большее по сортаменту).
требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки
момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)
По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления .
СХЕМА 2: сцепление шпунта с грунтом учитывается (рис. 3.3).
Грунт в естественном состоянии (без учета взвешивания) .
Минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована определяется по формуле:
условная глубина погружения шпунта ниже дна котлована
дополнительная глубина погружения шпунта
интенсивность
давления воды на глубине
удельный вес воды
высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)
РУВ расчетный уровень воды
интенсивность
давления воды в грунте с учетом сцепления
коэффициент активного давления
угол внутреннего трения грунта
интенсивность
активного давления грунта с учетом
сцепления
интенсивность
активного давления грунта
интенсивность
сцепления грунта со шпунтом, для активного
давления
удельный вес грунта (см. Приложение 1)
величина удельного сцепления грунта (см. Приложение 1)
интенсивность пассивного давления с учетом сцепления
интенсивность пассивного давления грунта
интенсивность сцепления грунта со шпунтом, для пассивного давления
коэффициент пассивного давления
Уравнение устойчивости:
(относительно точки «О»)
момент опрокидывающих сил относительно точки «О»
момент удерживающих сил относительно точки «О»
коэффициент условия работы:
коэффициент надежности по назначению
Опрокидывающие
силы:
,
,
принимаются с коэффициентом надежности
по нагрузке.
, равнодействующие гидростатического давления, действующего на стенку
равнодействующая активного давления, действующего на стенку
Удерживающие силы: , принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.
равнодействующая пассивного давления грунта со стороны котлована, действующего на стенку.
В связи со сложной формой эпюрой пассивного давления, разбиваем её на простые фигуры (треугольники и прямоугольник), у которых просто определять площадь и центр приложения равнодействующих сил. Получаем
равнодействующая пассивного давления для треугольника высотой и основанием равным . Получаем
равнодействующая пассивного давления для треугольника высотой 1 м и основанием равным . Получаем
равнодействующая пассивного давления для прямоугольника высотой м и основанием равным . Получаем
Уравнение устойчивости относительно точки О:
Определяем
из решения уравнения 3ей 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.
;
равнодействующая пассивного давления грунта с внешней стороны котлована (обратного отпора), определяется из уравнения равновесия
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.
момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки
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
(ближайшее большее
по сортаменту).
требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки
момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)
По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления .
СХЕМА 3:
сцепление
шпунта с грунтом учитывается. На глубине
несвязный, водонасыщенный грунт (
;
);
ниже
связный грунт (
;
;
);
сверху
слой воды толщиной
(рис. 3.4).
Минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована определяется по формуле:
условная глубина
погружения шпунта ниже дна котлована
дополнительная глубина погружения шпунта
удельный вес
несвязного грунта во взвешенном состоянии
удельный вес
несвязного грунта (см. Приложение 1)
коэффициент пористости несвязного грунта (см. Приложение 1)
удельный вес воды
угол внутреннего трения несвязного грунта (1ый слой)
удельный вес связного грунта (см. Приложение 1)
величина удельного сцепления связного грунта (см. Приложение 1)
угол внутреннего трения связного грунта (2ой слой)
РУВ расчетный уровень воды
высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)
высота несвязного водонасыщенного грунта
интенсивность
давления воды на глубине
интенсивность
давления воды в грунте с учетом сцепления
коэффициент
активного давления связного грунта
(2ой
слой)
интенсивность
активного давления несвязного грунта
(1ый
слой)
коэффициент
активного давления несвязного грунта
(1ый
слой)
интенсивность
активного давления несвязного грунта
в связном грунте
интенсивность активного давления связного грунта с учетом сцепления
интенсивность
активного давления связного грунта
интенсивность
сцепления грунта со шпунтом, для активного
давления связного грунта
интенсивность пассивного давления связного грунта с учетом сцепления
интенсивность
пассивного давления связного грунта
интенсивность
сцепления связного грунта со шпунтом,
для пассивного давления
коэффициент
пассивного давления связного грунта
Уравнение устойчивости:
(относительно точки «О»)
момент опрокидывающих сил относительно точки «О»
момент удерживающих сил относительно точки «О»
коэффициент условия работы:
коэффициент надежности по назначению
Опрокидывающие
силы:
,
,
,
,
принимаются с коэффициентом надежности
по нагрузке.
, равнодействующие гидростатического давления, действующего на стенку
,
равнодействующие активного давления
несвязного грунта, действующего на
стенку
равнодействующая
активного давления связного грунта,
действующего на стенку
Удерживающие силы: , принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.
равнодействующая пассивного давления грунта со стороны котлована, действующего на стенку.
В связи со сложной формой эпюрой пассивного давления, разбиваем её на простые фигуры (треугольники и прямоугольник), у которых просто определять площадь и центр приложения равнодействующих сил. Получаем
равнодействующая пассивного давления для треугольника высотой и основанием равным . Получаем
равнодействующая пассивного давления для треугольника высотой 1 м и основанием равным . Получаем
равнодействующая пассивного давления для прямоугольника высотой м и основанием равным . Получаем
Уравнение устойчивости относительно точки О:
Определяем
из решения уравнения 3ей 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.
;
равнодействующая пассивного давления грунта с внешней стороны котлована (обратного отпора), определяется из уравнения равновесия
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.
момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки
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
(ближайшее большее по сортаменту).
требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки
момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)
По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления .
