Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 35

      Из двух значений ho, вычисленных по разным схемам, принимают большее.

      Сечение шпунта подбирают из расчета его на прочность восприятия наибольшего по длине изгибающего момента, который находят, последовательно рассматривая равновесие вышележащих отсекаемых частей стенки.

      Сечения маячных свай и направляющих схваток шпунта, если они используются при изготовлении ограждения, назначают конструктивно (разд. 5.2.3).

      Расчет шпунтовой стенки с одним ярусом распорного или анкерного крепления. Шпунтовая стенка с верхним ярусом распорного крепления стремится повернуться относительно точки А, расположенной в уровне этого яруса (рис. 5.9, а).

Полную глубину забивки шпунта в грунт h ниже дна котлована, как и для стойки закладного крепления с распоркой, определяют из условия равенства нулю суммы моментов всех сил относительно точки А. Эпюры давления грунта и воды на стенку остаются такими же, что и для свободно стоящей стенки, но продленными на глубину полной забивки шпунта h. Силу R при этом не учитывают. Из этого условия получают кубическое относительно h уравнение равновесия сил, решая которое находят значение h; оно должно, кроме того, удовлетворять условию (5.13).

          В пределах водонепроницаемого грунта, расположенного ниже горизонта воды, в который забит шпунт, рассматривают так же, как и в случае со свободно стоящей стенкой, две схемы действия нагрузок:

первую с учетом только активного давления грунта (без учета давления воды) и вторую — с учетом только гидростатического давления (без учета активного давления грунта) в пределах возможного зазора между грунтом и стенкой.

      Необходимое сечение шпунта подбирают из расчета его на прочность при изгибе по схеме балки на двух шарнирных опорах, так же как и для стойки закладного крепления(рис. 5.9, б). Нагрузками на такую балку считают активное давление грунта и воды выше уровня нижней условной опоры. Пассивное давление грунта с внутренней стороны стенки ниже дна котлована в расчетах не учитывают.

      Роль верхней опоры шпунта здесь выполняют или направляющие схватки, которые обычно устанавливают при забивке деревянного шпунта (см. рис. 5.4, г), или обвязка стального шпунта(см. рис. 5.6).

      Сечение элементов этих распорных устройств подбирают из расчета на прочность, как сжатоизогнутых одно- или многопролетных балок (рис. 5.9, в, г) на действие равномерной поперечной нагрузки RA и продольной сжимающей силы N.

      Нагрузка RA представляет собой линейную реакцию от давления верхнего конца шпунта на обвязку, которую определяют, приравнивая к нулю сумму моментов всех сил относительно нижней условной опоры шпунта по схеме рис. 5.9, б. Продольная сила в поясе обвязки в направлении одной из осей (x, y) плана котлована равна

                                             Nx(y) » 0,5ly(x)RA,       
где ly(x) — расстояние в направлении другой оси между поясом и соседним с ним распорным элементом крепления (поясом или распоркой).

      Расчет обвязки шпунта на действие указанных нагрузок выполняют по правилам расчета сжато-изогнутых элементов.

      Осевое усилие в распорке Rp или анкерной тяге крепления будет Rp = RAlp (lp — расстояние между распорками или тягами); его используют для определения потребного сечения распорки (анкерной тяги).

      Расчет шпунтовой стенки с многоярусным распорным креплением. На конечной стадии ведения работ при сооружении котлована опрокидывание шпунтовой стенки возможно относительно нижнего яруса крепления (точка А¢ нарис. 5.10, а).

Глубину забивки шпунта h ниже дна котлована определяют из условия

                                        Ma + Mw = (gс/gn)(Mп + WRи),                                  (5.14)
где Ma, Mп и Mw — суммы моментов сил активного, пассивного давления грунта и давления воды, действующих ниже уровня нижнего яруса крепления относительно точки А¢; W и Rи — момент сопротивления 1 м в плане сечения шпунтовой стенки и расчетное сопротивление материала шпунта на изгиб.

      При условии WRи > 2Ma + Mw, где Ma и Mw — моменты сил активного давления и давления воды, действующих на стенку выше точки А, относительно этой точки, в правой части (5.14) вместо WRи учитывают 2Ma + Mw. Найденное значение h дополнительно проверяют по условию (5.13).

      Сечения элементов ограждения (шпунта, обвязки, распорок) подбирают по величине наибольших изгибающих моментов и продольных сил в элементах конструкции, рассматривая стенку как неразрезную балку с нижней условной опорой на расстоянии 0,5h от дна котлована (рис. 5.10, б).

5.3 Ограждение котлована на местности, покрытой водой

      При возведении фундаментов на местности, покрытой водой, например в русле реки, возникает потребность в ограждении котлованов от затопления из водоема. Для этого существуют различные способы, которые выбирают в зависимости от глубины водотока, скорости течения, условий судоходства, климатических и других местных условий [6, 9].

5.3.1 Перемычки

      Ограждения котлованов от затопления из водоема называют перемычками. Верх перемычек назначают с учетом возможного подпора воды и высоты волн не менее чем 0,7 м над рабочим горизонтом воды. Перемычки должны быть достаточно устойчивы и водонепроницаемы.

      Грунтовые перемычки. Грунтовые перемычки (рис. 5.11)применяют при глубине воды до 2 м, при скорости ее течения до 0,5 м/с и водонепроницаемом основании.