• Определив глубину забивки шпунта t по первой и второй схеме, принимают большую глубину забивки.

• Действующий при определении наибольшей глубины забивки шпунта опрокидывающий момент М_оп = М_тах используют при проверке прочности шпунта.

Прочность материала шпунта проверяют по условию:

М_тах ≤ т R W, (6.11)

где М_тах – момент от расчетных нагрузок, действующий в шпунтовой стенке шириной 1,0 м, кНм (тсм); R – расчетное сопротивление материала шпунта при изгибе, МПа (кгс/см²); допускается принимать для стали СТЗ; т = 0,8 – коэффициент условий работы; W – момент сопротивления 1,0 м шпунтовой стенки для шпунта рассматриваемого типа, см³ (прил. 4).

В случае недостаточной прочности шпунтовой стенки по материалу применяют более мощный шпунт или увеличивают глубину погружения его в грунт с тем, чтобы за счет повышенной жесткости заделки нижней части стенки снизить изгибающий момент в шпунтовой стенке. Снижение изгибающего момента может быть достигнуто также устройством тампонажной бетонной подушки, укладываемой подводным способом, и устройством распорного крепления шпунта (подразд. 6.5).

6.4. Расчет шпунтовых ограждений без распорных креплений (с устройством водозащитной бетонной подушки)

Расчет ограждения в водопроницаемых грунтах с устройством водозащитной подушки на стадии работы шпунтовой стенки до бетонирования подушки выполняют в соответствии с подразд. 6.3 (рис. 6.3, а), используя выражения (6.9) и (6.10), а расчет шпунтовой стенки на стадии ее работы после бетонирования подушки производят согласно расчетной схеме, приведенной на рис. 6.4. По результатам указанных двух расчетов принимают большую глубину погружения шпунта.

На стадии работы шпунтовой стенки до бетонирования тампонажной подушки (без водоотлива из котлована) по рис. 6.3, а гидростатическое давление воды не учитывается и для определения дополнительной глубины t (6.9) выражение (6.10) приобретает вид

= Е_П – Е_а.

Условие (3.1) устойчивости шпунтовой стенки (равенство опрокидывающего и удерживающего моментов), из которого определяют глубину t₀ забивки шпунта ниже дна котлована, запишется так

k_н Е_а = m Е_{п .}

Рис. 6.4. Расчетная схема шпунтовых ограждений, не имеющих распорных креплений, в водопроницаемых грунтах с водозащитной подушкой

В соответствии с расчетной схемой, приведенной на рис. 6.4:

e_в = _в (h_в + h₁); Е_в = 0,5 _в (h_в + h₁)² – гидростатическое давление воды;

е_а = п_а _взв h₁ _а; Е_а = п_а 0,5 _взв h₁² _а – активное давление грунта;

е_п = п_п _взв (h_гр + t) _п; Е_п = п_п 0,5 _взв (h_гр + t) t _п – пассивное давление грунта; ץ_взв – объемный вес грунта во взвешенном в воде состоянии;

п_а = 1,2; п_п = 0,8 – коэффициенты перегрузки (надежности по нагрузке) (табл. 4.13) активного и пассивного давления грунта.

На стадии работы шпунтовой стенки после бетонирования тампонажной подушки глубину t погружения шпунтовой стенки ниже дна котлована определяют из условия обеспечения ее устойчивости против поворота вокруг оси, расположенной на 0,5 м ниже верха водозащитной подушки (точка «о» на рис. 6.4). При этом в формуле (3.1) принимают М_сп равным моменту активного давления взвешенного в воде грунта и гидростатического давления, действующих на стенку выше оси ее поворота, относительно этой оси, а М_уд – момент пассивного давления взвешенного в воде грунта, действующего на стенку ниже оси ее поворота, относительно этой оси.

Условие устойчивости стенки (3.1) k_н М_оп = т М_уд запишется так

k_н [Е_в + Е_а ] = m Е_n (t + 0,5),

где k_н = 1,0 и m = 0,95 – коэффициенты надежности и условий работы.

Для определения глубины t решают указанное уравнение методом последовательных попыток – задаются глубиной t , а затем ее уточняют.

Для подбора сечения шпунта величину наибольшего изгибающего момента следует определить в точке «О» – М_мах = М_оп.

Прочность материала шпунта проверяют в соответствии с рекомендациями подразд. 6.3 по условию (6.11).

В случае недостаточной прочности шпунтовой стенки по материалу применяют более мощный шпунт или применяют распорное крепление с тем, чтобы перераспределить и снизить изгибающие моменты в шпунтовой стенке.