![]() Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу! ![]() Дисциплины:
Архитектура (936) ![]() |
![]() РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОПОР
E.1 Рекомендации настоящего раздела содержат методику расчета свайных элементов опор мостов на действие сжимающей и поперечной сил и изгибающего момента, отражающую особенности взаимодействия элементов с вечномерзлыми и немерзлыми грунтами. Е.2 В расчете свайных элементов (свай, свай-оболочек, свай-столбов) опор (за исключением расчета осадки от постоянных нагрузок) за расчетную поверхность грунта принимают: - для элементов промежуточных опор - естественную поверхность грунта, а при срезке грунта или возможности размыва - поверхность грунта соответственно после срезки или местного размыва при расчетном расходе; - для элементов устоев - естественную поверхность грунта, а при наличии ранее отсыпанной или намытой насыпи, сквозь которую они были погружены, - ее поверхность; - для элементов устоев - естественную поверхность грунта, а при наличии насыпи или насыпи, возведенной намывом, - ее поверхность. В случае очень слабого верхнего слоя грунта (илы, текучие или текучепластичные глины, суглинки или супеси) за расчетную поверхность грунта у устоя принимается подошва этого слоя. При расчете свайных элементов (за исключением расчета осадки от постоянных нагрузок) немерзлые (в том числе оттаявшие), а также и пластичномерзлые грунты, окружающие элементы рассматриваются условно как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели, нарастающим пропорционально глубине. Коэффициент постели Сz, кН/м3 (тс/м3), грунта по боковой поверхности элемента определяют по формуле Cz = kz, (E.1) где k -коэффициент пропорциональности, характеризующий изменение с глубиной коэффициента постели грунта, окружающего элемент, кН/м4 (тс/м4); z - глубина расположения сечения сваи, для которой определяется коэффициент постели, м, по отношению к расчетной поверхности грунта, при высоком ростверке или к подошве низкого ростверка. Значение коэффициента постели Сп, кН/м3 (тс/м3), нескального грунта под подошвой элемента, погружаемого любым способом (кроме забивного или бурозабивного), принимается равным но не менее где kп- коэффициент пропорциональности, характеризующий изменение с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного под подошвой элемента, кН/м4 (тс/м4); d1 - глубина расположения подошвы элемента по отношению к расчетной поверхности грунта, м; bп - размер подошвы элемента, принимаемый равным при наличии уширения в нижней части наибольшему поперечному размеру уширения, а при отсутствии уширения - толщине (диаметру) элемента, м. Е.3 Значения коэффициентов пропорциональности k и kп для немерзлых и пластичномерзлых грунтов принимают по таблице Е.1 в зависимости соответственно от вида грунта окружающего элементы, или от вида грунта, расположенного под их подошвой.
Таблица Е.1 - Значения коэффициентов пропорциональности k и kп
Меньшие значении коэффициентов k и kп в таблице Е.1 соответствуют наибольшим значениям показателя текучести IL глинистых грунтов к коэффициентам пористости е песчаных грунтов, указанным в скобках после наименования грунта, а большие значения k и kп -соответственно более низким значениям IL и е. Для грунтов, имеющих промежуточные значения IL и е, значения коэффициентов k и kп принимают по интерполяции Если степень текучести глинистых грунтов характеризуют не численно, а по наименованию, и пески считают как средней плотности, то коэффициенты k и kп принимают равными средним арифметическим из указанных в таблице Е.1 пределов соответствующих значений для данного вида грунта. Коэффициенты k и kп для плотных песков принимают на 20 % выше, чем наибольшие табличные значения для данного вида грунта. Е.4 При наличии в пределах глубины погружения элемента нескольких слоев немерзлого или пластичномерзлого грунта допускается при определении сопротивления грунта по боковой поверхности элемента пользоваться одним приведенным значением коэффициента k. Если в пределах глубины погружения dk, м, отсчитываемой от расчетной поверхности грунта, расположен один слой грунта, то приведенное значение k принимают равным значению, соответствующему этому грунту. Здесь dk = 3,5b + 1,5, (E4) где b - толщина (диаметр) свайного элемента, м. Если в пределах глубины dk расположено два слоя грунта, то приведенное значение k надлежит определять по формуле а если три слоя, то по формуле где dI - толщина I-го (верхнего) слоя грунта, м; dII и dIII -толщины II-го и III-гo слоев грунта (в пределах dk), м; kI, kII и kIII - значения коэффициентов пропорциональности k для грунтов I, II и III слоев. Е.5 В расчете принимают, что давления от боковой поверхности элемента на немерзлый или