ОГЛАВЛЕНИЕ
1 РУЧНОЙ РАСЧЕТ 5
1.1 Исходные данные 5
1.2 Проверка устойчивости ограждающих конструкций. Подбор сечения ограждающей конструкции. 6
2 РАСЧЕТ В ПВК «PLAXIS» 11
2.1 Исходные данные 11
2.2 Геотехнические расчеты 12
2.2.1 Общие положения 12
2.2.2 Расчеты ограждения котлована 14
2.2.3 Расчеты фундаментов мелкого заложения 16
1 Ручной расчет
1.1 Исходные данные
Расчетная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Расчетная схема глубокого котлована
Физико-механические свойства грунтов представлены в задании на выполнение расчетно-графической работы, а также в таблице 1.
Таблица 1 – Физико-механические свойства грунтов
№ ИГЭ |
Вид грунта |
γ, кН/м3 |
γsb, кН/м3 |
1 |
Песок мелкий |
17,95 |
9,63 |
2 |
Торф |
9,81 |
1,39 |
3 |
Суглинок |
18,93 |
9,43 |
1.2 Проверка устойчивости ограждающих конструкций. Подбор сечения ограждающей конструкции.
Глубину забивки шпунта принимаем не менее 1,1 глубины котлована.
.
Горизонтальные составляющие активного и пассивного давления для вертикальных ограждений определяют по формулам (1) и (2).
|
(1) |
|
(2) |
;
,где
– вертикальное давление грунта;
– расчетное
значение сцепления грунта;
– коэффициенты
активного и пассивного давления грунта,
определяются по формулам (3), (4);
|
(3) |
|
(4) |
;
,где
– расчетное значение угла внутреннего
трения;
– коэффициент,
учитывающий связность грунта, определяются
по формулам (5), (6);
|
(5) |
|
(6) |
;
,Определим коэффициенты и :
- для песка
;
;
-для торфа
;
;
- для суглинка
;
;
;
.
Определим горизонтальные составляющие активного и пассивного давления (Таблицы 2, 3) и построим эпюры (Рисунок 2).
Таблица 2 – Определение горизонтальных составляющих активного давления
z, м |
Грунт |
, кПа |
|
c |
|
|
|
0 |
– |
5 |
0,41 |
1,9 |
1,27 |
-0,4 |
-0,4 |
2,5 |
Песок |
49,9 |
0,41 |
1,9 |
1,27 |
18,0 |
21,7 |
3 |
Песок (УГВ) |
54,7 |
0,41 |
1,9 |
1,27 |
20,0 |
24,0 |
3 |
Торф |
54,7 |
0,69 |
19,2 |
1,66 |
5,9 |
7,0 |
6 |
Торф |
58,9 |
0,69 |
19,2 |
1,66 |
8,8 |
10,5 |
6 |
Суглинок |
93,9 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
-0,2 |
-0,3 |
7 |
Суглинок |
112,83 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
11,1 |
13,3 |
8 |
Суглинок |
131,76 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
22,5 |
27,0 |
9 |
Суглинок |
150,69 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
33,8 |
40,6 |
10 |
Суглинок |
169,62 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
45,2 |
– |
11 |
Суглинок |
188,55 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
56,6 |
– |
12 |
Суглинок |
207,48 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
67,9 |
– |
13 |
Суглинок |
226,41 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
79,3 |
– |
14 |
Суглинок |
245,34 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
90,6 |
– |
15 |
Суглинок |
264,27 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
102,0 |
– |
16 |
Суглинок |
283,2 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
113,3 |
– |
17 |
Суглинок |
302,13 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
124,7 |
– |
18 |
Суглинок |
321,06 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
136,1 |
– |
19 |
Суглинок |
339,99 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
147,4 |
– |
20 |
Суглинок |
358,92 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
158,8 |
– |
21 |
Суглинок |
377,85 |
0,60 |
36,5 |
1,55 |
170,1 |
– |
Таблица 3 – Определение горизонтальных составляющих пассивного давления
z, м |
Грунт |
, кПа |
|
c |
|
|
|
10 |
Суглинок |
0 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
94,2 |
-21,1 |
11 |
Суглинок |
18,93 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
125,6 |
-32,6 |
12 |
Суглинок |
37,86 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
157,0 |
-44,1 |
13 |
Суглинок |
56,79 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
188,4 |
-55,6 |
14 |
Суглинок |
75,72 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
219,9 |
-67,1 |
15 |
Суглинок |
94,65 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
251,3 |
-78,6 |
16 |
Суглинок |
113,58 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
282,7 |
-90,2 |
17 |
Суглинок |
132,51 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
314,1 |
-101,7 |
18 |
Суглинок |
151,44 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
345,6 |
-113,2 |
19 |
Суглинок |
170,37 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
377,0 |
-124,7 |
20 |
Суглинок |
189,3 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
408,4 |
-136,2 |
21 |
Суглинок |
208,23 |
1,66 |
36,5 |
2,58 |
439,8 |
-147,7 |
Рисунок
2 – Эпюры до установки распорок
По величине максимального момента (636 кНм) подберем тип шпунтового ограждения.
По СНиП II-23-81
|
(7) |
,где
= 240 Мпа (сталь марки С255 (ВСт3пс5), при
толщине 10…20 мм);
=
1.
Требуемый момент сопротивления
.
Этому требованию соответствует шпунт Ларсен-5 с моментом сопротивления одного метра стенки 2962 см3/м.
Для повышения устойчивости шпунтовой стенки устанавливаем распорки на глубине 3 и 6 м. Усилия от распорок находим как равнодействующие эпюр напряжения, деленные на два. Эпюры после установки распорок представлены на рисунке 3.
Рисунок
3 – Эпюры после установки распорок
Поперечное сечение рассчитываем по СНиП II-23-81 «Стальные конструкции»
|
(7) |
,
Для
стали марки С255 (ВСт3пс5) расчетное
сопротивление по пределу текучести
.
– коэффициент
условий работы.
Учитываем двойную эксплуатационную нагрузку первой и второй распорок:
;
.
Требуемая площадь поперечного сечения стальной тяги:
|
(8) |
,Для первой распорки:
.
Принимаем
стальной стержень Ø18 А-I
с площадью поперечного сечения
.
Для второй распорки:
.
Принимаем
стальной стержень Ø25 А-I
с площадью поперечного сечения
.