Приложение Б (справочное). Пример расчетного обоснования

Приложение Б
(справочное)

Пример расчетного обоснования

Б.1 Расчет выполнен в соответствии с разделом 8 и расчётными данными, полученными по примеру 2

м (1)

где Н - высота насыпи, м - 2,8 м

k - коэффициент, зависящий от крутизны откоса насыпи (1:m) - 0,05

(2)

где B - расчетная ширина приложения нагрузки, определяемая как ширина насыпи понизу, м - 52 м

(18)

где: - угол внутреннего трения свайного материала, град - 35

(17)

где: - площадь поперечного сечения ВСНСМ, ; - 0,5

А - площадь влияния ВСНСМ (эффективный диаметр), ; - 2,97

- коэффициент активного давления ВСНСМ, определяемый по формуле (20) - 0,03

(16)

где: - коэффициент усиления, определяемый по формуле (19) - 8,71

(15)

где: - модуль деформации свайного материала, МПа; - 35

E - модуль деформации грунта основания, МПа; - 11

m' - пропорциональный параметр, определяемый по формуле (16)

(19)

где: - сцепление усиленного массива

- удельный вес грунта - 19,6

(21)

где: - угол внутреннего трения усиленного грунта;

- угол внутреннего трения грунта основания - 8°;

- угол внутреннего трения свайного материала - 35°.

Б.2 Для расчета коэффициента стабильности необходимо использовать изначальные значения сцепления и угла внутреннего трения межсвайного грунта, в данном случае торфа:

(3)

где: c - сцепление грунта основания земляного полотна при расчетной плотности-влажности, кПа; - 1,15;

- угол внутреннего трения грунта основания земляного полотна при расчетной плотности-влажности, град. -8;

- вертикальные напряжения в грунте межсвайного пространства, - 0,846 из таблиц [3, 4], согласно заданным условиям;

- горизонтальные напряжения от бокового обжатия слабого грунта сваями в ходе осадки основания, - 0,3540 из таблиц [3, 4], согласно заданным условиям;

Выбор значений напряжений происходит с учетом:

m - сближение свай

- коэффициент бокового давления материла

- коэффициент поперечной деформации грунта

- коэффициент бокогового распора грунта

P' - предварительное обжатие слабого грунта, возникающее при внедрении свай, - 0,05 (согласно графику компрессионных испытаний торфа на рисунке Б.1).

Рисунок Б.1 - Изменение коэффициента пористости грунта в результате предварительного обжатия

(5)

где: d - диаметр ВСНСМ; -0,8

l - шаг сетки ВСНСМ - 1,7

(4)

где: e - коэффициент пористости грунта в природном залегании;

- коэффициент пористости уплотненного при устройстве ВСНСМ грунта;

m - сближение свай, определяемое по формуле (5)

(6)

где: - коэффициент, равный 0,8;

- среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое по вертикали, проходящей через центр подошвы основания, кПа;

- толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины основания;

- модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

- среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы основания, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, кПа;

- модуль деформации i-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа.

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Б.3 Для получения значения модуля деформации по ветви вторичного напряжения необходимо произвести дополнительный расчет согласно ГОСТ 12248.4

(Б.1)

где: - коэффициент сжимаемости грунта

- естественная пористость грунта - 50

- пористость грунта после внедрения ВСНСМ - 40

Р' - предварительное обжатие слабого грунта, возникающее при внедрении свай, кПа - 5

Исходя из полученного значения, торф относится к сильно сжимаемым грунтам.

(Б.2)

где: В - коэффициент, зависящий от поперечного расширения грунта

- коэффициент Пуассона грунта, 0,3

(Б.3)

где: - модуль упругости по ветви вторичного нагружения

(Б.4)

где: - коэффициент, принимаемый по таблице 5.8 СП 22.13330 в зависимости от относительной глубины - 0,98 для данных условий

p - среднее давление под подошвой фундамента - 54,63 (получено по результатам моделирования, представленного на рисунке Б.2)

Рисунок Б.2 - Значения давления в основании насыпи

(Б.5)

где: - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента.

(Б.6)

где: ` - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы - 19 d - глубина залегания - 2,8 м.

см

где: - время достижения заданной степени консолидации , сут;

- коэффициент, зависящий от степени консолидации и устанавливаемой по таблице 2; - 0,85

- путь фильтрации воды из слоя, м; - 3

- коэффициент консолидации, определяемый непосредственно по консолидационным испытаниям (при отсутствии данных принимать U=50% от фильтрационной консолидации), .;- 0,35

- время дофильтрационной консолидации, определяемое по формуле, сут.:

(8)

где: - время консолидации

(9)

где: - время консолидации

(10)

где: - степень консолидации основания при вертикальной фильтрации воды из основания; - 0,6;

- то же при горизонтальной фильтрации воды (к сваям);- 0,05;

Величины и устанавливают по графикам (рисунок 4) Величину фактора времени, необходимую для определения , рассчитывают по формуле:

(11)

где: - коэффициент консолидации при вертикальной фильтрации;

- расчетный путь вертикальной фильтрации воды, м;

T - требуемый срок консолидации, сут.;

(степень консолидации больше 90%);

(степень консолидации меньше 1%).

(12)

где: - коэффициент консолидации грунта при горизонтальной фильтрации.

(13)

где: - время завершения заданной степени консолидации соответственно слоя и образца, сут.;

- время завершения дофильтрационной консолидации образца, сут.;

- путь фильтрации воды из образца, м.;

n - показатель степени консолидации, изменяющейся от 2 до 0, определяемый по рисунку 5

Б.4 Расчет устойчивости откоса методом полуцилиндрических поверхностей скольжения (рисунок Б.3).

Рисунок Б.3 - Расчетная кривая скольжения, полученная методом круглоцилиндрических поверхностей

(Б.7)

где: - удерживающий момент вращения

- сдвигающий момент вращения

(Б.8)

где: L - длина дуги скольжения

R - радиус вращения - 12,25 м

С - сцепление грунта

- угол внутреннего трения грунта

- сдвигающая сила

(Б.9)

где: - сила трения

(Б.10)

где: - вес блока

- угол между и

(Б.11)

(Б.12)

где: - площадь блока

b - ширина насыпи, м - 10

- удельный вес грунта, - 19

Таблица Б.1 - Расчетные значения сил для первой дуги скольжения

1170,40	31	602,80	1003,23
1052,60	43	717,87	769,82
826,50	63	736,42	375,22
577,60	67	531,68	225,69
349,60	79	343,18	66,71
119,70	93	119,54	-6,26
0,00	107	0,00	0,00

(Б.13)

где: - угол соответствующий дуге скольжения - 75°

При данной дуге скольжения расчетное значение коэффициента устойчивости составило:

(Б.7)

Б.5 Значение коэффициента устойчивости меньше нормативного, следовательно, необходимо выбрать другую дугу скольжения.

Таблица Б.2 - Расчетные значения сил для второй дуги скольжения

1170,40	42	783,15	869,78
1052,60	54	851,57	618,70
826,50	74	794,48	227,81
577,60	78	564,98	120,09
349,60	90	349,60	0,00
119,70	104	116,14	-28,96
0,00	118	0,00	0,00

(Б.7)