Значения b получились достаточно большими.

Учитывая опыт проектирования свайных подпорных стен, при оползневом давлении Еоп = 60 кН целесообразно принять b = 3 м и сваи расположить в два ряда в шахматном порядке.

Зная допускаемую горизонтальную нагрузку на сваю при полутвердых глинистых грунтах Рг = 80 кН (табл. 1), можно определить потребное количество свай на оползневом участке

Продолжение прил. 2

Значение b/ округляем до 3,0 м. В дальнейшем округление b/ до 3,0 м будет проверено расчетом сваи на прочность

Начальные усилия в уровне поверхности сдвига

По формуле (10) определяем h1, предварительно определив Rz по формуле (12)

По формуле (18) определяем коэффициент деформации aс; aс можно определить по графику на рис. 4: aс = 0,720 1/м (при k=7500 кН/м4).

Приведенная глубина забивки свай в устойчивый грунт

Параметры единичных перемещений определяются по формулам (20):

Перемещения на уровне поверхности сдвига грунта у0 и j0 определим по формулам (19):

Продолжение прил. 2

Используя формулы (21), определим изменение параметров yz, Mz, Qz и sz по длине сваи

Продолжение прил. 2

Результаты расчета yz, Mz, Qz и sz приведены на рис. 6. На эпюре давлений сваи на грунт при ее изгибе sz одновременно построена эпюра предельных напряжений грунта Rz.

Рис. 6. Результаты расчета сваи на действие горизонтальной силы Еоп/: 1 – поверхность сдвига грунта; 2 – забивная свая

В рассмотренном примере видно, что в пределах 1,5 м верхней части заделки сваи sz превышает Rz. В нижней части заделки сваи длиной 2,5 м давление сваи на грунт sz меньше Rz, то есть sz здесь удовлетворяет условию прочности грунта. Если обратиться к рекомендации, приведенной в [22], что для забивных свай, погруженных в грунт на глубину более 10 d, проверка выполнения условия sz Rz не производится. В примере 10d = 10×0,35 = 3,5 м, глубина погружения сваи равна 4,0 м, то есть больше 3,5 м.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Максимальный изгибающий момент Mmax=146 кН. м, тогда расстояние от точки приложения силы Еоп/ до условной заделки сваи в грунте (см. рис. 1)

Продолжение прил. 2

Длина сваи от ее головы до уровня условной заделки

Полная длина сваи равна 2,5 + 4,0 = 6,5 м.

Определим армирование сваи, для чего произведем расчет прочности сваи по первой группе предельных состояний. Принимаем армирование в первой попытке в растянутой зоне 4Æ25 мм и в сжатой зоне 2Æ12 мм, арматура класса A-II, Rs=280 МПа.

Проверку прочности сечения сваи на срез выполним по формуле (24). Определим коэффициенты:

где Asw – площадь поперечного сечения хомутов, попадающих в плоскость среза сваи 2Æ8 мм, Asw=1,01 см2

Условие на срез сваи удовлетворяется с достаточным запасом.

Для проверки прочности сваи на действие изгибающего момента сначала определим высоту сжатой зоны бетона x (см. рис. 5) по формуле (28)

– предельное состояние сечения сваи не наступает.

Прочность сечения сваи проверяется выполнением условия (27)

Окончание прил. 2

М > 109,9 кН. м – условие прочности сваи на действие изгибающего момента не удовлетворяется.

Увеличим площадь сечения арматуры в растянутой зоне сваи. Примем арматуру класса А-II 4Æ28 мм, Аs=24,63 см2 и выполним проверку условия (26)

М = 161 кН×м > 133 кН×м условие не выполняется.

Примем араматуру класса A-III 4Æ28 мм, Rs=Rsc=365 МПа, бетон класса В30, Rв = 15,5 МПа.

Тогда

М = 161 кН×м < 168 кН×м – условие выполняется.

Проверим необходимость расчета по раскрытию трещин в растянутой зоне сваи по условию (30)

m = 0,023>0,015 – расчет на раскрытие трещин не требуется.

Окончательно принимаем сваи длиной 6,5 м, поперечного сечения 35 ´ 35 см, бетон класса В30, арматуру класса A-III, в растянутой зоне 4Æ28 мм и сжатой – 2Æ12 мм, расстояние между хомутами 25 см.

Приложение 3

Расчет анкерной конструкции
для повышения устойчивости откоса

Рассматриваемая ниже анкерная конструкция может применяться как альтернатива контрбанкетам при укреплении откосов насыпей в зоне водопропускных труб, на участках, где у подошвы откоса насыпи находятся постоянные сооружения, проложены коммуникации, а также для укрепления откосов выемок. Эта конструкция во многих других случаях может быть экономически более выгодна по сравнению с известными конструкциями.

Расчетная схема анкерной конструкции показана на рис. 1. Пригруз из камня, крупнообломочного грунта, некондиционных бетонных или железобетонных элементов, шпал размещается на откосе в той его части, которая сама по себе является устойчивой. Вес пригруза SQn, j определяется из условия, чтобы дополнительные удерживающие силы SFn, j и SFk, j, действующие по поверхности смещения грунта и по поверхности откоса, обеспечили откосу заданный коэффициент устойчивости (kзад = 1,2). Сила Fk, j будет действовать только тогда, когда вся масса пригруза на откосе будет оставаться неподвижной при возможных подвижках грунта откоса по поверхности смещения. Это обеспечивается тем, что пригруз размещается на решетке из железобетонных балок, передающей силу SТk, j на анкера, устраиваемые в основании откоса или на откосе в его нижней части. Расстояние между анкерами определяется расчетом.

Рис. 1. Расчетная схема укрепления откоса насыпи анкерной конструкцией: 1 – анкер;
2 – балки конструкции; 3 – пригруз откоса; 4 – покрытие откоса геотекстилем

Продолжение прил. 3

Чтобы исключить локальный выпор грунта между балками конструкции пригруза, целесообразно по поверхности откоса под пригрузом уложить геотекстиль или георешетку.

Уравнение устойчивого равновесия откоса с учетом анкерной конструкции в общем виде можно записать так (см. рис. 1)

. (1)

где n, m и k – количество отсеков, в которых определяются указанные силы.

Перенесем влево от знака равенства все силы, не зависящие от веса пригруза Qn, j, и запишем их в развернутом виде:

(2)

где Qi и Qn, j – веса частей отсеков соответственно грунтового и пригруза;
a – угол наклона поверхности откоса относительно горизонта под пригрузом; j0 – угол внутреннего трения грунта поверхности откоса под пригрузом.