книги из ГПНТБ / Будин, А. Я. Тонкие подпорные стенки

(через одну) опорах. В анкерных тягах, находящихся рядом с неработающей, усилия возрастают на величину ARa, а в со­ седних (через одну) тягах — на величину A'Ra- Натурные ис­ следования показывают, что учитывать приращения усилий в более отдаленных тягах нет необходимости. После вычисле­ ния ARa и k'Ra допускаемую нагрузку на участке Вi протяжен­

а далее допускаемая нагрузка принимается по проекту. Приведенный метод определения допускаемой нагрузки на

тонкостенные конструкции с поврежденными анкерными тя­ гами не учитывает ряда факторов, влияющих на их работу. К их числу относится неравномерная податливость анкерных тяг и перераспределение давления грунта на сооружение. Неучет отмеченных факторов идет в запас прочности конструкций.

Несущая способность стенок, отремонтированных без вы­ вода из напряженного состояния. Несущая способность подпор­ ных стенок, отремонтированных без вывода из эксплуатации, чаще всего отличается от той несущей способности, которой они обладали до возникновения повреждений. Это отличие мо­ жет быть в ряде случаев весьма существенным и должно учи­ тываться в процессе последующей эксплуатации отремонтиро­ ванных конструкций. Иногда выполненный ремонт с доведе­ нием всех геометрических параметров элементов конструкций до проектных величин вообще не приводит к какому-либо вос­

к восстановлению несущей способности конструкций, является засыпка зон переуглубления дна перед шпунтовыми стенками. Укоренилось представление, что после засыпки зон переуглуб­ ления сооружение вновь приобретает проектные эксплуатацион­ ные качества. Но такое представление ошибочно и таит опас­ ность возникновения аварийного состояния конструкций.

После того как построенная стенка получает проектное загружение, устанавливается некоторая начальная <эпюра реак­ тивного давления грунта. Как было показано в § 1 настоящей главы, уменьшение полезной нагрузки на поверхности засыпки в различные периоды эксплуатации сооружения практически не

181

меняет .установившуюся эпюру р, так как упругая линия шпунта не может претерпеть обратную трансформацию из-за реактивного сопротивления грунта.

Если уровень грунта перед стенкой понизится на некоторую величину Ни вместо первоначальной эпюры реактивного давле­ ния р установится эпюра р\. При этом, поскольку увеличивается свободная высота стенки и уменьшается суммарная величина отпорного давления грунта на нее, напряжения в стенке (а так­ же в анкерных устройствах) увеличиваются, конструкция ока­ зывается в перенапряженном состоянии. После засыпки возник­ шего переуглубления напряженное состояние сооружения оста­ ется практически неизмененным. Вновь отсыпанный грунт ока­ зывает на стенку не реактивное, а лишь активное давление а, величина' которого незначительна. Дополнительный прогиб стенки б, возникший в результате переуглубления дна, не исче­ зает, и поэтому образовавшиеся в ней дополнительные напря­ жения остаются практически без изменения. Таким образом, в рассмотренном случае выполненный ремонт не восстанавли­ вает первоначальную несущую способность сооружения, а лишь предотвращает ее дальнейшее снижение.

Для того чтобы после засыпки зон переуглубления несущая способность конструкции полностью восстановилась, необхо­ димо обеспечить условия для возвращения упругой линии стенки в нулевое положение. Это можно сделать с помощью глубинного рыхления грунта засыпки на контакте со стенкой (на участке ее свободной высоты). Такая операция была впер­ вые выполнена в одном из речных портов по рекомендации С. В. Нерпина и дала положительный эффект. Рыхление осу­ ществлялось забивкой вблизи стенки стальных труб, которые затем прикреплялись к общей траверсе и одновременно выдер­ гивались с помощью портального крана.

Втех случаях, когда ремонту подвергаются железобетонные

истальные элементы конструкций, в которых к моменту ре­ монта действуют повышенные напряжения, первоначальная не­

сущая способность сооружений также не восстанавливается полностью. Для полного включения в работу нового бетона и металла необходимы определенные деформации восстанавли­ ваемых элементов, которые могут оказаться недопустимыми для уже перенапряженных зон сечений. Однако восстановление первоначальной несущей способности сооружений оказывается в большинстве случаев вполне возможным за счет усиления ремонтируемых элементов путем увеличения площади их по­ перечного сечения, процента армирования, применения более прочного бетона и металла.

Ниже приведены полученные автором совместно с В. М. Кольгой зависимости для определения несущей способности изгибаемых элементов, восстановленных без вывода из напря­ женного состояния.

182

Для изгибаемых элементов прямоугольного сечения из изо­ тропного материала (металл, бетон) со сплошным по длине повреждением

где 0 = /Ив/М; v = ap/cr; V = du/d\ здесь Мв — изгибающий момент, который может быть воспринят элементом после ремонта; М — то же, до возникновения повреждения; стр— наибольшее напря­

элемента в месте повреждения; d — то же, но до возникновения повреждения.

