Рассчитывают участок стен над консолью высотой d, равной толщине стены. Считают, что этот участок воспринимает давление, действующее и на консоль. В плане он образует замкнутую раму, нагруженную по внешнему контуру равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью q = (hк + d)(pa + pw). Расчет такой рамы выполняют по правилам строительной механики. По найденным продольным усилиям и изгибающим моментам подбирают горизонтально расположенную арматуру.
Аналогичные расчеты выполняют для других вышележащих зон колодца, выделяя в них участки высотой 1 м, в пределах которых давление (pa + pw) принимают постоянным и равным давлению у нижней границы каждой зоны.
Расчет стен на разрыв при затирании колодца. При концентрации сил трения грунта о боковую поверхность верхней части колодца может
произойти его зависание и в горизонтальных сечениях стен появятся растягивающие усилия.
В предположении, что силы трения распределены по закону треугольника с наибольшим значением их f0 у верха колодца, будем иметь условие равновесия сил:
Gк = 0,5f0hu,
(7.4)
где по-прежнему Gк — вес колодца; h — глубина погружения; u —
периметр колодца,
откуда
f0 = 2Gк/(hu). (7.5)
Растягивающее усилие в сечении колодца на высоте z над ножом
(7.6)
Отсюда следует, что опасное сечение будет на глубине z = 0,5h, а наибольшее растягивающее усилие в этом сечении Nmax = 0,25Gк.
При зависании колодца в процессе погружения применяют подмыв грунта у наружных стен или дополнительную пригрузку колодца.
Расчет ножевой части (консоли) на изгиб. Такой расчет выполняют для 1 м консоли в плане при двух положениях колодца. Во-первых, когда колодец опущен на проектную глубину, а грунт под ножом подобран. Колодец удерживается силами трения (рис. 7.6, д). Давление грунта и воды в пределах высоты консоли определяют, как при расчете стен колодца на изгиб в горизонтальной плоскости. Кроме того, по наружной поверхности консоли действует сила трения
(7.7)
где Gк принимают
с учетом взвешивающего действия воды и с коэффициентом надежности по нагрузке
0,9; hк —
высота консоли. Во-вторых, когда колодец опущен на половину проектной глубины,
нарощен очередной секцией высотой 4–6 м, а нож врезался в грунт на глубину
1 м (рис. 7.6, е). Горизонтальное давление грунта и воды
снаружи консоли принимают минимальным и не более 70 % от
гидростатического. Силу трения по наружной грани консоли определяют по формуле
(7.2) при ui = 1 м.
С внутренней стороны на скошенную грань заглубленной части консоли и ширину банкетки будет действовать реактивный отпор грунта.
Вертикальная составляющая реакции грунта на консоль
(7.8)
где G'к —
вес рассматриваемой части колодца.
Величина N распределяется между банкеткой и скошенной частью консоли пропорционально площадям условно принятой эпюры реакции грунта.
Вертикальная составляющая на скошенную грань консоли
(7.9)
а горизонтальная составляющая на ту же грань
F = N2 tg(b – j0),
(7.10)
где j0 — угол трения между грунтом и консолью.
В обоих расчетных случаях в сечении C–C определяют изгибающие моменты и продольные силы, по которым подбирают вертикальную арматуру консоли, продлевают ее по всей высоте консоли и заводят в стены выше расчетного сечения на величину, равную половине большего размера шахты в плане.
7.2. Кессоны
При кессонном способе сооружения фундаментов погружение в грунт опускной системы производится под действием ее собственного веса с одновременной разработкой грунта в специальной кессонной камере. В камеру подается сжатый воздух, вытесняющий воду, что позволяет вести работу в ней насухо (рис. 7.7).
|
Рис. 7.7. Кессонный фундамент: а — схема кессонных работ; б — готовый фундамент |
Рабочую камеру 1 окружает кессон 2, состоящий из стен (консолей) и потолка, на котором по мере погружения кессона ведут надкессонную кладку 3 обычно в деревянной опалубке. Кессоны делают массивными или облегченными (ребристыми, пустотелыми). Материалом для них служит обычно железобетон. Применялись также кессоны деревобетонные, деревянные и металлические. Сечения элементов кессона (консолей и потолка) и их армирование определяют расчетом на прочность от действия строительных нагрузок при погружении. Эти расчеты рассматриваются в специальной литературе.
Кессонная камера сообщается с поверхностью с помощью металлической шахтной трубы 4, вмонтированной в потолок; к верхнему ее концу присоединен шлюзовой аппарат из листовой стали, который состоит из центрального шлюза 5 и прикамерков 6 (грузового и пассажирского). Пассажирский прикамерок предназначен для шлюзования людей, материальный — для выдачи разработанного грунта и подачи материалов в камеру.
Шахтную трубу наращивают звеньями по мере погружения кессона.
Сжатым воздухом кессон снабжается от компрессорной станции 7 с помощью воздухопроводных труб 8 и стояков 9. Воздух в шлюзовой аппарат подается по отдельным трубам 10.
Необходимое избыточное давление сжатого воздуха в кессонной камере определяют по формуле
p = (hw + 2)gw, (7.11)
где hw —
высота от ножа кессона до уровня воды; gw — удельный вес
воды.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
