книги / Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Основания и фундаменты

также закреплением свободной части стенки (в одном или редко в двух местах по высоте) в анкерных устрой­ ствах.

В данном случае задачей расчета, помимо определе­ ния глубины t забивки стенки в грунт и наибольшей величины изгибающего момента Л4макс, является еще нахождение усилий в анкерах. Расчет стенки с одним анкерным закреплением (в точке А) в большинстве слу­ чаев ведется графоаналитическим м е т о д о м у п р у -

ками) или путем умножения величины %п, найденной по табл. 8 .1 , соответственно на множители k или ft', поме­ щенные в табл. 8.5».

Расчет стенки с одноаикериым закреплением произ­ водится в следующем порядке. Строятся эпюры активных и пассивных сил давления грунта, которые после вычи­ тания приобретают вид, изображенный жирными ли­ ниями иа рис. 8.16, а; при этом граница эпюр снизу принимается с заведомым запасом. Полученная резуль-

на рис. 8.16. В данном случае также вводят упрощения, касающиеся вида эпюр пассивного давления грунта справа и слева от стенки: правая — со стороны засыпки— заменяется силой £ п; левая ограничивается горизонталь­

ной абсциссой (рис. 8.16, а и б).

Кроме того, учитывается наличие трения между стенкой и грунтом, которое оказывает существенное влияние на величину коэффициента пассивного давления грунта. При определении же активного давления грунта влиянием треиия вполне допустимо пренебречь. Значения коэффициентов пассивного давления грунта можно опре­ делять по графику на рис. 8.9 (жирная линия с круж-

тирующая эпюра заменяется элементарными силами давления грунта, приложенными в центрах тяжести

Т а б л и ц а 8.5

Таблица множителей ft и ft'

соответствующих полосок, на которые разбита эпюра (рис. 8.16, б). Затем для полученной системы сил строится

Наконец, проводится замыкающая А ’С' таким об­ разом, чтобы момент в пролете был равен или немного (на 1 0 %) превосходил момент в заделке (внизу), т. е. чтобы наибольшие ординаты эпюры моментов были свя­ заны равенством

Точка С пересечения замыкающей А'С определяет положение силы Е'а, причем совпадение нижней границы

эпюры отпора с уровнем точки С' обеспечивается методом последовательного приближения.

Приращение At глубины забивки стенки в данном случае определяется из выражения

k' — коэффициент, определяемый по табл. 8.5; у0, Хп, ?.а — соответственно объемный вес и коэффициенты пассивного и активного давления грунта на

уровне точки приложения силы с п.

Величина усилия R a в анкере определяется, подобно силе Е'п, из силового многоугольника: сила Р л отсекается

первым лучом этого многоугольника и лучом, параллель­ ным замыкающей. Наибольший изгибающий момент

Изгибающий момент Л1макс, полученный в результате расчета по методу упругой линии, имеет завышенное значение, так как вследствие гибкости стенки происходит

вается (рис. 8.17). Для учета влияния этого перераспре­ деления вводится в найденный по графоаналитическому расчету изгибающий момент М„акс коэффициент снижения

выше расчетом по методу упругой линии, обеспечивает получение минимальной величины изгибающего в ней момента. Следует, однако, иметь в виду, что в отдельных случаях, например при конструктивном запасе в сечении стенки или при ограниченной длине ее, может оказаться целесообразным провести замыкающую таким образом, чтобы получить меньшую глубину забивки в сочетании

Рис. 8.17. Перераспределенная эпюра дав­ ления грунта на гибкую стенку с одним анкерным закреплением

kCK, определяемый по графику Общества датских инже­ неров (рис. 8.18) в зависимости от значения угла внут­ реннего трения грунта и отношения толщины h стенки к длине I, характеризующего жесткость стенки. Расчет­ ный момент Л4расч в стенке, таким образом, вычисляется по выражению

Так как график на рис. 8.18 относится к стенке из железобетонного шпунта, следует при использовании

Длина I ориентировочно определяется как расстоя­ ние (по вертикали) между точками А' и В' иа эпюре мо­ ментов. Уголвнутреннего трения грунта принимается приразнородных грунтах равным средневзвешенному значению углов внутреннего треиия п слоев грунта, находящихся в пределах длины I, по формуле

Рис. 8.18. График определения коэффициента /гсн снижения изгибающего момента в заанкеренной гибкой стенке

с большей, чем это предусматривается формулой (8.42), величиной ординаты у г. В частности, можно принять ве­ личину ординаты равной .

