Е. Расчет шпунтовых ограждений
- Шпунтовые стенки рассчитывают по первой группе предельных состояний;
- Подавляющее большинство методов основано на классической теории предельного равновесия грунтов (Ea, Eп, Eо)
Рис. 14.6. Работа безанкерной шпунтовой стенки:
а – действующие силы; б – фактическая эпюра давления грунта; в – эпюра давления грунта, принятая в расчете; 1 – активное давление; 2 – пассивное давление; 3 – предельное активное давление; 4 – предельное пассивное давление.
→ Безанкерные шпунтовые стенки (рис. 14.6)
Задача состоит в определении глубины ее забивки, усилий, действующих в стенках, и размеров поперечного сечения шпунта.
- Принимается, что под действием Ea, стенка стремится повернуться вокруг т.О, расположенной на некоторой глубине to ниже дна котлована
- Устойчивость стенки обеспечивается вследствие уравновешенного активного и пассивного давления грунта с разных ее сторон.
- За счет перемещений и гибкости стенки получается довольно сложным криволинейная эпюра давлений грунта на стенку (рис. 14.6. б)
- С целью упрощения расчета эта эпюра заменяется на более простую (рис. 14.6. в). После этого задача становится статически определимой с двумя неизвестными to и Eр’, которые находятся из уравнений равновесия.
равновесие момента относительно т. О
∑Мт.о.=0 следовательно приводит к уравнению 3й степени относительно to; to
будучи определена, позволяет найти Eр’ из ∑X=0 – уравнение равновесия горизонтальных сил.
- Поскольку полученная to определена из условия предельного состояния, для обеспечения запаса, ее увеличивают на величину ∆t
полная глубина заделки шпунтовой стенки ;
∆t определяется из условия реализации обратного отпора грунта Eр’
где qto – вертикальное давление грунта на глубине приложенной силы Eр’
λр, λа – коэффициент активного и пассивного давления грунта
- На практике чаще всего составляется только одно уравнение моментов, не содержащее Eр’, и определяется to, а полная заделка шпунтовой стенки в грунт принимается равной
→ Анкерные шпунтовые стенки
- В зависимости от жесткости стенки различают 3 расчетные схемы:
· свободно опертая стенка (схема Ю.К.Якоби)
· заделанная стенка (схема Блюма-Ломейера)
Рис. 14.7. Расчет заанкеренной стенки схеме Э.К.Якоби:
а – схема работы стенки; б – расчетная схема
Критерий жесткости шпунтовой стенки определяется отношением:
dav – приведенная высота стенки
J – момент инерции приведенного сечения стенки «М»
D – ширина шпунтины, м;
t – глубина заложения стенки, м.
- При - стенка повышенной жесткости (ж/б стена или стенка из буронабивных свай) ее следует рассчитывать по схеме «свободного опирания».
→ Свободно опертая стенка (схема Э. К. Якоби)
- Расчет исходит из предположений, что в момент потери устойчивости стенка под действием сил активного давления грунта Ea, будет поворачиваться вокруг точки крепления анкера (рис. 14.7 а). При этом на дне котлована возникает выпор грунта и реакция массивного давления
Упрощенная расчетная схема – рис.14.7. б
- Необходимо найти:
- to,- длина заделки стенки;
- R - усилия в стенке и в анкере;
- подобрать сечение стенки и анкера.
· Приняв т.О (точка крепления анкера) – неподвижной to и R определяют из уравнений равновесия:
За расчетное значение заделки принимают
→ Заделанная стенка (схема Биома-Ломейера) или (метод упругой линии)
· Расчет ведется в предположении, что нижний участок забитой части стенки полностью защемлен в грунте.
· Упрощенная диаграмма строится по аналогии т.О расположена на расстоянии 0,2to от нижнего конца стенки (рис. 14.8)
· Задача статически неопределенна, т.к. содержит три неизвестные:
t ; R; Усилие в анкере; и Eр
Рис. 14.8. Расчет заанкерной стенки по схеме Блюма-Ломейера:
а – схема работы стенки; б – расчетная схема.
Необходимо помимо уравнений равновесия добавочное условии – это равенство …угла поворота защемленного участка в месте заделки стенки, т.е. в т. О
- Решение ведется методом последовательных приближений.
1. Задаемся to - глубиной заделки, определяем t
2. Из уравнение равновесия находим R и Eр’
3. Строим эпюру изгибающих моментов выше т.О
4. Путем двойного интегрирования составленного уравнения моментов получаем уравнение упругой линии стенки.
(Две постоянные интегрирования определяются из условия, что точка анкеровки и т.О являются неподвижными)
5. Из уравнения упругой линии стенки определяют угол ее поворота в т.О
Если угол θ≠0, то изменяем глубину to и производим действия п.п 1-5 заново.
6. Дальнейший расчет заключается в построении эпюры изгибающих моментов и определении Ммах, по которому проверяют сечение шпунта.
- Объем вычислений можно существенно сократить если использовать графоаналитический метод расчета, изложенный в справочнике проектировщика.
Дата добавления: 2015-02-28; просмотров: 3437;