Определение физико-механических характеристик грунтов
Оглавление
Исходные данные 2
1. Определение физико-механических характеристик
грунтов основания и засыпки
2. Построение эпюры бокового давления на стенку, определение
величины и координаты (высоты относительно подошвы стены)
точки приложения равнодействующей бокового давления
3. Определение ширины b подошвы стенки
4. Определение величины и точки приложения равнодействующей
вертикальных и горизонтальных сил
5. Построение расчётных эпюр нагрузок на основание на уровне
подошвы стенки
6. Проверка возможности возведения стенки на естественном основании
для эксплуатационного случая по расчетному давлению на основание
7. Построение диаграммы φк-изолиний с выделением зон пластических
деформаций в основании подпорной стенки
8. Проверка устойчивости подпорной стенки на скольжение при плоском сдвиге в
плоскости подошвы при действии эксплуатационных нагрузок
9. Проверка устойчивости стенки на глубинный сдвиг
10. Вычисление осадки и крена стенки на естественном основании
для эксплуатационного случая
11. Проектирование искусственного основания подпорной стенки
(подсыпка качественным грунтом)
12. Проектирование свайного фундамента на забивных деревянных сваях
(низкий свайный ростверк)
13. Размещение свай в плане
14. Проверка принятой глубины забивки свай по условию деформаций
свайного фундамента
Исходные данные
50 вариант
Рис. 1 Схема подпорной стенки
Тип стенки – массивная бетонная монолитная стенка
Удельный вес материала стенки γст = 22,0 кН/м3
Глубина воды у набережной hв = 5,2 м
Возвышение стенки над уровнем акватории h0 = 2,1 м
Полезная нагрузка на кордоне q = 19 кН/м2
Грунт засыпки – песок средней крупности
γs = 26,5 кН/м3
γ0 = 18,6 кН/м3
W = 0,14
Грунт основания – песок пылеватый
γs = 26,5 кН/м3
γ0 = 19,9 кН/м3
W = 0,25
Определение физико-механических характеристик грунтов
Основания и засыпки
; ; ; ; , где W - природная влажность грунта; γs - удельный вес частиц грунта;… По вычисленным физическим характеристикам устанавливается уточненное название грунта.Построение эпюры бокового давления на стенку, определение величины и координаты (высоты относительно подошвы стены) точки приложения
Равнодействующей бокового давления
ea= (q+Σγiyi)λa где γi и yi - соответственно удельный вес и мощность i-го слоя грунта… λа = tg2(45-φзас/2) - коэффициент активного давления (распора).Определение ширины b подошвы стенки
Для этой цели используются формулы А.З. Зархи, которые применительно к принятым обозначениям (см. рис. 1) имеют вид
·для стенки типа «б» 
.
Полученное расчетом значение ширины стенки округляется в большую сторону до 0,1 м.
7,7 м.
Определение величины и точки приложения равнодействующей
Вертикальных и горизонтальных сил
В строительном случае (Nстр) учитывается только вес стенки, считая что производство строительных работ по её возведению ведется "насухо",… В эксплуатационном случае (Nэкспл) учитывается: собственный вес стенки (с… Для определения веса стенки и засыпки контур стенки и засыпки разбивается на элементарные площади (прямоугольники и…На уровне подошвы стенки
Краевые ординаты σmax и σmin этой эпюры определяются по известным формулам внецентренного сжатия , ; б) Построение эпюры сдвигающих нагрузок τ для эксплуатационного случая.Проверка возможности возведения стенки на естественном основании для эксплуатационного случая по расчетному давлению на основание
σср = 0,5(σmax + σmin) ≤ Rр и σmax≤1,2Rр где Rр - расчетное давление на основание, определяемое по формуле Rр = (A×b×γвзвосн + B×hз×γвзвосн + D×cн)×m1×m2/KнДеформаций в основании подпорной стенки
а) учитывая справедливость принципа независимости действия (суперпозиции) сил, действующая на основание в плоскости подошвы стенки эксплуатационная… A = q2, P = σmax - σmin,Проверка устойчивости подпорной стенки на скольжение при плоском сдвиге в плоскости подошвы при действии эксплуатационных нагрузок
Эта проверка выполняется по формуле
где Кпл - коэффициент запаса устойчивости при плоском сдвиге, φ и c - соответственно расчетные угол внутреннего трения и сцепление грунта основания.
- верно Þ подпорная стенка устойчива на скольжение при плоском сдвиге в плоскости подошвы.
Проверка устойчивости стенки на глубинный сдвиг
Действительный внецентренно нагруженный фундамент заменяется эквивалентным центрально нагруженным с приведенной шириной bпр равной bпр = b-2∙eэкспл, где eэкспл - эксцентриситет приложения вертикальной силы Nэкспл в эксплуатационном случае.Вычисление осадки и крена стенки на естественном
Основании для эксплуатационного случая
, где μ- коэффициент поперечного расширения, принимаемый для песчаных… б) Величины осадок у краев стенки SIIx=0 и SIIx=b вызванных эксцентричностью приложения внешней нагрузки определяются…Проектирование искусственного основания подпорной стенки
На основании полученной диаграммы φк – изолиний и очерченной зоны областей сдвига намечаем размеры искусственной подсыпки. Толщину подсыпки hп… зоны ymax, т.е. hп = (0,60,8) ymax. ymax = 3,65 м.Проектирование свайного фундамента на забивных
Деревянных сваях (низкий свайный ростверк)
Необходимое количество свай определяется раздельно расчетом на вертикальную и горизонтальную нагрузки. Принимается наибольшее из полученных значений… Глубину забивки свай можно принять в первом приближении равной ширине стенки… 1) При расчете свай на вертикальную (осевую) нагрузку (∑N на 10 пог. м) количество вертикальных свай (nв)…А. Вариант с вертикальными сваями
1) Расчёт свай на вертикальную (осевую) нагрузку:
по прочности грунта на вертикальную нагрузку
Таблица 7
| № | 
| 
| 
|
| 31,8 | 1,7 | 54,1 |
;
по прочности материала сваи
; 
.
2) Расчёт свай на горизонтальную (поперечную) нагрузку:
; 
.
Б. Вариант с наклонными сваями
δ = arctg(187/906) = 11,6°.
α = 0,6·11,6° = 6,96°.
;
; 
.
1) Расчёт свай на вертикальную (осевую) нагрузку:
по прочности грунта на вертикальную нагрузку
;
по прочности материала сваи
; 
.
2) Расчёт свай на горизонтальную (поперечную) нагрузку:
; 
.
Эксплуатационный случай
А. Вариант с вертикальными сваями.
1) Расчёт свай на вертикальную (осевую) нагрузку:
по прочности грунта на вертикальную нагрузку
;
по прочности материала сваи
; 
.
2) Расчёт свай на горизонтальную (поперечную) нагрузку:
; .
Б. Вариант с наклонными сваями.
; 
; 
.
1) Расчёт свай на вертикальную (осевую) нагрузку:
по прочности грунта на вертикальную нагрузку
по прочности материала сваи
.
2) Расчёт свай на горизонтальную (поперечную) нагрузку:
; 
.
Окончательно принимаем:
- для строительного случая nсв = 31 шт.
- для эксплуатационного случая nсв = 16 шт.
Размещение свай в плане
Расстояние между осями в пределах 0,9¸2,4 м; Расстояние от оси крайнего ряда до края ростверка не менее 0,45 м; Число свай на 10 пог. м стенки – 30 шт.;Проверка принятой глубины забивки свай