(8-48)

исоответствующей допустимому изгибающему моменту

встейке в зависимости от заданного ее сечения. Замыкающая в крайнем своем положении A'D',

соответствующем состоянию предельного равновесия (без запаса устойчивости) призмы отпора впереди стенки и свободному (без защемления) опиранию ее нижнего конца в грунте, является касательной к веревочному многоугольнику. При этом крайнем положении замы­ кающей A'D' изгибающий момент в стенке-приобретает наибольшее значение, а глубина забивки получается наименьшей.

Расчет стенок с двуханкериым закреплением произ­ водится по способу А. Ф. Новикова [о].

Пример 4. Тонкая заанкереииая стейка иа рис. 8.16 забита в дно водоема глубиной 4,00 м. За стенкой произ­ ведена засыпка грунта до отм. +3,00 м. На поверхности засыпки действует временная равномерно распределенная нагрузка р — 1,00 т/м3. Анкера расположены на отм. + 1,50 м. Грунтовая вода задерживается стенкой, и

Таблица элементарных сил давления грунта

Ra = 7,70 т.

Таблицы форм 8 . 6 и 8.7 рекомендуется помещать на чертеже графоаналитического расчета. В случаях, когда грунт не обладает сцеплением и отсутствует гидростати* ческое давление, соответствующие столбцы таблицы формы 8 . 6 удаляются.

д) Расчет анкерных конструкций

Анкерные конструкции гибких стенок включают следующие элементы [3 и 4]:

Эпю ра

Анкеры и продольные распределительные элементы рассчитываются по общим методам строительной меха­ ники.

Анкерные опоры осуществляются следующих трех типов: в виде анкерных плит, в виде анкерных одиночных

1 ) продольные распределительные элементы (дере­ вянные направляющие схватки, металлические анкерные пояса) для сбора и передачи на анкеры равномерно рас­ пределенной нагрузки от действия реакции £ а в анкер­ ном закреплении стенки (т/м)-,

2 ) анкера (металлические гибкие анкерные тяги, деревянные анкерные схватки) для передачи на анкерные опоры нагрузок, собираемых анкерными распределитель­ ными элементами; в узких котлованах роль анкеров вы­ полняют жесткие распоры между противоположными, ограждающими котлован гибкими стенками;

3) анкерные опоры, воспринимающие усилия в ан­ керах и обеспечивающие устойчивость стенки.

При расчете анкерных конструкций учитывают пе­ рераспределение давления грунта на стенку, а также возможность неравномерного натяжения анкеров и про­ гиба последних, поэтому величина реакции /?а увеличи­ вается умножением на коэффициент Аа = 1,5.

Передаваемое на анкерную опору расчетное усилие R0 растяжения в анкере при расстоянии между анкерами,

при своем перемещении под действием усилия R 0 в ан-- кере. Это сопротивление зависит от положения плиты по отношению к стенке АС: оно достигает своей наибольшей величины, равной разности между пассивным и активным давлениями грунта, если плоскость EN отпора грунта перед плитой не пересекает плоскости обрушения DE грунта, лежащего за стенкой (точка D принимается на уровне нижнего перегиба эпюры моментов в стенке; приближенно точка D может быть совмещена с точкой С приложения силы £'п). Следовательно, наивыгоднейшее

расстояние La (в м) от стенки до анкерной плиты выра­ жается при горизонтальной поверхности грунта форму­

ты к стенке показано на рисунке пунктиром (положение M ’N'); оно определяется условием, чтобы плита не ле­ жала выше плоскости ВМ' естественного откоса грунта

верхности грунта до верхней грани плиты) определяется в общем виде следующим образом:

где /?п.п — полное пассивное давление на плиту с учетом влияния грунта, находящегося в промежут­

нейшее расстояние d определяется по рис. 8.7, если при­ нять, что точка а совмещена с верхней гранью М анкер­

Величина Еа. р равна площади дополнительной (вы­ званной нагрузкой р) эпюры по рис. 8.7 в пределах вы­ соты MN плиты.

Точка закрепления анкера в анкерной плите должна совпадать с точкой приложения равнодействующей пас­ сивного давления грунта за вычетом активного. Графи­ чески она определяется точкой пересечения крайних лу­ чей веревочного многоугольника, построенного для эпюры указанной разности давлений. В практике принимают точку закрепления анкера посредине высоты ha плиты.

Пример 5. Для тонкой стенки по рис. 8.16 требуется проверить устойчивость анкерной плиты MN при сле­

грунта, проверяем возможность пренебрежения разни­ цей между физическими свойствами во 2 -м слое по срав­ нению с 1-м. С этой целью определяем средневзвешенное значение ф0 угла внутреннего трения по глубине t по формуле (8.47); в данном случае:

Следовательно, при проверке устойчивости анкерной плиты по формуле (8.52) можно найти разность двух первых левых членов, принимая в формуле (8.53) грунт однородным, обладающим физическими свойствами 1 -го слоя: Yoi ~ 1.8 т/м3; =■= 35°; А,п1 — Яа 1 = 3,42.

