РД 31.31.55-93 стр.7 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

 

Таблица 5.5.

 

Коэффициенты пропорциональности упругих свойств грунта

 

Наименование, вид грунта и его характеристика

K, кН/м4

Текучепластичные глины и суглинки (0,75<JL£1,00)

500-2000

Мягкопластичные глины и суглинки (0,50<JL£0,75), пластичные супеси (0<JL£1,00), пылеватые пески (0,60<e<0,80)

2000-4000

Тугопластичные и полутвердые глины и суглинки (0<JL£0,50), твердые супеси (JL<0) и пески мелкие (0,60<е£0,75) и средней крупности (0,55<е£0,70)

4000-6000

Твердые глины и суглинки (JL<0), пески крупные (0,55<е£0,70)

6000-10000

Пески гравелистые (0,55<е£0,70), гравий и галька с песчаным заполнением

10000-20000

 

Примечания:

1. Меньшие значения коэффициента k соответствуют более высоким значениям показателя текучести JL глинистых и коэффициентов пористости песчаных грунтов, указанных в скобках, а большие значения коэффициента k — соответственно более низким значениям JL и е.

Для грунта с промежуточными значениями характеристик JL и е значения коэффициента k определяются интерполяцией.

2. Коэффициенты k для плотных песков (е£0,55) принимаются на 30% выше, чем наибольшие значения, указанные для данного вида грунта.

3. Коэффициенты k для насыпных грунтов принимаются на 30% ниже, чем указанные в таблице значения для данного вида грунта.

 

5.43. При расчетах прочности, устойчивости, деформации интенсивность реактивного давления грунта не должна превышать интенсивности пассивного давления грунта, определяемой по п. 5.32.

 

6. РАСЧЕТ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

 

6.1. При проектировании причальных сооружений следует выполнять расчеты общей устойчивости:

на плоский сдвиг по каменной постели или вместе с постелью;

на опрокидывание вокруг переднего ребра;

на поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера;

на сдвиг грунта засыпки ячеистых сооружений по вертикальной плоскости;

на анкерующую способность массива грунта перед анкерными плитами или стенками;

на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения, а также по схеме смешанного сдвига.

6.2. Расчеты общей устойчивости причальных сооружений следует производить с учетом конкретных характеристик конструкции, грунтов основания и эксплуатационных нагрузок для условий плоской или пространственной задачи.

В условиях плоской задачи расчеты проводятся на 1 м длины сооружения, в условиях пространственной задачи — на всю длину сооружения или ограниченного участка.

6.3. Расчеты общей устойчивости в условиях пространственной задачи следует выполнять в случаях, когда длина сдвигаемого участка сооружения l меньше 5h (где h — высота сооружения от дна до верха стенки).

При решении пространственной задачи к удерживающим силам необходимо добавить силы трения и сцепления, реализованные по торцевым сечениям сдвигаемого объема грунта основания. Значения равнодействующих сил трения при этом допускается определять как произведение равнодействующих горизонтальных составляющих активного давления грунта по указанным сечениям на коэффициент трения tgj, а сил сцепления — как произведение удельного сцепления на соответствующие площади участков торцевого сечения.

6.4. Расчеты устойчивости причальных сооружений на плоский сдвиг, опрокидывание, поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера, анкерующую способность массива грунта перед анкерными опорами следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85 и раздела 8 настоящей Инструкции.

Расчеты устойчивости грунта засыпки ячеистых сооружений на сдвиг по вертикальной плоскости выполняются по указаниям раздела 11 настоящей Инструкции.

6.5. Расчет общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения, а также по схеме смешанного сдвига, следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85 по формуле

 

,                                                         (6.1)

 

где g, gc, gп то же, что в п. 4.3.

Мt — сумма моментов сил, вызывающих сдвиг сооружения относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кНм;

Мr — сумма моментов сил, удерживающих сооружение от сдвига относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кНм;

gdc — дополнительный коэффициент условий работы, независимый от класса сооружения и работы, принимаемый для причальных сооружений;

gdc=1,05 (что соответствует запасу устойчивости 0,95 по методу Крея-Терцаги для сооружений III класса);

 

для откосов gdc=1,1 (что соответствует запасу устойчивости 1,05 по методу Крея-Терцаги для сооружений III класса).

Расчет следует проводить по программе KRMAJN, или PURS, или другим опробированным программам.

6.6. Расчет общей устойчивости причальных сооружений сложной конструкции, сооружений на слабых или слоистых грунтах основания допускается выполнять по методу предельных значений сдвигающих и удерживающих сил.