пластичномерзлый грунт передаются по плоской грани шириной bр (расчетной ширине элемента), давления от нижнего конца элемента - по плоской подошве с размером, равным толщине (диаметру) поперечного сечения элемента, а при наличии уширения в нижней его части - наибольшему диаметру уширения. Расчетную ширину bр, м, принимают а) для свай bр = кф(1,5b + 0,5), (Е.7) б) для свай-столбов bр = (b + 1)к, (Е.8) где b - толщина (диаметр) элемента, м, кф - коэффициент, при круглой форме поперечного сечения элемента кф = 0,9, а при квадратной кф = 1; ![]() к - коэффициент, принимаемый при к£1. Здесь к1 - коэффициент, зависящий от количества элементов пp в одной вертикальной плоскости действия нагрузки; ар - среднее расстояние в свету (на уровне расчетной поверхности грунта) между элементами, расположенными в рассматриваемой плоскости, м. Значения к1 принимают равными 1; 0,6; 0,5 при пp соответственно 1; 2; 3. Если в разных вертикальных плоскостях, параллельных плоскости действия нагрузки (разных рядах), расположено разное количество столбов, коэффициент к принимают одинаковым для всех столбов и равным меньшему из значений, полученных для разных рядов. При расположении столбов в шахматном порядке и при расстояниях между осями соседних рядов, параллельных плоскости действия нагрузки, меньших (b + 1), м, значение к устанавливают как для приведенного ряда, полученного проектированием столбов на плоскость действия нагрузки (рисунок Е.1).
Рисунок E.1 - Схема к определению коэффициента к при шахматном расположении столбов: 1 - плоскость действия нагрузки; 2 - приведенный ряд; 3 - план расположения столбов или свай
E.6 При немерзлых грунтах основания или мерзлых грунтах, используемых по принципу II (за исключением случаев, когда элементы, погруженные через толщу померзлого грунта, заделаны в используемый по принципу I грунт), следует принимать глубину заложения dд, м, элемента в грунте, считая от расчетной поверхности грунта. В расчете допускается не учитывать сопротивление грунта основания повороту и поперечному смещению подошвы элемента. Е.7 Если нижние концы элементов заделаны в грунты основания, используемые по принципу I, глубину заложения d, м, элементов в немерзлом или пластичномерзлом грунте, считая от расчетной поверхности грунта, следует принимать: d = d′ + Dd, (Е.10) где d′ - глубина, считая от расчетной поверхности грунта, расположения верхней границы вечной мерзлоты (ВГВМ)*, м; Dd - дополнительная глубина, определяемая соответственно по п. Е.8, м. ________________ *Здесь и далее верхняя граница вечной мерзлоты (ВГВМ) принимается в уровне расчетной глубины сезонного оттаивания.
Элементы в сечении на глубине d рассматриваются жестко защемленными против продольного и поперечного смещения и поворота. Е.8 При использовании грунтов основания по принципу I дополнительную глубину Dd (см. п. Е.7) определяют по формуле Dd = Ddt + крb, (Е.11) где Ddt - толщина слоя пластичномерзлого грунта, равная расстоянию от ВГВМ до наивысшей отметки, ниже которой грунт при расчетной (максимальной) температуре находится в твердомерзлом состоянии, м; кр - безразмерный коэффициент; b - толщина (диаметр) элемента, м. Значения Ddt и кр определяют в соответствии с мерзлотно-грунтовыми условиями участка с использованием графика (рисунок Е.2) изменения расчетных температур tmax по глубине 2 м, отсчитываемой от ВГВМ, и таблицы Е.2, в которой для грунтов со степенью заполнения пор льдом и незамерзающей водой Sr£0,8 и с засоленностью, не превышающей 0,1 % для песков и 0,25 % для глин, приведены значения температуры t, при которых грунты переходят в твердомерзлое состояние.
Рисунок Е.2 - График изменения расчетных температур tmax по zм (для случая расположения плиты фундамента над расчетной поверхностью грунта): ВМГ - кровля вечномерзлых грунтов; УЖЗ - уровень жесткой заделки
Если в неоднородной вечномерзлой толще расчетные температуры верхних слоев грунта выше, а нижних слоев ниже, чем значения температур, приведенных для этих грунтов в таблице Е.2, то Ddt определяют как расстояние от ВГВМ до кровли первого по глубине слоя, расчетная температура в котором ниже табличного значения t для грунта этого слоя (см. рисунок Е.2, левый). При этом принимают в зависимости от разности Dt абсолютных значений расчетной температуры на уровне кровли слоя грунта, удовлетворяющего указанному условию, и температуры, приведенной в таблице Е.2 для грунта этого слоя: Kр = 1 при Dt<0,2 °С; Kр = 0,5 при 0,2£Dt£0,5 °С; Kр = 0 при Dt³0,5 °С. В остальных случаях значение Ddt определяют по графику tmax = f(zм)как глубину zм, на которой расчетная температура равна табличному значению температуры t для данного вида грунта (см. рисунок Е.2, правый). При этом следует принимать Кр = 1.
