Левая часть выражения (2) – постоянная величина, в правой части этого выражения не известно Qn, j – вес пригруза в каждом отсеке. Определяется вес пригруза подбором, изменением толщины пригруза, пока правая часть не станет равной левой в выражении (2).

Расчет анкера на действие силы Ta выполняется по соответствующей методике в зависимости от его конструкции. Если анкер представлен сваей с ростверком, то используется методика из прил. 2. Если же анкер выполнен в виде массивного бетонного блока, то он рассчитывается по методике малозаглубленного фундамента, находящегося под воздействием горизонтальной силы и внецентренно приложенной вертикальной силы.

Пример расчета пригруза

Исходные данные.

Используем расчетную схему (рис. 1). Примем характеристики грунта, соответствующие предельному состоянию откоса по поверхности АВ (k = 1): средний удельный вес грунта отсеков gср = 19 кН/м3, сдвиговые характеристики по поверхности смещения АВ: сi = 8,9 кПа, jI = 12°; угол наклона поверхности откоса к горизонту a = 29,745°; угол внутреннего трения грунта под конструкцией по поверхности откоса j0 = 30°; удельное сцепление с0=2 кПа; удельный вес материала пригруза gn = 24 кН/м3.

Продолжение прил. 3

Порядок расчета.

Расчет произведен в табл. 1.

Таблица 1

Расчет устойчивости откоса (R = 28,7 м)

№ отс.	xi, м	sinbi= =xi/R	cosbi	wi, м2	Qi= =wigср, кН	Ti= =Qisinbi, кН	Ni= =Qicosbi, кН	Fi, кН	li, кН	cili, кН	Еоп, i, кН	SЕоп, i, кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	19,5	0,6794	0,7337	1,29	24,51	16,65	17,98	3,823	0,80	7,11	5,72	5,72
2	18,43	0,6422	0,7665	3,64	69,16	44,41	53,01	11,27	1,98	17,62	15,52	21,24
3	16,48	0,5742	0,8187	6,17	117,23	67,31	95,98	20,41	2,90	25,81	21,09	42,33
4	14,23	0,4958	0,86844	4,87	92,53	45,88	80,36	17,08	2,40	21,36	7,44	49,77
5	11,67	0,4066	0,9136	6,00	114,00	46,35	104,15	22,14	3,30	29,37	-5,16	44,61
6	8,70	0,3031	0,95296	4,06	77,14	23,38	73,51	15,62	3,13	27,85	-20,09	24,52
7	6,3	0,2195	0,9756	1,50	28,50	6,26	27,80	5,91	2,80	24,92	-24,57	-0,05
					S=	250,24	452,79	96,26		154,04

Анализ табл. 1 показывает, что неукрепленный откос находится в состоянии предельного равновесия SЕоп @ 0, то есть сумма удерживающих сил (SFi+Scili = 250,30 кН) примерно равна сумме сдвигающих сил (STi = 250,24 кН).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Из графы 12 табл. 1 видно, что отсеки 5, 6 и 7 сами устойчивы и практически гасят оползневое давление расположенных выше отсеков. Размещение пригруза анкерной конструкции целесообразно над этими отсеками, чтобы повысить устойчивость откоса.

С учетом компактности конструкции пригруз откоса разместим над 6 и 7 отсеками (см. рис. 1). Примем в первом приближении толщину слоя пригруза равной 0,5 м и составим таблицы дополнительных сил, действующих по поверхности смещения грунта (табл. 2) и по поверхности откоса под пригрузом (табл. 3).

Таблица 2

Определение дополнительных сил от пригруза,
действующих по поверхности смещения

№ отс.	xi, м	sinbj	cosbj	wn, j, м2	Qn, j, кН	Tn, j, кН	Nn, j, кН	Fn, j, кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9
6	8,3	0,289	0,957	1,55	37,2	10,76	35,61	7,57
7	6,1	0,2125	0,977	1,35	32,4	6,88	31,65	6,73
					S=	17,64		14,3

Таблица 3

Определение сил от пригруза, действующих по поверхности откоса

№ отс.	sina	cosa	wn, j, м2	Qk, j, кН	Tk, j, кН	Nk, j, кН	Fk, j, кН	ln, j, м	c0lj, кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
6	0,496	0,868	1,55	37,2	18,45	32,29	18,63	3,4	6,8
7	0,496	0,868	1,35	32,4	16,07	28,12	16,22	2,7	5,4
				S=	34,52		34,85		12,2

Окончание прил. 3

Используя данные табл. 2, 3 определим коэффициент устойчивости откоса с анкерной конструкцией:

Для повышения коэффициента устойчивости от k = 1 до k = 1,21 требуется устроить пригруз откоса весом 69,6 кН (7 т), примерно 3 м3 на 1 пог. м длины откоса.

Если этот пригруз уложить на откосе без жесткой фиксации его анкерным устройством, то коэффициент устойчивости

Устойчивость откоса по заданной в примере поверхности смещения и заданных угле внутреннего трения ji и удельном сцеплении ci не только не повысилась, но даже немного уменьшилась.

В примере сдвигающая составляющая всего пригруза STk, j=34,52 кН получилась меньше суммы сил сопротивления сдвигу пригруза по поверхности откоса SFk, j+Sc0lj=34,85+12,2=47,05 кН (табл. 3). Следовательно, давление от пригруза на анкер не передается.

На анкер через железобетонные балки конструкции пригруза будет передаваться сила Ta (см. рис. 1).

, (3)

где – расчетное оползневое давление, кН/м, определяемое с учетом kзад [см. прил. 2, формула (1)]; b – расстояние между анкерами вдоль откоса насыпи, м.

Приложение 4

Расчет укрепления неустойчивого откоса контрфорсами

Контрфорсное укрепление представляет собой прерывистую конструкцию из массивных каменных или бетонных коротких стен. Расчет контрфорсов заключается в определении предельного расстояния В между контрфорсами из условия непродавливания грунта между контрфорсами и размеров самого контрфорса из условия его устойчивости под действием оползневого давления.

Расчетная схема в трех проекциях показана на рис. 1.

Рис. 1. Расчетная схема контрфорса: а – вид сбоку; б – поперечный разрез; в – план; 1 – контрфорсы; 2 – поверхность сдвига грунта

Продавливанию грунта Mmku (заштрихован) вместе с грунтом между двумя контрфорсами под действием силы Е сопротивляются силы 2S и 2Sk. Силы S действуют по вертикальным плоскостям (на рис. 1, б – плоскость MmnH). Силу S можно определить по формуле (1) [21]

Продолжение прил. 4

, (1)

где В – расстояние в свету между контрфорсами, м; Еоп – расчетное оползневое давление, кН/м; jср и сср – средние значения по высоте hср соответственно угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта; a – угол наклона касательной к поверхности сдвига в середине отрезка f относительно горизонта; z – коэффициент, определяемый по формуле (2) [21]

. (2)

Силы Sk представляют собой сопротивление сдвигу грунта за счет сил трения и сцепления, действующих по боковым поверхностям контрфорса, выше поверхности сдвига

, (3)