Пример к.р. ООП
.pdfТаблица 1. Расчет нагрузок на откос котлована (рис. 1)
Номер
кри
вых |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
Ь, м |
|
от |
х, м |
К, м |
5ІП СО |
Он |
СОЗ 0) |
Д м2 |
й к Н |
М кН |
Т, кН |
|||
сколь |
и |
|||||||||||
секов |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||
же |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
нин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
1-Г-2- |
13,55 |
15,2 |
0,891 |
63 |
0,454 |
0,121 |
2 |
0,91 |
1,8 |
2,8 |
|
2' |
||||||||||||
|
-1,28 |
|
-0,356 |
21 |
0,934 |
1,78 |
30 |
28 |
-10 |
|
||
|
1-2-3 |
|
|
|||||||||
II |
2-3-3'- |
0,66 |
3,6 |
0,183 |
11 |
0,982 |
5,84 |
99 |
97 |
18 |
7 |
|
3" |
||||||||||||
|
3,03 |
|
0,842 |
57 |
0,545 |
3,89 |
66 |
36 |
30 |
|
||
|
3 ’-З "-4 |
|
|
|||||||||
|
1-3-4' |
-2,6 |
|
-0,605 |
37 |
0,799 |
0,44 |
7,5 |
6 |
-4 |
|
|
|
3-3'-5- |
-1,01 |
|
-0,235 |
14 |
0,970 |
2,08 |
35 |
34 |
-8 |
|
|
III |
4' |
4,3 |
11 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 '-4-5 '- |
1,46 |
0,340 |
20 |
0,940 |
4,64 |
79 |
74 |
27 |
||||
|
|
|
||||||||||
|
5 |
|
|
|||||||||
|
3,87 |
|
0,9 |
64 |
0,438 |
5,78 |
98 |
43 |
88 |
|
||
|
4-5'-6 |
|
|
|||||||||
|
1-4'-7 |
-3,89 |
|
-0,748 |
48 |
0,670 |
0,44 |
7,5 |
5 |
-6 |
|
|
|
4'-5-7'~ |
-2,41 |
|
-0,464 |
28 |
0,883 |
1,78 |
30 |
27 |
-14 |
|
|
|
7 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IV |
5-5'-8- |
-0,30 |
5,2 |
-0,058 |
3 |
0,999 |
О 1^ |
53 |
53 |
-3 |
15 |
|
7' |
:>,! ^ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5'-6-8'- |
2,35 |
|
0,452 |
27 |
0,891 |
5,80 |
99 |
88 |
45 |
|
|
|
8 |
|
|
|||||||||
|
4,91 |
|
0,944 |
71 |
0,326 |
7,55 |
128 |
42 |
121 |
|
||
|
6-8'-9 |
|
|
Рис. 2. Для расчета / кривой скольжения.
1 1
г *
12
Рис. 4. Для расчета III кривой скольжения.
Рис. 5. Для расчета IV кривой скольжения.
Определение коэффициента устойчивости откоса
Приведенные в табл. 1 данные подставляем в формулу для определения Куст- получаем устойчивость для кривых скольжения (табл. 2):
"'уст — |
? |
где: Куст - коэффициент устойчивости |
откоса котлована, принимаемый в |
пределах 1,26-1,5; |
|
Ь - длина кривой скольжения круглоцилиндрической поверхности; с - коэффициент сцепления грунта;
N - усилие одного отсека поверхности скольжения грунта, направленное перпендикулярно к кривой скольжения;
(р - угол внутреннего трения; Т - усилие одного отсека, сдвигающее объем грунта в сторону котлована.
і§ 15 - 0,268
13
Таблица 2 - Значения коэффициента устойчивостикривых скольжения откоса котлована
Кривые скольжения |
1-С |
ХЛЧЯ'/й т |
ХТ,т |
Куст |
/ |
4,48 |
0,24 |
1,8 |
2,62 |
II |
11,2 |
43,15 |
38 |
1,43 |
III |
17,6 |
42,08 |
103 |
0,58 |
IV |
25,5 |
57,62 |
143 |
0,58 |
Из табл. 2 видно, что наименьший коэффициент устойчивости оказался для кривой III и IV, однако его величина меньше максимально допустимого предела (К ^т ~ К*у!с!т = 0,58 < 1,25).
В результате расчета величина Куст оказалась меньше единицы, значит откос находится в неустойчивом состояния. Необходимо изменить расстоя ние от основания балластной призмы до края дна котлована и повторить расчет до получения коэффициента устойчивости в пределах 1,25-1,5.
14
-Задача 4 Расчет устойчивости откоса земляного сооружения
Исходные данные:
грунт земляного полотна - глина; объемный вес грунта у - 1,7 т/м3; удельное сцепления грунта с = 16 кПа; угол внутреннего трения ф = 15°; глубина выемки к = 5,5 м; крутизна откоса котлована 1 : 0, 5;
нагрузка на бровке котлована р = 5 т/м3 угол между направлением откоса и горизонталью - 63°
отношение высоты откоса к его заложению - 1:0,5 [табл. 11,2 ДБН].
1) Для котлована при глубине к 5,5 м: а) составим эскиз уступа котлована:
Рис. 1. Эскиз уступа котлована.
б) угол между направлением откоса и горизонталью в градусах и отношение высоты откоса к его заложению определим по табл. 11.2 п. 11.2.1 6 ДБН Л.3.2-2-2009 Промышленная безопасность в строительстве.
в) согласно с п. 11.2.17 ДБН Л.3.2-2-2009 при глубине выемки свыше 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету;
г) расчет выполним методом равнопрочного откоса по формуле проф. 11. Н. Маслова:
|
1 |
* = у |
т ї , п ^Г ' г ' 1д(р + С ' 1п(р ’ 1д(р + О - С ■Щі дср ■( у г + р) + С]}, |
У |
г |
где л- - абсцисса равнопрочного откоса, м;
г- ордината равнопрочного откоса, м;
у- объемный вес груша, т/м’;
(р - угол внутреннего трения грунта, град; 1%15° 0,268; С - общее сцепление грунта, т/м2, С = 1,6 т/м2;
р - равномерно распределенная нагрузка на поверхности откоса, т/м2, д) расчет проводим для і с шагом 0,5 м и результаты сводим в таблицу:
|
|
|
|
9. |
|
|
|
сг |
|
|
|
+ |
£ |
|
|
О |
+ |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
||
|
|
а. |
|
|
|
+ |
||
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
+ |
+ |
к? |
||
К? |
|
■ЁР^ |
і,-; |
|
||||
|
|
|
|
|
К} |
|
||
|
|
к |
• |
II |
|
|
|
|
|
|
'Ь |
|
І |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
■ЙР |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
0,5 |
0,85 |
0,228 |
1,953 |
5,85 |
1,568 |
3,168 |
1,845 |
|
1 , 0 |
1,7 |
0,456 |
2,181 |
6,7 |
1,796 |
3,396 |
1,956 |
|
1,5 |
2,55 |
0,683 |
2,408 |
7,55 |
2,023 |
3,623 |
2,060 |
|
2 |
3,4 |
0,911 |
2,636 |
8,4 |
2,251 |
3,851 |
2,157 |
|
2,5 |
4,25 |
1,139 |
2,864 |
9,25 |
2,479 |
4,079 |
2,249 |
|
3 |
5,1 |
1,367 |
3,092 |
1 0 , 1 |
2,707 |
4,307 |
2,409 |
|
3,5 |
5,95 |
4,595 |
3,32 |
10,95 |
>2Д35 |
4,535 |
2,419 |
|
4 |
6,8 |
1,822 |
3,547 |
11,8 |
3,162 |
4,762 |
2,497 |
|
4,5 |
7,65 |
2,05 |
3,775 |
12,65 |
3,390 |
4,990 |
2,572 |
|
5 |
8,5 |
2,278 |
4,003 |
13,5 |
3,618 |
5,218 |
2,643 |
|
5,5 |
9,35 |
2,506 |
4,231 |
14,35 |
3,846 |
5,446 |
2,712 |
|
данных |
и 8 |
Разность |
гр.4 |
9
0,108
0,225
0,348
0,479
0,615
0,683
0,901
1,05
1,203
1,36
1,519
&
г
<
<1 <Е 0\ О,
5 84, ^ *^ 1\Г *
а. « О
тН N 03 ЇС0 V О
11 >'і
1 0
0,094
0,196
0,303
0,417
0,535
0,594
0,784
0,914
1,047
1,183
1,322
е) по данным таблицы построим форму откоса, применив график (рис. 2):
16
2)Описание безопасности разработки выемок с откосами.
Втех случаях, когда проектом предусмотрена разработка котлованов и траншей большой глубины, ее целесообразно вести с откосами без креплений.
При разработке грунта с откосами следует, прежде всего, определить крутизну откосов, обеспечивающих безопасность разработки данного грунта, а также выбрать способ образования откосов. Крутизна откосов в выемках зависит от рода грунта, влажности и степени его разрыхленности, а также от глубины выемки и характера грунта и определяется углом между направлением откоса и горизонталью.
Правилами техники безопасности (СНиП ІІІ-А. 11 -70) предусмотрена наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей при их глубине до 5 м. При глубине выемки свыше 5 м крутизну откоса устанавливают по расчету и указывают в проекте.
Увеличение влажности некоторых видов грунтов в значительной степени меняет их устойчивость в откосах, и угол естественного откоса уменьшается. Поэтому в переувлажненных глинистых грунтах крутизну откосов следует уменьшать до 45° или до отношения 1:1. Изменение крутизны откосов производитель работ должен зафиксировать в соответству ющем акте. При разработке переувлажненных песчаных, лессовых и насыпных грунтов нужно обязательно устанавливать крепления. За состоянием откосов котлованов и траншей, разрабатываемых с откосами (без креплений), необходимо вести систематическое наблюдение. Для этой цели производитель работ или мастер перед началом каждой смены обязан проверить состояние откосов и немедленно принять меры к обрушению или укреплению грунта в тех местах, где обнаружены козырьки или трещины. Если появляется опасность обвала грунта, необходимо временно прекратить работы. Возобновлять их можно только после полного устранения опасности. Категорически запрещается движение транспортных средств и механизмов в пределах призмы обрушения.
На откосах выемок и насыпей глубиной (высотой) свыше 3 м и крутизной более 1:1, а при влажной поверхности откоса крутизной более 1:2 работать нужно в предохранительных поясах, привязанных к надежным опорам.
Камни, валуны, выступающие за плоскость откоса, следует удалить, так как они могут скатиться и причинить ушибы и другие травмы рабочим, находящимся в выемках.
Во время перерывов в работе нельзя садиться у основания откоса, ибо это может привести к несчастному случаю при случайном падении камня или какого-либо предмета.
Места отдыха в выемке должны находиться вне опасной зоны.
17
Задача 5
Расчет креплений вертикальных стенок траншей
Исходные данные:
грунт земляного полотна - супесь; объемный вес грунта у = 1,95 т/м3; удельное сцепления грунта с = 6 кПа; угол внутреннего трения (р = 28°; глубина траншеи к = 2 м; ширина траншеи - 2,5 м;
крутизна откоса котлована 1 : 0, 67.
1) Для определения предельной высоты вертикального откоса траншеи:
а) предельная высота вертикального откоса траншеи определяется по формулам:
Н |
^Ктах'СОЗф |
и |
Т1 |
НК„ |
|
кп |
л |
' |
їїу,п —~~~ |
1 9 |
|
КИ |
. 9 90°-<Ю |
|
|
пР |
|
|
5171 ------— |
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
где: Ктах - коэффициент сцепления; Нкр- критическая высота вертикального откоса, м;
<р- угол естественного откоса грунта (угол внутреннего трения), град;
(о |
|
^ |
£9Ч> |
— агсіа |
, |
||
|
|
|
т |
т - коэффициент устойчивости откоса, принимается 1,5_3; |
|||
(р' = а гсід ^ = а г с і д = |
агсід —-|17 агсСдО,2659 = 14,89 = 15°, |
||
|
к |
- |
- І - . |
|
Лтах ~ Гт, |
||
где: С - сила сцепления грунта на разрыв, т/м2, С = 0,6 т/м2; у - объемный вес грунта, т/м3;
1,2 - коэффициент запаса, т. е. принимается некоторая часть от критич сил сцепления между частицами грунта;
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
К тах - Г'Л г |
V о = 0-26 |
||||
|
|
|
|
1,9 5 ^ |
1,2 |
|
„ |
_ 2*0,26 -со5 2 8 __0 ,5 2 * 0 ,8 |
8 3 |
_ |
0,459 |
_ |
|
кр |
5і п 2? ° ° ~ 15 5ІП237 |
.5 |
— |
0,371 |
— |
' |
1,24
Н„р = ~ГТГ = 1,03. и "
б) составить схему траншеи в поперечном разрезе и указать критическую высоту вертикального откоса:
Рис. 1. Схема траншеи в поперечном разрезе.
2. Для крепления стенок траншеи:
а) величина активного давления в связных грунтах определяется по формуле:
о-акт = ь • У ■ід 2 (45 - | ) |
- 2С -ід (45 - |
|
|||
где: оакт- активное давление грунта, т/м2; |
|
|
|
|
|
И- глубина траншеи, м; |
|
|
|
|
|
у - объемный вес грунта, т/м3; |
|
|
|
|
|
(р - угол внутреннего трения, град; |
|
|
|
|
|
С - сила сцепления, т/м2; |
|
|
|
|
|
■ , / 2 8 4 |
/ |
28\ |
3,9 * ід 231 - |
1,2 * ід 31 |
|
о.акт - 2 • 1,95 • ід |
^45 - у ^ — 2 * 0,6 - ід |
^45 - |
= |
||
= 3,9 * 0,6012 - 1,2 * 0,601 = 0,68 т/м2.
б) расстояние между стойками а рекомендуется принять в пределах 1,0... 1,5 м; в) стойки рассчитывается как балки на 2-х опорах, загруженные треугольной
нагрузкой максимальной интенсивностью дтах\ Ц^тах &акт '
Я^тах 0,68 • 1,5= 1,02 т/м - давление грунта на всю сваю.
г) горизонтальные распорки между рядами стоек обычно принимают через 1 м по высоте. Для упрощения расчета распорки предусмотреть по дну траншеи и па глубине от поверхности земли на Нс:
К |
|
2 С |
|
|
|
у ( д ( 4 5 - | ) ’ |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
2 * 0,6 |
|
1,2 |
1,02 м. |
|
|
К |
|
1,95*0,601 |
|
|
|
1 , 9 5 - ^ ( 4 5 - у ) |
|
|
|
||
, ( |
28'\ |
|
/ |
28\ |
|
ЯактЛс = 1-02 • 1,95 . ід 2 (45 - у ) |
- 2 * 0,6 • ід (45 - |
у |
) |
||
= 1,99 * ід 231 - |
1,2 * ід ЗІ = 1,99 * 0,6012 - |
1,2 * 0,601 |
|||
= —0,002 т /м 2 |
|
|
|
|
|
Распорки рассчитываются на максимальную реакцию опоры при расчете стойки,
19
как центрально сжатые элементы; д) доски зашивки рассчитываются как балки на двух опорах, загруженные
равномерно-распределенной нагрузкой интенсивностью д:
^= 0,68 0,150=0,102 т/м
где: Ъд - ширина доски, принимается стандартная величина в пределах 120... 150 мм.
При расчете доски определяется ее необходимая толщина I мм. С учетом требований п. 11.2.10 ДБН А.3.2-2-2009 для крепления почв естественной влажности (кроме песчаных) применять доски толщиной не менее 4,0 см.
е) составить эскиз крепления стенок траншеи и на нем указать размеры подсчитанные по приведенным формулам:
V
/
\
Рис 2. Эскиз крепления стенок траншеи.
20