Таблица Е.2 - Значение температуры t
При крупнообломочных грунтах значение t принимают по таблице Е.2 в зависимости от вида грунта заполнителя. Е.9 Давления sz на немерзлый грунт боковой поверхности элементов на указанных далее глубинах должны удовлетворять условию где z - глубина от расчетной поверхности грунта, м; j, с и g - расчетные характеристики (угол внутреннего трения, сцепления и удельный пес) грунта, принимаемые согласно п. Е.11; h - коэффициент, учитывающий долю постоянной нагрузки в суммарной; принимается согласно п. Е.12. Выполнение условия (Е.12) можно не проверять для свай, погруженных в грунт на глубину более 10b (за исключением случаев погружения в текучие и текучепластичные глины, суглинки и супеси). E.10 Глубины, на которых проверяется выполнение условия (Е.12), зависят от приведенной глубины d заложения в грунте элемента, определяемой по формуле где d - глубина заложения элемента в грунте, м (см. п. Е.8); ас - коэффициент деформации элемента, определяемый по формуле EI -жесткость поперечного сечения ствола сваи при изгибе, кН×м2 (тс×м2). Если z = 0,85/ac. (E.15) Е.11 При проверке условия (Е.12) следует принимать расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления немерзлого грунта равными: j = 0,9jn, но не более j = jn-2°; c = 0,4cn для забивных и бурозабивных свай и с = 0,2сn для остальных свай и свай-столбов. Здесь jп и сn - нормативные значения угла внутреннего трения и сцепления грунта. Расчетный удельный вес грунта принимают равным нормативному, определенному для грунтов всех видов с учетом гидростатического взвешивания. При нескольких слоях грунта значения j, с и g допускается принимать средневзвешенными для грунтовой толщи в пределах участка эпюры давлений sz, на котором эти давления (полученные по расчетным формулам) имеют один знак. Е.12 Коэффициент h определяют по формуле где Mg - момент от внешних постоянных нагрузок в сечении элементов на уровне их нижних концов, кН×м (тс×м); Mv - то же, от внешних временных нагрузок, кН×м (тс×м); п - коэффициент, зависящий от приведенной глубины Моменты Mg и Mv при расчете однорядных фундаментов на нагрузки, действующие в вертикальной плоскости, перпендикулярной ряду, определяют от горизонтальных и вертикальных нагрузок, а в остальных случаях только от горизонтальных нагрузок. При расчете однорядных фундаментов на внецентренно приложенную вертикальную нагрузку следует принимать n = 4 независимо от значения Е.13 Если горизонтальные давления sz грунт не удовлетворяют условию (Е.12) и приведенная глубина заложения элемента При слабом верхнем слое грунта допускается не учитывать его сопротивление, т. е. в качестве расчетной поверхности грунта рассматривать нижнюю границу этого слоя. Е.14 При использовании грунтов основания по принципу I следует проверить прочность заделки элемента в твердомерзлом грунте по формуле где Md и Qd - изгибающий момент, кН×м (тс×м), и поперечная сила, кН (тc), определенные расчетом для глубины z = d, м (см. п. Е.7 и Е.8); dз - глубина заложения элемента в твердомерзлом грунте, м, считая от уровня расположения сечения, в котором элемент рассматривается жестко защемленным (см. рисунок Е.2); Rn - нормативное сопротивление твердомерзлого грунта нормальному давлению, кН/м2 (тс/м2), принимают по СНиП 20204-88 в зависимости от расчетной температуры грунта в указанном уровне; т и к0 - коэффициенты условий работы и однородности грунта; допускается принимать тк0=1. Прочность заделки элементов и вечномерзлые грунты, используемые по принципу I, на действие изгибающих моментов и поперечных сил возникающих от временных горизонтальных нагрузок (по формуле Е.17) следует проверить при увеличенных согласно п. 5.2.17 значениях Rn, как для кратковременных нагрузок.
Приложение Ж (обязательное)
Доверь свою работу кандидату наук!
![]() |