 

РАСЧЕТ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПО МЕТОДУ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СДВИГАЮЩИХ И УДЕРЖИВАЮЩИХ СИЛ

 

6.7. Расчет обшей устойчивости по методу предельных значений сдвигающих и удерживающих сил выполняется по формуле

,                                                       (6.2)

 

где glc, gc, gп — то же, что в п. 4.3;

gdc — дополнительный коэффициент условий работы, принимаемый для узких пирсов gdc=0,9; для палов gdc=85;

для других типов конструкций и откосов gdc=1,0;

Fсдв,1 — расчетные значения равнодействующей сдвигающих сил кН определяемые по п. 6.12 с учетом проектных расчетных нагрузок, интенсивностью q1, на территории причала (черт. 6.1, 6.2);

Fсдв,пр — расчетное значение равнодействующей предельных сдвигающих сил, кН, соответствующее несущей способности основания сооружения, определяемое по п. 6.8.

 

6.8. Расчетное значение равнодействующей предельных сдвигающих сил Fсдв,пр определяется по формуле

 

,                                  (6.3)

 

где DFпр — приращение равнодействующей сдвигающих сил, кН, при увеличении эксплуатационных нагрузок от q1 до qпр (qпр — интенсивность предельного значения равномерно распределенной нагрузки на причале), определяемое по п. 6.9;

a1 — угол пересечения равнодействующих сдвигающих Fсдв,l и удерживающих сил Fуд, град, определяемый по п. 6.10;

y — угол отклонения линии действия силы DFпр от направления равнодействующей удерживающих сил Fyд,1, град, определяемый по п. 6.11.

 

6.9. Величина приращения равнодействующей сдвигающих сил определяется по формуле

 

                                         (6.4)

 

где Fуд,1 — равнодействующая удерживающих сил, кН, определяемая с учетом нагрузок интенсивностью q1;

jpcd — средневзвешенное значение углов внутреннего трения грунтов, расположенных по поверхности скольжения, град;

DFсдв, DFуд — приращение равнодействующих соответственно сдвигающих Fсдв,1 и удерживающих сил Fуд,1 при увеличении нагрузок от q1 дo q2, кH, (q2=1,5+2,0 q1),

 

DFсдв = Fсдв,2Fсдв,1;                                                        (6.5)

 

DFуд = Fуд,2Fуд,1,                                                          (6.6)

 

где Fсдв,2, Fуд,2 равнодействующие соответственно сдвигающих и удерживающих сил, кН, определяемые с учетом нагрузок интенсивностью q2.

 

Черт. 6.1. Графическое выполнение расчета

а — расчетная схема; б — силовые многоугольники

 

 

Черт. 6.2. Графоаналитический расчет по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения

а — расчетная схема; б — силовые многоугольники.

 

6.10. Угол a’1 пересечения равнодействующих сдвигающих Fсдв,1 и удерживающих Fуд,1 определяется по формуле

 

a’1 = bсдв,1 — bуд,1,                                                         (6.7)

 

где bсдв,1, bуд,1 — соответственно углы наклона равнодействующих Fсдв и DFуд, град, относительно горизонта.

 

6.11. Угол отклонения y определяется по формуле

 

,                                             (6.8)

 

где — определено в п. 6.12.

 

6.12. Равнодействующей сдвигающих Fсдв,i и удерживающих сил Fуд,,i определяются в следующей последовательности:

сдвигаемая часть грунта расчленяется на отдельные вертикальные элементы (блоки) и определяется вес каждою из них gi c учетом нагрузок на территории причала;

определяются сдвигающие и удерживающие силы, расположенные по поверхности скольжения каждого элемента (блока) аналогично с расчетом общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения по СНиП 2.02.02-85, производится векторное суммирование сдвигающих и удерживающих сил и определяются равнодействующие Fсдв,1, Fсдв,2, Fуд,,1, Fуд,,2 и углы их наклона к горизонту bсдв,1, bсдв,2, bуд,,1, bуд,,2, соответствующие нагрузкам q1 и q2.

6.13. При расчете устойчивости по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения следует учитывать дополнительные удерживающие силы DF1 и Т1, связанные с реализацией пригружающего эффекта и сил трения в пассивной зоне перед лицевой стенкой.

6.14. После решения задачи по указанным формулам определяется интенсивность предельного значения равномерно распределенной нагрузки qпр, воспринимаемой сооружением до нарушения его общей устойчивости:

 

.                                                    (6.9)

 

6.15. При выполнении расчетов на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим и ломаным (фиксированным) поверхностям необходимо учитывать следующее:

если поверхность скольжения проходит по контакту двух слоев грунта, в расчете следует принять характеристики более слабого слоя;

в случае расположения в основании рассчитываемого вертикального элемента разнородных грунтов расчет следует выполнять с учетом средневзвешенных характеристик;

при расположении в пределах сдвигаемой части основания временных нагрузок в виде штабеля навалочного груза поверхность скольжения выше отметки территории причала следует принять по плоскости обрушения штабеля.

