Свайный фундамент берегового устоя на забивных висячих сваях

Нормативные нагрузки.

При проектировании свайного фундамента берегового устоя на забивных висячих сваях устанавливается следующее сочетание нагрузок на один погонный метр его длины (см. рис. 5)

2.1.1. Весовая масса берегового устоя «F_у»..

Для установления весовой массы береговой устой разбивается на клинья простой конфигурации (трапеция, прямоугольник) и выполняется расчет весовой массы каждого клина в отдельности в зависимости от объема и плотности материала (железобетон)

.

Рис. 5. Расчетная схема к установлению нагрузок на фундаментную плиту берегового устоя.

2.1.2. Весовая масса грунтового массива на призме обрушения «F_гр».

Для Установления весовой массы грунтового массива на призме обрушения (треугольник, отсекаемы контрфорсом, стенками устоя и фундаментной плиты) выполняется расчет средневзвешенной величины плотности грунтового массива в пределах глубины котлована под береговой устой

.

Примечание. Для пластов природного сложения ниже уровня грунтовых вод учитывается взвешивающее действие воды на скелет грунта и в расчет принимается плотность грунта, взвешенного в воде

.

2.1.3. Весовая масса грунтовой воды на фундаментной плите «F_w»

Для установления весовой массы воды на фундаментной плите берегового устоя многоугольник, отсекаемый уровнем грунтовых вод, контрфорсом и стенками устоя и фундаментной плиты, разбивается на два треугольника и выполняется расчет весовой массы каждого из них

.

2.1.4. Активное давление грунтового массива на контрфорс «F_A1».

Активное давление грунтового массива на контрфорс берегового устоя определяется площадью эпюры интенсивности давления на вертикальную стенку (вертикальная проекция контрфорса), ординаты которой устанавливаются расчетом

,

где z – мощность слоя грунтового массива от принятого уровня отсчета до расчетной точки вертикальной стенки; К_А1 – коэффициент активного давления на наклонную грань контрфорса, с_гр – средневзвешенная величина силы активного давления грунтового массива; Cosα – косинус угла наклона контрфорса.

Примечание. Коэффициент активного давления грунтового массива на контрфорс принимается в зависимости от средневзвешенного угла внутреннего трения.

Уровень отсчета мощности слоя грунтового массива принимается с учетом мощности эквивалентного слоя, заменяющего полезную нагрузку на призме обрушения

,

где q – интенсивность полезной нагрузки на призме обрушения.

Вектор активного давления грунтового массива на контрфорс берегового устоя «F_A1» разлагается на две составляющие:

- горизонтальная составляющая ;

- вертикальная составляющая

2.1.5. Активное давление грунтового массива на вертикальную стенку фундаментной плиты «F_A2» определяется площадью эпюры интенсивности давления, ординаты которой устанавливаются расчетом

,

где К_А2 - коэффициент активного давления грунтового массива на вертикальную стенку фундаментной плиты.

2.1.6. Гидростатическое давление грунтовой воды на контрфорс берегового устоя «F_В1» определяется площадью эпюры интенсивности давления на вертикальную стенку (вертикальная проекция контрфорса), ординаты которой устанавливаются расчетом

, где h_г – высота столба грунтовой воды.

Вектор гидростатического давления грунтовой воды на контрфорс берегового устоя «F_В1» разлагается на две составляющие:

- горизонтальная составляющая ;

- вертикальная составляющая .

2.1.7. Гидростатическое давление грунтовой воды на вертикальную стенку фундаментной плиты берегового устоя «F_В2» определяется площадью эпюры интенсивности давления, ординаты которой устанавливаются расчетом

.

2.1.8. Гидростатическое давление воды в канале на вертикальную стенку устоя и фундаментной плиты «F_ВК» определяется площадью эпюры интенсивности давления, ординаты которой устанавливаются расчетом

, где h_в – высота столба воды в канале.

2.1.9. Взвешивающее давление на подошву фундаментной плиты берегового устоя «F_ВП» определяется площадью эпюры интенсивности гидростатического давления грунтовой воды и воды в канале

, где b_п – ширина фундаментной плиты.

2.1.10. Эквивалентные нагрузки.

За эквивалентные нагрузки принимаются статическая равнодействующая вертикальных и горизонтальных нагрузок, приведенных к центру подошвы фундаментной плиты берегового устоя и статическая равнодействующая моментов вертикальных и горизонтальных нагрузок относительно центра подошвы фундаментной плиты берегового устоя:

- статическая равнодействующая вертикальных нагрузок, приведенная к центру подошвы фундаментной плиты берегового устоя

;

- статическая равнодействующая горизонтальных нагрузок, приведенная к центру подошвы фундаментной плиты берегового устоя

;

- статическая равнодействующая моментов вертикальных и горизонтальных сил относительно центра подошвы фундаментной плиты берегового устоя

, где а_i – расстояние (плечо) от линии действия вертикальных и горизонтальных нагрузок до центра подошвы фундаментной плиты берегового устоя.

Примечание. Правило знаков моментов вертикальных и горизонтальных сил относительно центра подошвы фундаментной плиты берегового устоя условное и принимается с таким расчетом, чтобы отличить вращение по ходу часовой стрелки от вращения против хода часовой стрелки.

2.1.11. Эксцентриситет статической равнодействующей вертикальных сил относительно центра подошвы фундаментной плиты берегового устоя

.

2.1.12. Эпюра контактных напряжений по подошве фундаментной плиты берегового устоя.

Для построения эпюры контактных напряжений по подошве фундаментной плиты берегового устоя ординаты устанавливаются расчетом в крайних точках

.

Примечание. Если одна из ординат эпюры контактных напряжений в крайних точках подошвы фундаментной плиты берегового устоя отрицательная, то следует выполнить корректировку размера ширины подошвы.