б) По формуле (8.53) получаем

отметка точки Ь составляет 3,00—1,38 ==+ 1,62. Интенсивность активного давления на 1 м анкерной

плиты определяется по формуле (8 .1 2 ): в точке М интенсивность составляет

«+2 50 = 0 ;

в точке Ь и ниже, где действие временной нагрузки р = 1 , 0 0 т/м1 проявляется полностью,

«+1 ,в2 = 1,00 • 0,27 = 0,27 т/м3

Эпюра дополнительного активного давления на 1 м анкерной плиты MN вычерчена на рис. 8.19, а справа от последней. Третий левый член в формуле (8.52), равный

Сумма членов левой части выражения (8.52), таким образом, составляет

46,2— 1,41 =44,69 т « з44,7 т.

д) По формуле (8.49) находим расчетное усилие R 0 растяжения в анкере

Л>0 = 1,5 • 7,70 • 3,0 = 34,7 т.

е) Коэффициент k устойчивости анкерной пляты получаем из выражения (8.52)

анкерная свая по схеме своей работы аналогична тонкой свободно стоящей стенке с приложенной в верхнем конце сосредоточенной силой.

Расчет анкерной сваи, в особенности если грунт меняет свои физические свойства по ее высоте, следует

/а—диаметр или ширина сваи (вдоль линии стенки); если свая не одиночная, а анкерная опора представляет собой непрерывную анкерную

стенку, /а = /ао = 1 - Полученная эпюра заменяется схемой элементарных

сил (рис. 8 .2 0,6 ), по которой строятся силовой (рис. 8 .2 0, в)

и веревочный (рис. 8.20, г) многоугольники; построение это ведется в соответствии с указаниями, сделанными выше в п. «в». Замыкающая отсекает на веревочном многоугольнике точку С', определяющую на глубине 10 от анкера положение силы £^; последняя опреде­

ляется из силового многоугольника.

Требуемая глубина t забивки сван вычисляется по

Ph'n ~~ ah’u ~ определяется по формуле (8.57), в которой

принимается у — Л'; Л' — приведенная высота вышележащего грунта

при отсутствии временной нагрузки; при однородном грунте

ведена в примере 4. Разность Я,п — Я,асоставляет: для 1-го

высота Приведеннаяh

4

_

4,08

4,58

5,08

Т а б л и ц а а б с ц и с с эп ю р ы д а в л е н и я г р у н т а

6 + 01

12

—

—

3,96

4,46

4,96

Наивыгоднейшее расстояние 1 а от стенки до анкер­ ной сваи (или стенки) определяется по формуле

£а = Ьс tg (45° - § ) + ( < , + t - 1,8Д<) tg (45» + Щ ,

(8.59)

где Лси ф„ имеют такое же значение, что и вформуле (8.50). В случае, когда анкерная свая (стенка) расположена ближе расстояния La и плоскость отпора перед анкер­ ной сваей пересекает плоскость обрушения за тонкой стенкой в точке L на глубине t', то сопротивление грунта выпиранию уменьшается на величину Et>, определяемую

тать одиночную анкерную сваю при следующих усло­ виях:

Пользуясь формулой (8.55), определяем 'отрезок d' величины d, соответствующий 1-му слою грунта t'b -

= Нг = 2,50 м:

45° — - j -) = 2,50 • 0,52 = 1,31 м.

Отрезок величины d, соответствующий 2-му слою, d" = d — d' = 2,14 — 1,31 = 0,83 м.

По формуле (8.55) находим заглубление t'b точки Ь

для грунта 1-го слоя

ач„,94 = 0,27 • 1,00 = 0,27 т!м\

для грунта 2-го слоя

аи0,04 = 0,33 • 1,00 = 0,33 m/Ms.

Эпюра активного давления грунта от действия вре­ менной нагрузки р = 1,0 т/мг построена на рис. 8.20, а справа от анкерной сваи АС. Абсциссы этой эпюры по высоте сваи получены по интерполяции в табл. 8.9.

между этими элементами и грунтом. Можно, однако, вести расчет, учитывая наличие трения, но при этом необходимо соблюсти условия, указанные в конце п. «в» настоящего параграфа (по отношению к учету трения при расчете тонких свободно стоящих стенок).

А н к е р н ы е о п о р ы в в и д е с в а й н ы х к о з е л . Внешняя сила, приложенная к верхнему узлу К козел, вызывает в сваях КО и KZ продольные усилия