6.16. Расчеты общей устойчивости на глубинный сдвиг могут быть выполнены методом графоаналитики (черт. 6.1, 6.2) или с использованием аналитических решений.

Расчет общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения следует выполнять по программе BRMAJN, а по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения — по программе SLJDE.

6.17. При выполнении расчета устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения графоаналитическим способом ширину вертикальных элементов следует принимать не более 0,1r (где r — радиус поверхности скольжения).

 


ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ ГЛУБИННОМ СДВИГЕ

 

6.18. При расчете общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям необходимо рассматривать следующие поверхности скольжения:

для сооружений типа больверк — проходящие через нижнюю точку лицевой стенки шпунта (черт 6.3 а);

для гравитационных сооружений — проходящие через тыловую грань подошвы стенки или через точку пересечения подошвы постели с линией, проведенной из тыловой грани подошвы стенки под углом 45° от вертикали в сторону берега;

для сооружений эстакадного типа на оболочках большого диаметра при однородном основании — проходящие по подошве оболочек или в зависимости от конструкции элемента сопряжения эстакады с берегом при гравитационной стенке — через тыловую грань стенки при заднем шпунте — через нижнюю точку шпунта, при уголковой стенке — через нижнюю тыловую грань стенки или по подошве оболочек, для сооружений с высоким свайным ростверком — проходящие по нижним точкам заднего или переднего шпунтов, а в отдельных случаях — точке скопления наибольшего количества свай.

 

 

Черт. 6.3. Расположение поверхностей скольжения:

а, б, в — сооружение типа больверк, г — гравитационная стенка, д — опоры гравитационного типа и ячеистые

 

6.19. При расчете устойчивости сооружений по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения временная равномерно распределенная нагрузка на территории причала принимается отодвинутой от линии кордона на расстояние аq (см. черт 6.3 а):

 

аq = r sinj — a,                                                            (6.10)

 

где r — радиус поверхности скольжения, м;

j — угол внутреннего трения грунта по поверхности скольжения подприкордонным участком, град;

а — расстояние от вертикали, проведенной от центра поверхности скольжения, до лицевой стенки причала, м.

В случае расположения в основании причалов слабого грунта, временная нагрузка на территории причала учитывается полностью т.е. аq=0.

 

6.20. При пересечении поверхностью скольжения элементов конструкции сооружения (свайных или других жестких связей) следует учитывать в расчете силу сопротивления разрушению этих элементов.

6.21. Расчет устойчивости причальных сооружений по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения следует выполнять, как правило, при наличии в основании слабых прослоек грунта.

6.22. Следует рассмотреть следующие поверхности скольжения:

в случае расположения в нижней части основания больверка и свайных сооружений слабых грунтов — поверхности АБК, АБВГ, АБДВГ (черт 6.3в); в этом случае необходима также проверка по поверхностям АБСВГ или АБСДВГ (черт 6.3в);

для сооружений гравитационного типа в зависимости от расположения слабой прослойки у подошвы стенки — проходящие через точки АБВДЕ с выходом к территории причала пo слабому слою (черт 6.3г) и АБВГ, включающий призму обрушения КВГ;

для опор гравитационного типа и ячеистых палов — проходящие через точки АБВГ (черт 6.3д).

6.23. При построении ломанных поверхностей скольжения следует принимать следующие углы наклона плоскостей:

перед сооружением типа подпорных стенок — под углом отпора грунта (см. черт. 6.3б, в, г);

в тыловой части со стороны берега — под углом распора грунта (см. черт. 6.3б, в, г);

для опор гравитационного типа и ячеистых палов в сторону приложения горизонтальной сосредоточенной нагрузки — под углом отпора грунта, а в противоположную сторону — под углом распора грунта (см. черт. 6.3б, д);

углы наклона остальных плоскостей, расположенные между призмами отпора и распора, определяются по отметкам нижних точек лицевой стенки больверка и анкерных опор, а в случае гравитационных стенок — по наклону слабых прослоек.

6.24. При расчетах устойчивости по ломаным поверхностям скольжения временную равномерно распределенную нагрузку на территории причалов следует принимать от линии кордона.

В случае если угол наклона участка ломаной поверхности скольжения меньше угла внутреннего трения грунта, то временная равномерно распределенная нагрузка на этом участке принимается равной нулю.

6.25. Сдвигаемый объем грунта, ограниченный возможными поверхностями скольжения, расчленяется на отдельные вертикальные элементы (блоки) таким образом, чтобы в основании каждого элемента был однородный грунт (см. черт. 6.2). Если в основании одного элемента располагаются грунты с различными характеристиками, следует принимать средневзвешенное значение характеристик в основании таких элементов.

