Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции и материалы»

Отделение «Строительство объектов туризма и спорта»

Расчётно-графическая работа №1

Дисциплина: Инженерные сооружения водного туризма

Тема: Статический расчет подпорной стенки, проверка общей устойчивости, выбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерных тяг

Выполнил студент гр. 5018/2 Г.В.Егоров

Руководитель, ассистент Ю.Г. Дербин

"___"__________ 2012 г.

г. Санкт-Петербург

2012

Оглавление стр.

1. Исходные данные и расчётная схема 3

2. Статический расчёт больверка 4

2.1. Глубина забивки шпунтовых свай 4

2.2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку 4

2.3. Построение эпюры пассивного давления грунта 6

2.4. Построение результирующей эпюры давления грунта на стенку 7

2.5. Определение усилия в анкерной тяге 7

2.6. Построение силового многоугольника 7

2.7. Построение веревочного многоугольника 7

2.8. Определение значения максимального изгибающего момента 8

3. Подбор шпунтовых свай и определение диаметра анкерной тяги 8

4. Проверка общей устойчивости подпорной стенки 9

Приложения 13

Используемая литература 14

1. Исходные данные и расчётная схема

Рисунок 1.1 Расчётная схема подпорной стенки

Таблица 1.1. Исходные данные

Характеристики грунтов					Н, м	h, м	q*, кПа
Засыпка			Основание
ρ1, т/м³	φ1, град	φ 2, град	φ 3, град	с3, кПа
1,79	30	39	24	11	13,1	3,8	160

- плотность слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м³ ;

- угол внутреннего трения слоя грунта, град;

- сцепление грунта, кПа;

Н - свободная высота стенки, м;

h - высота наданкеренной стенки, м.

В рамках учебного задания принимаем q₀=160 кПа.

2. Статический расчёт больверка

Расчет выполняется графоаналитическим методом.

2.1. Глубина забивки шпунтовых свай

Назначаем ориентировочную глубину забивки шпунтовых свай:

t=(0,7….0,8)Н,

где Н - свободная высота стенки, м;

t - ориентировочная глубина забивки шпунтовой сваи, м.

t=(0,7…0,8)Н=0,7∙13,1=9,17м.

Принимаем t=9,2м

2.2. Построение эпюры активного давления на шпунтовую стенку

Интенсивность давления грунта в характерных точках (поверхность и границы грунтов, низ шпунтовой стенки) вычисляем по формуле:

e_ai=[q_o+Σ(ρ_i∙g∙h_i)]∙λ_oi , (2.1)

где q_o=160 кПа – расчетная равномерная нагрузка на поверхность грунта засыпки;

ρ_i – плотность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, т/м³;

g=9,8 м/с – ускорение свободного падения;

h_i – мощность i-ого слоя грунта за шпунтовой стенкой, м;

λ_oi – коэффициент бокового давления грунта (распора).

λ_oi =tg²(45°-φ_i/2) , (2.2)

где φ_i – угол внутреннего трения i-ого слоя грунта, град.

Коэффициенты бокового давления грунтов:

λ_o1 =tg²(45°-30°/2)=0,33

λ_o2 =tg²(45°-39°/2)=0,23

λ_o3 =tg²(45°-24°/2)=0,42

Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта на шпунтовую стенку сводим в табличную форму.

Таблица 2.1. Вычисления абсцисс эпюры активного давления грунта

№ п/п	Отм. хар. точки м	qo кПа	ρi т/м3	h м	ρi∙g∙hiкПа	Σ(ρi∙g∙hi)кПа	qo+Σ(ρi∙g∙hi)кПа	φi, град	λoi	eai кПа
1	0	160	1,79	0	0	0	160	30	0,33	52,80
2	4,8	160	1,79	4,80	84,20	84,20	244,20	30	0,33	80,59
3			1,00	0	0			39	0,23	56,17
4	13,1	160	1,00	8,30	81,34	165,54	325,54	39	0,23	74,87
5			1,00	0	0			24	0,42	136,73
6	22,3	160	1,00	9,20	90,16	255,7	415,70	24	0,42	174,59

Третий слой обладает сцеплением с=11кПа, в пределах этого слоя грунта активное давление уменьшается на величину е_{а сц}:

е_асц3=2∙c₃∙tg(45°-φ₃/2) (2.3)

е_асц3=2∙11∙tg(45°-24°/2)=14,29 кПа

Таким образом, значения активного давления e_ai для 5 и 6 строки:

5) e_ai - е_асц3 =136,73 – 14,29 =122,44 кПа

6) e_ai - е_асц3 =174,59 – 14,29 =160,3 кПа

Эпюра активного давления грунта представлена на Рис. 2 (см. приложения).