Как видно из формулы (271), при ap = 0 (v = 0) величина 0 равна единице. Это означает, что в данном случае несущая способность отремонтированного 'элемента восстанавливается полностью. При ap = o ( v = l ) она не восстанавливается вообще. Здесь 0= V2, откуда далее можно найти, что Мъ = Ми, где Ми— изгибающий момент, который мог воспринять поврежденный элемент до ремонта.

Для железобетонных изгибаемых элементов с двусторонним

Таким образом, несущая способность отремонтированного элемента вос­ становилась на 85%.

Определение величины начального натяжения отремонтиро­ ванных анкерных тяг тонких подпорных стенок. Простое вос­ становление неработающих тяг без предварительного их натя­ жения не дает эффекта в смысле восстановления первоначаль­ ного напряженного состояния и несущей способности тонкой подпорной стенки. Восстановленной тяге надо дать предвари­ тельное натяжение, цель которого — снять перегрузку с сосед­ них анкерных тяг справа и слева от восстановленной. Величина этого натяжения, которая зависит от требуемой степени ослаб­ ления усилий в соседних анкерных тягах, является функцией геометрических размеров и жесткости элементов сооружения,

183

а также плотности грунтовой засыпки, заполняющей пазуху стенки.

Механизм изменения напряженного состояния заанкерованной тонкой подпорной стенки при предварительном натяжении отдельных восстанавливаемых анкерных тяг является следую­ щим. При натяжении тяги точка ее прикрепления к лицевому анкерному поясу жесткости перемещается в сторону засыпки. Стенка наваливается на засыпку, вследствие чего последняя оказывает на нее реактивное давление. Это приводит к сниже­ нию усилий в соседних с натягиваемой анкерных тягах и неко­ торому увеличению напряжений в консольной части стенки.

Расчетные зависимости для определения требуемого предва­ рительного натяжения восстановленной тяги R " p , при которой

усилия в соседних, наиболее перегруженных тягах снизятся на заданную величину ARa, получены А. П. Бенуа совместно с ав­ тором исходя из расчетной схемы балки на упругом основании,

загруженной силой натяжения Rap. Величина ARa зависит от интенсивности и характера распределения реактивного давле­ ния засыпки р(х, у), образующегося при натяжении восстанов­ ленной тяги (здесь х — координата, отсчитываемая вдоль фронта сооружения вправо и влево от напрягаемой тяги; у — координата, отсчитываемая от точки крепления анкеров по вы­ соте стенки). Эпюра р(х, у) при у = 0 имеет нулевые ординаты в некоторых точках с координатами х0 и —х0.

В зависимости от жесткости анкерного пояса EI, коэффи­

где ц — коэффициент Пуассона материала анкерного пояса жест­ кости, укрепленного на стенке.

При х0^ 1 ,5 1а требуемая сила предварительного натяжения тяги равна

Формулы (274) и (275) позволяют вычислить необходимую величину натяжения восстановленной или неработающей анкер-

184

♦

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

11.Б у д и н А. Я. Эксплуатация и долговечность портовых гидротехни­ ческих сооружений. М., «Транспорт», 1971.

12.Б у д и н А. Я- Расчет тонкой подпорной стенки, заанкерованной на­ клонными сваями.— В кн. Труды ЛИВТ. Вып. XXVIII. Основания сооруже­ ний и механика грунтов. М., «Речной транспорт», 1962.

13.Б у д и н А. Я- Причальные сооружения на слабых водонасыщенных ползучих основаниях.— В кн.: Труды совещ. по стр-ву на слабых грунтах. Таллин, 1965.

187

жима при оценке динамической устойчивости песчаных масс. Научи, сообщ. ЛИСИ, 1958.

имеханика грунтов», 1962, № 5-

27.Г о р ю н о в Б. Ф. Исследование несущей способности свай с утол­ щениями. Научные труды ЦНИИМФ. Вып. 1. М.— Л., «Морской транс­ спорт», 1950.

Вкн.: Труды ЛИВТ. Вып. 129, Л., 1970.

33.Д а л м а т о в Б. И. Расчет" оснований зданий и сооружений по пре­ дельным состояниям. Л., Стройиздат, 1968.

188

нике грунтов. Исследования в области поверхностных сил. М., Изд-во АН

и современные представления физикохимии коллоидов. Труды совещ. по инж. геол. свойствам горных пород. Т. 1. М., Изд-во АН СССР, 1956.

74.Справочник проектировщика. М., Госстройиздат, 1960.

75.Т у р о в с к а я А. Я- О влиянии деформаций на структуру глинистых грунтов. Днепропетровск, 1957 (ДИИТ).

Наркомхоза РСФСР, 1938.

189