 

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА

 

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

7.1. Требования, изложенные в настоящем разделе, распространяются на следующие конструкции гравитационных причальных сооружений:

уголковые стенки контрфорсного типа;

уголковые стенки с внешней анкеровкой, имеющие в вертикальной плоскости две опоры: верхнюю — в точке крепления анкера и нижнюю — на пороге фундаментной плиты;

стенки из массивовой кладки в поперечном сечении без вертикальных швов и с массивами верхнего курса, имеющими разгружающий консольный свес;

стенки из массивов столбовой кладки массой до 300 т;

стенки из пустотелых бетонных массивов столбовой кладки;

стенки из массивовой кладки равной массы;

стенки из оболочек большого диаметра.

7.2. Причальные сооружения гравитационного типа, особенно из массивовой кладки, не следует применять при неблагоприятных геологических условиях, когда можно ожидать значительной и неравномерной осадки основания сооружения.

Возрастание нагрузок на основание в процессе возведения причальных сооружений не должно вызывать неравномерных осадок, раскрытия швов кладки и разрушения конструкции.

 

Примечание.

Под неблагоприятными геологическими условиями, особенно для сооружений из массивовой кладки, следует понимать наличие в основании сооружения: водонасыщенных глинистых грунтов пластичной и тугопластичной консистенции при степени влажности Sr 0,80 с расчетным сопротивлением R<300 кПа и модулем деформации Е£15 МПа.

Дополнительными характеристиками для указанных грунтов являются: малая плотность (коэффициент пористости е£0,75), значительная сжимаемость (коэффициент сжимаемости а>0,05 см/кгс); малый и неодинаковый во всех направлениях коэффициент фильтрации kф<0,001м/сут; относительно малая прочность (показатель сопротивления сдвигу t<56 кПа при расчетных сдвиговых показателях по трению j<20° и сцеплению С<20кПа).

 

При возведении сооружения на глинистых грунтах, подверженных реологическим изменениям, следует учитывать длительную прочность этих грунтов.

7.3. Конструкцию набережных гравитационного типа следует разделять по длине на секции сквозными вертикальными температурно-осадочными швами.

Длина секции определяется в зависимости от геологического строения основания, типа конструкции, высоты стенки и толщины постели по табл. 7.1.

 

Таблица 7.1.

 

Тип гравитационного сооружения

Уголковая стенка

Стенка из массивовой кладки

Стенка из пустотелых массивов

Рациональная длина секции, м

20-25

25-40

20-35

 

Примечание.

Для скальных оснований при толщине постели до 1,5 м длина секции принимается по верхнему пределу, при большей толщине постели — сокращается на 5 м.

На нескальных основаниях при высоте стенки до 13 м длина секции принимается по нижнему пределу, при большей высоте — увеличивается на 5 м от нижнего предела.

 

Длина секции должна быть кратной расстоянию между тумбовыми массивами.

Увеличение длины секции допускается при специальном обосновании в проекте.

Разбивка стенки на секции должна производиться с учетом обязательного устройства швов в местах возможной резкой разницы в осадках отдельных частей сооружения.

7.4. Причальные сооружения гравитационного типа, возводимые на нескальных грунтах, должны располагаться на постели из каменной наброски, заглубленной в грунт основания или отсыпанной на поверхность дна. При этом на грунты основания следует укладывать обратный фильтр из щебня или гравия толщиной не менее 0,3 м, за исключением случая, когда основание сложено из крупнозернистых грунтов.

Если основание сооружения сложено из скальных грунтов, каменная постель не устраивается, а в основании сооружения укладывается выравнивающий слой из каменной наброски толщиной не менее 0,5 м.

 

Примечания:

1. Для уголковых стенок с внешней анкеровкой допускается устраивать постель из гравия или щебня при условии ее устойчивости на размывающие воздействия.

2. При скальных основаниях в обоснованных случаях вместо каменной наброски допускается применение выравнивающей щебеночно-гравийной подушки или выравнивающего слоя бетона в мешках толщиной не менее 0,25 м.

 

7.5. По верху постели, по обе стороны основания стенки следует устраивать бермы, ширина которых должна быть с морской стороны не менее 2 м, а со стороны берега — не менее 1 м.

7.6. Толщину постели из каменной наброски, включая обратный фильтр, следует определять расчетом, принимая ее не более 5 м и не менее 1 м.

Постели большей толщины допускаются при условии технико-экономического обоснования.

При толщине постели более 1,5 м в конструкциях из пустотелых бетонных массивов следует уплотнять постель подводным вибрированием.

7.7. Для отсыпки постелей и разгрузочных призм следует использовать камень, удовлетворяющий требованиям специальных нормативных документов.

Штрабы между пустотелыми массивами следует заполнять щебнем. Засыпка внутренних полостей пустотелых массивов должна производиться щебнем или камнем массой от 15 до 60 кг; допускается применение песчаного грунта при условии обеспечения грунтонепроницаемости горизонтальных швов и устройства над каменной постелью контрфильтра из щебня.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *