3) Активное давление грунта на ростверк:

а) Горизонтальная нагрузка от бокового давления грунта на ростверк (рис. 2).

Определение давления грунта, действующего на ростверк, производится для вертикальной плоскости, проходящей через заднюю грань ростверка. Абсциссы активного давления определяются при низком расчетном уровне воды (НРУ) с учетом поверхностной нагрузки по формуле:

,

где - удельный вес грунта засыпки над НРУ;

глубина, на которой вычисляется величина активного давления;

- коэффициент активного давления грунта, зависящий от угла внутреннего трения грунта :

В пределах высоты ростверка грунт засыпки не меняется, а значит, его характеристики постоянны, эпюра активного давления будет монотонно возрастать снизу вверх в зависимости от глубины погружения. Для построения потребуется значения двух абсцисс активного давления:

на отметке +6.000:

;

на отметке +1.100:

.

Полное боковое давление грунта на ростверк, определиться как величина площади полученной эпюры:

.

Сила бокового давления грунта на 1 м:

.

б) Горизонтальная нагрузка от бокового давления грунта на шпунт (от низа ростверка).

Ростверк, расположенный позади шпунтового ряда, является экраном, снижающим давление грунта на шпунт и сваи. Поэтому эпюра активного давления грунта на плоскость шпунта строится с учетом экранирующего действия ростверка.

Через заднюю грань ростверка проводятся линии под углом и .Таким образом вертикальная плоскость шпунта разбивается на несколько зон:

1. в зоне АБ на шпунт действует только грунт, расположенный ниже ростверка;

2. в зоне ВГ также учитывается грунт, расположенный за пределами ростверка и нагрузка на поверхности ;

3. в переходной зоне БВ учитывается постоянно возрастающая нагрузка.

Ввиду изменения физико-механических характеристик грунта на уровне дна, эпюра активного давления будет иметь скачок. Поскольку в основании супесь, обладающая сцеплением, эпюра активного давления будет уменьшаться на величину:

где - сцепление.

Абсциссы эпюры активного давления определяются по формуле:

без учета сцепления: ;

с учетом сцепления: ;

Расчет выполнен в табличной форме (табл.2),эпюра изображена на рисунке 2.

в) Определение силы , приложенной к низу ростверка (от распора грунта, лежащего ниже ростверка).

Для определения реакции от бокового давления грунта на шпунтовую стенку необходимо выполнить следующее:

1. полученная эпюра активного давления разбивается на полоски, которые заменяются силами, приложенными в центры тяжести каждой полоски. В данном расчете эпюра разбивается на 14 полосок, равной высоты (1м);

2. строится силовой многоугольник с произвольно назначенным полюсом;

3. производится построение веревочной кривой;

4. проводится замыкающая до пересечения с продолжением последнего луча веревочного многоугольника; замыкающую при защемлении шпунта в ростверк следует проводить, уравнивая три момента: на верхней опоре, в пролете и в консоли;

5. в силовом многоугольнике проводится луч через полюс параллельно замыкающей и, таким образом, получается значение силы между проведенным и первым лучом.

Построения представлены на рисунках 3,3’.