Расчет берегоукрепления на примере сооружений из трубчатого сварного шпунта


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. При проектировании причальных и берегоукрепительных сооружений надлежит с учетом указаний настоящего свода правил соблюдать требования, предусмотренные СНиП 33-01-2003 и требования других соответствующих нормативных документов, приведенных в справочном приложении 1.

1.2. Проектирование причальных и берегоукрепительных сооружений, возводимых в сейсмических районах, в зонах распространения просадочных, набухающих, торфяных грунтов, на подрабатываемых и подверженных оползням и карстам территориях и в других особых условиях, должно производиться с учетом дополнительных требований соответствующих нормативных документов, а при отсутствии таковых - на основе специально проводимых исследований.

1.3. Порядок выдачи заданий на проектирование, стадийность, объем, содержание и оформление проектной документации должны соответствовать указаниям СНиП 11-01-95.

1.4. При разработке проекта причального или берегоукрепительного сооружения необходимо иметь исходные данные, определяемые в соответствии с назначением объекта, такие как:

  • -длина сооружения;
  • -отметка дна у сооружения;
  • -отметка кордона сооружения;
  • -категория эксплуатационных нагрузок;
  • -типы и размерения расчетных судов;
  • -специальные требования к сооружения;
  • -состав и размещение инженерных сетей и перегрузочного оборудования.

1.5. Исходными данными являются также следующие сведения о естественных условиях и застройке участка строительства:

а) топографические (план участка строительства с горизонталями и привязкой существующих зданий и сооружений);

б) гидрографические (план промеров глубин акватории с построением изобат);

в) гидро- и метеорологические (режимные характеристики ветра, волнения, течения и уровней воды, сведения о ледовом режиме, заносимости или размыве в районе расположения проектируемого сооружения и примыкающих водных бассейнов, степень агрессивности среды, климатические данные);

г) геологические и гидрогеологические (геологические профили, физико-механические характеристики грунтов основания и засыпки, сведения о грунтовых водах и их агрессивности);

д) данные о сейсмичности (с учетом микрорайонирования), а также о карстовых, оползневых и просадочных явлениях на участке строительства.

1.6. Данные об условиях производства работ должны включать следующие сведения:

а) производственные возможности строительной организации (производственные базы, их расположение и характеристика, краны и иное строительное оборудование, трудовые ресурсы);

б) транспортные связи района строительства с базами, заводами-поставщиками, пунктами заготовки местных строительных материалов;

в) местные строительные материалы (номенклатура, количественная и качественная характеристики, условия разработки и транспортировки).

1.7. Класс сооружений следует назначать в соответствии с требованиями СНиП 33-01-2003.

В составе комплексного объекта строительства могут устанавливаться разные классы для отдельных сооружений в зависимости от их значения в общем комплексе. При этом к повышенному классу следует относить сооружения, прекращение работы которых в случае ремонта или аварии существенно нарушает работу комплексного объекта или связанного с ним территориального промышленного предприятия.

1.8. Для лицевых стенок больверков следует применять шпунт трубчатый сварной (ШТС) согласно ГОСТ Р 52664-2006 и технических условий производителей. Толщина стенки ШТС должна быть не менее 8 мм.

1.9. Для изготовления анкерных тяг и деталей их соединений следует применять сталь марок Ст3сп и Ст3Гпс для сварных конструкций согласно ГОСТ 380-05, марки 09Г2С ГОСТ 19281-89*, а также ГОСТ 2590-88.

Допускается для изготовления анкерных тяг применение стали Ст3пс при условии их транспортировки и монтажа при температуре не ниже минус 20 °С, а также сталей других марок с характеристиками на холодный изгиб, относительное удлинение и свариваемость не ниже, чем для сталей, указанных в настоящем пункте.

1.10. Для металлических анкерных свай следует применять трубы стальные электросварные прямошовные согласно ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 10706-76.

1.11. Сварные соединения стальных конструкций следует выполнять из сварочных материалов в соответствии с указаниями СНиП II-23-81*.

1.12. Камень для устройства разгрузочных призм должен удовлетворять требованиям ВСН-5-84/Минморфлот.

1.13. Щебень и гравий для устройства обратных фильтров, укрепления дна перед стенкой и т.п. должны удовлетворять требованиям, а также требованиям специальных нормаnивных документов и условию неразмокаемости.

