Методика ускоренной оценки возможности уширения свайно-эстакадных опор (методика уо)

1. Ускоренная оценка распространяется только на промежуточные свайно-эстакадные (рис.1, ) и береговые (рис.1, ) свайные опоры с вертикальными сваями (вып.70).

Конструкции опор рассмотрены при наиболее распространенных основных параметрах:

а) увеличение габаритов:

#G0с Г-7+2х0,75 до Г-8+2х1,0;

" Г-7+2х0,75 " Г-10+2х1,0;

" Г-7+2х0,75 " Г-11,5+2х1,5;

" Г-7-8+2х1,0 " Г-10+2х1,5;

б) длины пролетных строений по схемам 11,36 м х 3 и 16,76 м х 3;

в) высоты опор промежуточных - от 3 до 6 м, береговых - от 2 до 5 м;

г) глубина забивки свай - от 4 до 10 м;

д) сечение существующих железобетонных свай - 30х35 см, добиваемых - 35х35 и 40х40 см;

е) грунты - пески (средние, мелкие и пылеватые); супеси, суглинки твердые, полутвердые и тугопластичные. Грунты условно разделены на прочные (на рис.3-6 обозначены сплошной штриховкой) и слабые (на рис.3-6 обозначены пунктирной штриховкой).

Рис.1. Схемы мостов (, ) и типы опор ()

2. При оценке несущей способности свай по грунту в промежуточных опорах рассмотрены случаи как однородных грунтов по длине свай, так и их сочетаний в два и три слоя (всего шесть сочетаний): а) прочный; б) слабый; в) слабый-прочный; г) прочный-слабый; д) прочный-слабый-прочный; е) слабый-прочный-слабый. При этом предполагается, что свая опирается на грунт, лежащий в ее нижней части. К прочным грунтам отнесены глинистые с коэффициентами консистенции , а также пески и супеси, кроме пылеватых; к слабым отнесены глинистые грунты с величиной , лежащей в интервале , и пылеватые пески и супеси.

При оценке несущей способности свай по грунту у береговых опор верхний слой грунта принят во всех случаях прочным, поскольку учитываемую в расчете насыпь у мостов отсыпают из дренирующих грунтов; в расчетах он принят в виде однородного уплотненного длительной эксплуатацией песка средней крупности толщиной 4 м с коэффициентом пропорциональности =500 т/м.

Наряду с однородным прочным грунтом по длине свай рассмотрено еще два сочетания напластований, начиная сверху: прочный - слабый; прочный - слабый - прочный.

3. Усилия, приходящиеся на голову сваи, определены при следующих предпосылках:

а) временные вертикальные нагрузки НК-80 и АК при числе полос движения - 2 (по одному в каждом направлении) со смещением по отношению к барьерному ограждению (или тротуару) в соответствии со #M12293 0 1200000252 3704477087 78 23945 2527633844 2685059051 3363248087 4294967268 584910322СНиП 2.05.03-84#S;

б) постоянная нагрузка для уширенных мостов принята в соответствии с наиболее рациональной конструкцией симметрично двустороннего уширения пролетных строений и опор. Рассмотрено уширение пролетных строений до габарита Г-10+2х1,5 м ребристыми балками применительно к бездиафрагменным пролетным строениям по вып. инв. N 710/1 (по 1 1/2 с каждой стороны для габарита Г-10); уширение до габарита Г-11,5+2х1,5 м - плитными пустотными блоками на ширину по 3,5 м с каждой стороны;

в) определение усилий, передающихся на опору от тормозной силы , произведено с учетом работы моста и насыпи как единой системы по методике, разработанной ВНИИ транспортного строительства. При этом рассмотрен вариант установки старых и пристраиваемых частей пролетных строений на резиновые опорные части.

4. При расчете береговых опор с высотой насыпи до 5 м временную нагрузку, расположенную за пределами переходной плиты (длина 6 м), не учитывали. Постоянную и временную нагрузки, находящиеся на переходной плите, а также вес плиты учитывали в запас прочности как опорные реакции на шкафную стенку устоя простой балки расчетным пролетом 5 м.

Учитывая длительность эксплуатации дороги и упрочнение грунта за счет этого фактора, в качестве расчетной схемы устоя принят нижний свайный ростверк, к плите которого приложены все внешние воздействия (включая давление грунта на шкафную стенку), а уровень расчетной поверхности грунта принят совпадающим с уровнем горизонтальной плоскости нижней поверхности плиты ростверка, от которого и отсчитывают глубину заделки свай. При этом плиту ростверка не включают в работу на горизонтальные и вертикальные воздействия.

5. Несущая способность по грунту оснований в уширяемом мосту при отсутствии необходимости уширения фундаментов или добивки дополнительных свай при уширении бесфундаментных опор вычислена с учетом увеличения несущей способности грунтов за счет их уплотнения в процессе эксплуатации. При необходимости уширения свайных опор путем добивки новых свай уплотнение грунтов во времени не учитывали.

Уширение опор рассмотрено в двух вариантах - без забивки и с забивкой дополнительных свай.

