Расстояние между рядами можно определить по формуле
. (9)
Автор [21] отмечает, что 
по формуле (9) иногда получается слишком завышенным.
Расчет свай на действие горизонтальной силы
Этот расчет является одним из самых важных при проектировании противооползневых конструкций глубокого заложения.
До расчета сечения железобетонной сваи на прочность при действии на нее горизонтальной силы необходимо ориентировочно определить глубину заделки сваи в устойчивый грунт h1 [21] (рис. 3).
Продолжение прил. 2
Рис. 3. Расчетная схема для определения заглубления свай в устойчивый грунт h1: 1 – ось незагруженной сваи; 2 – изогнутая ось сваи при загрузке силой Q0 и моментом М0; 3 – поверхность земли; 4 – сползающий грунт; 5 – поверхность сдвига грунта |
|
Величина заглубления свай в устойчивый грунт определяется как
, (10)
где Q0 и М0 – начальные усилия, действующие на каждую сваю, соответственно перерезывающая сила и изгибающий момент, определяемые по формулам:
Q0 = Еоп/, М0 = Еоп/ l0, (11)
где l0 – плечо приложения равнодействующей оползневого давления (см. рис. 1); bp – расчетная ширина сваи (при квадратном сечении – размер сторон квадрата); Rz – сопротивление грунта при действии на него горизонтального давления, определяется по формуле [22]:
, (12)
где h1 = h2 = 1 – коэффициенты; j и с – угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта заделки сваи (ниже поверхности сдвига); g – удельный вес грунта, средневзвешенный в слое z/, кН/м3; z/ – глубина от естественной поверхности земли до уровня, где определяется Rz, z/ = hср +1,5м.
Рассмотренный способ вычисления h1, хотя и является приближенным, позволяет иметь конкретную глубину заделки свай и их длину в начале последующего расчета.
После определения h1 по формуле (10) глубина заделки сваи проверяется при выполнении полного расчета сваи на горизонтальную нагрузку.
Продолжение прил. 2
Прежде чем приступить к расчету железобетонной сваи на прочность при изгибе, следует определить оползневое давление, которое будет действовать на одну сваю Еоп/. Для этого надо определиться со схемой размещения свай на оползневом участке. Потребное количество свай определенного поперечного сечения можно найти, зная допускаемую горизонтальную нагрузку Рг на сваю, которую принимают по табл. 1.
Таблица 1
Допускаемая горизонтальная нагрузка Рг на сваю, кН
Грунты в зоне заделки свай | Рг на железобетонные сваи сечением | ||
30´30 см | 35´35 см | 40´40 см | |
Пески средней плотности, супеси, суглинки и глины тугопластичные и полутвердые | 60–65 | 70–80 | 85 |
Пески и супеси пылеватые, рыхлые, суглинки и глины мягкопластичные или слежавшиеся | 25 | 30 | 35 |
Илы, супеси, суглинки и глины текучепластичные | 10 | 15 | 20 |
Сваи на оползневых массивах обычно размещают в два ряда с шахматным расположением.
Суммарное оползневое давление определяется как
, (13)
где L – ширина оползневого массива, м.
Количество свай на оползне
. (14)
При размещении свай в два ряда, в одном ряду будет n/2 свай.
Расстояние между сваями в ряду, м, определяется по формуле
. (15)
Окончательно расстояние b/ уточняется после сравнения с b, полученным по формуле (2), оно должно быть b/
b, а если не исключается вероятность замачивания грунтов и переход их в пластическое состояние, то и по формуле (8).
Минимальное допустимое расстояние между осями забивных свай в ряду равно 3 d. Установив расстояние b между сваями в ряду, определяем Еоп/
. (16)
Продолжение прил. 2
Дальнейший порядок расчета будет следующим: определяются начальные усилия по формулам (11); приняв размер поперечного сечения свай, по формуле (12) находят предельное напряжение грунта в сечении, расположенном на 1,5 м ниже поверхности сдвига оползневых масс; расчитывается по формуле (10) глубина заделки сваи ниже поверхности сдвига h1.
После этого определяется приведенная глубина заложения сваи
, (17)
где aс – коэффициент деформации, определяемый по формуле
, (18)
где Ев – модуль упругости материала сваи, МПа (для бетона класса В25 Ев = 2,90.104 МПа); J – момент инерции поперечного сечения сваи; Ев J – жесткость сечения сваи; k – коэффициент пропорциональности, кН/м4; bp/ – условная ширина сваи, м, принимаемая для свай с поперечным размером менее 0,8 м равной bp/ = 1,5 bp+0,5 м [23].
Значения коэффициента k приведены в табл. 2.
Таблица 2
Значения коэффициента пропорциональности k, кН/м4
Грунт | Для столбов, | Для забивных свай |
Текучепластичные суглинки, глины; илы | 500–2500 | 4000–7000 |
Мягкопластичные суглинки и глины; пылеватые и рыхлые пески; супеси пластичные | 2500–5000 | 7000–12000 |
Тугопластичные и полутвердые суглинки и глины; пески мелкие и средней крупности; супеси твердые | 5000–7000 | 12000–18000 |
Твердые суглинки и глины; пески крупные | 7000–15000 | 18000–30000 |
Примечание. Значения k приведены для забивных свай из [20], для столбов, оболочек и буронабивных свай – из [21].
Значения коэффициента деформации aс можно определить по графикам в зависимости от коэффициента k и размеров поперечного сечения сваи или столба (рис. 4).
Продолжение прил. 2
Рис. 4. График зависимости коэффициента aс = f (k, d или b´h)
Горизонтальное перемещение у0 и угол поворота j0 на уровне поверхности сдвига определяют по формулам [22]:
. (19)
Параметры перемещений от силы Q1=1 и момента М1=1 в формулах (19) находят, используя следующие выражения:
; 
; 
, (20)
где А0, В0 и С0 – безразмерные коэффициенты, определяемые по табл. 3 в зависимости от 
.
Таблица 3
Безразмерные коэффициенты
| Опирание на | Опирание на скалу | Заделка в скалу | ||||||
Ао | В0 | С0 | Ао | В0 | С0 | Ао | В0 | С0 | |
0,5 | 72,0038 | 192,026 | 576,243 | 48,0062 | 96,0373 | 192,291 | 0,04165 | 0,12495 | 0,49987 |
0,6 | 50,0065 | 111,149 | 278,069 | 33,3440 | 55,6093 | 92,9421 | 0,07192 | 0,17982 | 0,59961 |
0,7 | 36,7450 | 70,0228 | 150,278 | 24,5067 | 35,0585 | 50,3869 | 0,11405 | 0,24448 | 0,69902 |
0,8 | 28,1404 | 46,9428 | 88,2792 | 18,7752 | 23,5330 | 29,7628 | 0,16986 | 0,31868 | 0,79783 |
0,9 | 22,2442 | 33,0076 | 55,3068 | 14,8507 | 16,5817 | 18,8140 | 0,24093 | 0,40199 | 0,89561 |
1,0 | 18,0301 | 24,1059 | 36,4856 | 12,0492 | 12,1491 | 12,5822 | 0,32855 | 0,49375 | 0,99180 |
1,1 | 14,9161 | 18,1597 | 25,1225 | 9,98274 | 9,19606 | 8,83636 | 0,43351 | 0,59293 | 1,08560 |
1,2 | 12,5520 | 14,0419 | 17,9436 | 8,41814 | 7,15884 | 6,48509 | 0,55589 | 0,69811 | 1,17605 |
Продолжение прил. 2
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
Основные порталы (построено редакторами)