- •1. Исходные данные и расчётная схема
- •Статический расчёт больверка
- •2.1. Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай:
- •Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку
- •Построение эпюры пассивного давления грунта
- •2.5.3 Определение значения максимального изгибающего момента
- •Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги
- •Проверка общей устойчивости подпорной стенки
- •Приложение
-
Построение эпюры пассивного давления грунта
Интенсивность давления грунта в характерных точках вычисляется по формуле :
eпi=[qo*+Σ(ρi∙g∙hi)]∙λпi∙ki (4)
qo*- распределенная нагрузка на поверхность грунта дна, кПа
(согласно исходным данным qo*=0);
λпi – коэффициент пассивного давления грунта (отпора):
λпi =tg2(45°+φi/2) (4.1.)
λп3 =tg2(45°+19°/2)=1,97
ki – коэффициент, учитывающий трение грунта о шпунтовую стенку и зависящий от ее материала и угла внутреннего трения грунта φi. Принимается по таблице 3.
Таблица 3
Значения коэффициента k (шпунт из стали)
φ, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
k |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
2,0 |
2,3 |
При значениях φ не указанных в таблице k определяют линейной интерполяцией.
φ3 = 19 град k3 = 1,56
ρi – плотность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м3;
g=9,81 м/с – ускорение свободного падения;
hi – мощность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, м;
Вычисления абсцисс эпюры пассивного давления грунта на шпунтовую стенку сводим в табличную форму.
Таблица 4
Вычисление абсцисс эпюры пассивного давления грунта
№ |
Отметка |
qo кПа |
ρi т/м3 |
|
ρi∙g∙hiкПа |
Σ(ρi∙g∙hi)кПа |
|
λoi |
k |
eпi |
п/п |
характерной |
h, м |
φi, град |
кПа |
||||||
|
точки, м |
|
|
|
||||||
1 |
11,2 |
40 |
1 |
0 |
0 |
0 |
19 |
0,499 |
1,56 |
0 |
2 |
12,2 |
40 |
1 |
1 |
9,81 |
9,81 |
19 |
0,499 |
1,56 |
30,15 |
3 |
19,6 |
40 |
1 |
8,4 |
82,4 |
82,4 |
19 |
0,499 |
1,56 |
253,24 |
Примечание: третий слой является поверхностным слоем, слагающем дно, и обладает сцеплением, поэтому в пределах слоя грунта мощностью 1 м от проектного дна сцепление увеличивает пассивное давление от нуля (на отметке дна) и до eп сц3 (на 1 м ниже дна).
Третий слой обладает сцеплением с3=21 кПа, величина еп сц3 вычисляется по формуле:
еп сц3=2∙c3∙tg(45°+φ3/2) (5)
еп сц3=2∙21∙tg(45°+19°/2)= 58,88 кПа
Таким образом, значения пассивного давления eпi для 2 и 3 строки:
5) eп2 + еп сц3 =30,15 + 58,88 = 89,03 кПа
6) eп3 + еп сц3 =253,24 + 58,88 = 312,12 кПа
Эпюра пассивного давления показана на Рис. 2а Приложения слева от оси стенки.
-
Построение результирующей эпюры давления грунта на стенку
Результирующая (суммарная) эпюра давления грунта на стенку получается путем сложения эпюр активного еа и пассивного еп давлений.
Эпюра представлена на Рис. 2б Приложения.
Суммарную эпюру разбиваем по высоте на ряд полосок от 0,5 до 1,0 м (Рис. 2б Приложения) так, чтобы на всех отметках, где эпюра имеет изломы или скачки, были границы полосок.
2.5. Определение усилия в анкерной тяге
Рассматривая полоски независимыми, их действие заменяем сосредоточенными силами Ej, приложенными в центре тяжести каждой j-ой полоски (рис. 2в Приложения). Силы Ej численно равны площадям соответствующих полосок.
2.5.1 Построение силового многоугольника
Силовой многоугольник представлен на Рис. 3 Приложения.
Полюс силового многоугольника «0» размещен на вертикали, проходящей около середины отрезка, а полюсное расстояние принимается равное его половине. Начало и конец каждой силы Ej силового многоугольника соединены лучами с полюсом «0».
2.5.2 Построение веревочного многоугольника
Веревочный многоугольник строится параллельным переносом лучей силового многоугольника на поле горизонтальных линий действия Ej сил (первый луч проводится до линии действия силы Е1; второй луч – из полученной точки пересечения до линии действия силы Е2 и т.д.). При этом первый луч продлевается до пересечения с горизонтальной линией, проходящей на отметке крепления анкеров к шпунтовой стенке. Замыкающая веревочного многоугольника проходит через точку “А” таким образом, чтобы максимальный изгибающий момент нижней части эпюры у1 был на 10% меньше максимального изгибающего момента пролетной части стенки у2 (Рис. 4 Приложения).
Точка “В” пересечения замыкающей с веревочным многоугольником (Рис. 2г Приложения) определяет необходимую глубину забивки стенки to.
to ≈ 8,03 м
Полную глубину забивки шпунтовых свай t можно принимать равной
t = (1,15 … 1,20)to
Принимаем t = 1,17∙ to = 1,17∙8,03 = 9,4 м