Методика ускоренной оценки построена на сопоставлении усилий , возникающих после уширения моста в наиболее нагруженных сваях, с несущей способностью свай .

Ускоренная оценка производится по графикам, построенным для свай опор под пролетные строения длиной 11,36 и 16,76 м для определенных условных схем грунтовых оснований, классифицированных по прочности.

6. Для возможности работы с графиками необходимо отнести реальные грунтовые условия рассматриваемой опоры к одному из наиболее близких в графиках. При этом в случае двухслойного грунтового основания при толщине одного из слоев менее 0,2 от глубины забивки свай следует его рассматривать как однослойное с параметрами, соответствующими большему слою; в случае трехслойного основания при толщине одного из слоев менее 0,1 от глубины забивки свай следует рассматривать его как двухслойное. а и насыпи как единой системы по методике, разработанной ВНИИ транспортного строительства. При этом рассмотрен вариант установки старых и пристраиваемых частей пролетных строений на резиновые опорные части.

4. При расчете береговых опор с высотой насыпи до 5 м временную нагрузку, расположенную за пределами переходной плиты (длина 6 м), не учитывали. Постоянную и временную нагрузки, находящиеся на переходной плите, а также вес плиты учитывали в запас прочности как опорные реакции на шкафную стенку устоя простой балки расчетным пролетом 5 м.

Учитывая длительность эксплуатации дороги и упрочнение грунта за счет этого фактора, в качестве расчетной схемы устоя принят нижний свайный ростверк, к п

Рис.2. Схемы уширения промежуточных опор:

- без добивки свай; - добивка по одной свае с каждой стороны;

- добивка по две сваи с каждой стороны

Графики, приведенные на рис.3 и 4 соответственно для сопрягающихся пролетов по 11,36 и 16,76 м, позволяют не только установить наличие или отсутствие необходимости уширения свайных опор, но и определить глубину погружения забиваемых свай в случае такой необходимости.

Рис.3. Расчетные усилия , приходящиеся на голову свай при различном их погружении

под промежуточной опорой моста с длиной пролетных строений 11,36 м

Рис.4. Расчетные усилия , приходящиеся на голову свай при различном их погружении

под промежуточной опорой моста с длиной пролетных строений 16,76 м

На указанных графиках приведены линии - максимальных расчетных усилий, приходящихся на голову свай (с учетом их веса) в уширенном мосту и линии и для различного сочетания грунтов, в которые погружена свая.

Нечетные значения индекса при даны для случаев, когда опору уширяют без добивки свай (рис.2, ), а четные - при забивке дополнительных свай (рис.2, ). - расчетная несущая способность существующих свай сечением 30х35 см с учетом уплотнения грунта за счет длительной эксплуатации (при условии, если не добивают новые сваи); - расчетная несущая способность свай сечением 35х35 и 40х40 см без учета уплотнения грунта (принимают для вновь забиваемых свай).

Абсцисса точки пересечения линий (при - нечетных) и показывает минимально необходимую глубину погружения в грунте старой сваи , при которой не требуется забивка дополнительных свай. Если фактическая глубина погружения существующих свай в конкретно рассматриваемом случае окажется меньше , то добивка дополнительных свай требуется. В этом случае по абсциссам точек пересечения линии (при - четных) и линий определяют ту минимальную глубину , на которую необходимо забить новые сваи сечением 35х35 см или 40х40 см, чтобы несущая способность по грунту была более .

8. Рассмотрены существующие береговые свайные двухрядные опоры (см. рис.1, ).

Графики, приведенные на рис.5-6 для свайных опор-мостов с пролетами 11,36 и 16,76 м, позволяют не только установить наличие или отсутствие необходимости уширения свайных опор, но и определить необходимую глубину погружения вновь забиваемых свай в случае такой необходимости.

Рис.5. Расчетные усилия в сваях устоя моста с длиной пролетных строений 11,36 м

Рис.6. Расчетные усилия в сваях устоя моста с длиной пролетных строений 16,76 м

Необходимость забивки дополнительных свай определяют по сопоставлению несущей способности свай с учетом упрочнения грунта за период эксплуатации и - максимального усилия в свае при соответствующем переходе со старого габарита на новый при фактической глубине забивки существующих свай . Если при этом значение находится в интервале , то следует произвести уточняющий расчет. Если , то забивка дополнительных свай не требуется, а если , то необходима забивка дополнительных свай. Глубину погружения этих свай определяют по абсциссе точки пересечения линии несущей способности свай без учета упрочнения грунта с линией , соответствующей переходу со старого габарита на новый. На рис.3-6 усилия на сваю соответствуют уширению:

#G0- c Г-7+2х0,75 до Г-8+2х1,0 (=5);

- " Г-7+2х0,75 " Г-8+2х1,0 (=7);

- " Г-7+2х0,75 " Г-10+2х1,5 (=5);

- " Г-7+2х0,75 " Г-10+2х1,5;

- " Г-8+2х0,75 " Г-10+2х1,5 (=5);

- " Г-7+2х0,75 " Г-11,5+2х1,5;

- " Г-8+2х0,75 " Г-10+2х1,5 (=7).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

(обязательное)