1.14. Для обратной засыпки пазух причальных стенок следует применять скальный грунт, природный песчаный грунт, содержащий по весу более 90% фракций крупнее 0,1 мм, в том числе не ниже 50% фракций крупностью 0,25 мм и более.

Допускается применять другие песчаные грунты, включая пылеватые пески, если содержание глинистых частиц с размером фракций менее 0,1 мм не превышает 5%.

Не допускается применять для засыпки грунты, содержащие растворимые в воде сернокислые соли и органические частицы в количестве более 5% сухой минеральной части грунта. Для использования в качестве обратной засыпки заиленных пылеватых песков следует отмывать мелкую фракцию с помощью средств гидромеханизации.

Возможность применения для засыпки глинистых грунтов или доменных шлаков должна быть обоснована опытом эксплуатации в местных условиях или специальными исследованиями.

1.15. В рабочих чертежах на строительство сооружений должны быть даны ссылки на действующие нормативные документы, которыми следует руководствоваться при производстве и приемке работ. В случае необходимости приведены дополнительные указания, учитывающие специфические особенности строительства конструкций, даны основные требования к изготовлению элементов и монтажу конструкций, а также допуски отклонений от проекта в размерах и положении отдельных элементов сооружения.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ТИПА БОЛЬВЕРК

2.1. Настоящие указания распространяются на проектирование безанкерных, заанкеренных обычных и экранированных больверков с анкеровкой на одном уровне (черт.2.1).

1 – лицевая шпунтовая стенка, 2 – анкерная тяга, 3 – анкерная опора, 4 – разгрузочная платформа, 5 – экранирующая стенка, 6 – железобетонная надстройка или оголовок.

Черт.2.1

2.2. Причальные сооружения типа больверк применяются при наличии в основании грунтов, допускающих погружение шпунта и свай, в любых климатических условиях, а также в сейсмических районах. Тип больверка определяется высотой стенки. Незаанкеренный больверк (рис 2.1а) применяется при высоте стенки не более 8.0 м, заанкеренный больверк (рис 2.1 б) – до 18.0 м, экранированный больверк (рис 2.1в, г) – до 25.0 м.

2.3. Выбор типа конструкции причального сооружения следует производить с учетом естественных условий района строительства, назначения причалов, технологических требований, размеров территории и акватории порта, возможных способов производства работ, геоогических условий, требований по охране окружающей среды и др.

2.4. Конструкцию сооружения следует выбирать, исходя из техник-экономической целесообразности ее применения в конкретных условиях строительства на основе сопоставления вариантов.

2.5. Экономическую целесообразность сравниваемых вариантов следует определять на основе сопоставления стоимостей возведения сооружения, а в случаях, когда сроки строительства по вариантам резко различны, учитывать экономический эффект, получаемый в результате раннего ввода в эксплуатацию проектируемого объекта.

2.6. При проектировании больверков с многорядными экранированием увеличение количества рядов экранирующих элементов сверх двух целесообразно только в тех случаях, когда экранирующие элементы используются в качестве опор крановых путей или технологического оборудования.

2.7. Конструкция и компоновка элементов больверка должны обеспечить наиболее полное использование их несущей способности и наиболее благоприятное распределение усилий и деформаций между элементами.

2.8. Проектирование причальных сооружений на реках следует выполнять с учетом положений СН-РФ 54.1-85 “Указания по проектированию речных причальных набережных” и РТМ 212.009-80 “Временные рекомендации по проектированию причальных сооружений для особо суровых природно-климатических условий”.

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.9 Длина причалов, глубина у причальных сооружений и возвышение отметки кордона определяются по Нормам технологического проектирования портов.

2.10 Конструкцию причальных сооружений (подводную часть, надстройку или верхнее строение) следует разделять по длине на отдельные секции сквозными вертикальными осадочными и температурными швами.

2.11 Температурно-деформационные швы в железобетонной надстройке и оголовках лицевой стенки следует располагать с шагом не более 40 м, а также в местах резкого изменения грунтовых условий, которые могут вызвать разницу в величинах смещений отдельных частей сооружения.

Температурно-деформационные швы в железобетонной надстройке больверков рекомендуется выполнять в местах замковых соединений, где могут быть реализованы горизонтальные и вертикальные деформации.

2.12 Расположение вдоль причального фронта швартовных тумб и нагрузки на них следует определять с учетом указаний СНиП 2.06.04-82*.

Швартовные тумбы, как правило, следует размещать по осям секции причального сооружения, нормальным к линии кордона, или симметрично этим осям. Конструкцию швартовных тумб следует принимать по ГОСТ 17424-72. Тыловые швартовные устройства, не связанные с конструкцией причального сооружения, а также швартовые устройства речных причальных набережных, допускается принимать специальной конструкции, не предусмотренной ГОСТ 17424-72.

По эксплуатационным соображениям в крайних секциях причальных сооружений рекомендуется устанавливать дополнительные швартовные тумбы, по возможности, ближе к оконечности причального сооружения.

Тумбовые массивы следует проектировать с дополнительной или усиленной анкеровкой.

2.13. Причальные сооружения должны быть оборудованы отбойными устройствами, амортизирующими ударные воздействия от судов. Вынос отбойных устройств относительно лицевой грани верхнего строения должен обеспечивать нормальную стоянку судна у причала при минимальном зазоре не менее 20 см между подводной частью корпуса судна и выступающими частями сооружения.

2.14. Лицевые стенки из сварного трубчатого шпунта ШТС должны иметь антикоррозионное покрытие , а поверхность шпунтовых свай от верха и не менее 1.5м ниже проектного дна должна иметь усиленное защитное покрытие, наносимое в заводских условиях с соблюдением регламентированной технологии. При выборе материалов для антикоррозийной защиты металла шпунтовых свай следует с учетом указаний СНиП 3.04.03-85 применять новейшие материалы и схемы покрытий.

2.15. Допускается использовать шпунтовые лицевые стенки, в которых нижняя, заглубленная в грунт часть не имеет замковых соединений, то есть образована шпунтовыми сваями с укороченными замками. В этом случае высоту подземной, свободной от замков части стенки следует назначать в соответствии с указаниями п.2.16.

2.16. Высота свободной от замков части стенки α должно удовлетворять:

- условию свободного заведения шпунтовых свай в замок при возведении стенки

α ≤ – Δ1

(2.1)

где: - свободная высота стенки, в период строительства, Δ1 -технологический запас. Принимаемый в зависимости от условий строительства в пределах Δ1=0,2-0,5м.

- условию грунтонепроницаемости стенки при возможном переуглублении или размыве дна

α ≤ t - Δ2

(2.2)

где: t - расчетная глубина погружения элементов стенки, определяемая согласно указаниям раздела 6.
Δ2 – конструктивный запас , принимаемый в зависимости от условий строительства не менее Δ2 = 1.5м.
Следует принимать наименьшее значение α, удовлетворяющее условиям (2.1) и (2.2).

2.17. Анкерные тяги следует крепить к лицевым стенкам выше строительного уровня воды для проведения монтажных работ насухо. Понижение отметки крепления тяг допускается при специальном обосновании в каждом конкретном случае.

2.18. Анкеровку следует осуществлять за распределенный пояс лицевой стенки, монолитный железобетонный оголов, или элементы ШТС.

При выполнении крепления анкерных тяг за элементы ШТС следует предусмотреть конструктивные мероприятия, обеспечивающие местную прочность и устойчивость сечения трубчатой части ШТС – сварные накладки, диафрагмы, ребра жесткости, бетонное заполнение узлов крепления и т.п.

При конструировании узла крепления анкерной тяги к стенкам рекомендуется предусматривать возможность свободного поворота анкерной тяги на 5-10° от нормали к лицевой или экранирующей стенке больверка.

Для уменьшения неравномерности загружения анкерных тяг, а также доведения их деформацией до величины, обеспечивающей нормальный режим работы стенок, рекомендуется включать в тяги специальные муфты.

2.19. Анкерные тяги тумбовых массивов во всех случаях, когда это допустимо по условию прочности стенки, рекомендуется закреплять на одном уровне с рядовой анкеровкой. При этом диаметр тумбовых тяг следует принимать равным диаметру рядовых тяг, допуская уменьшение шага анкеров в местах расположения тумбовых массивов.

Допускается закреплять анкерные тяги в тумбовом массиве выше уровня крепления рядовых тяг.

Допускается в местах тумбовых массивов вместо постановки дополнительных тумбовых тяг увеличивать диаметр тяг по сравнению с диаметром рядовых анкерных тяг.

2.20. Анкерные тяги следует выполнять, как правило, из стали круглого сечения, составляя их из звеньев. Звенья между собой следует соединять одним из следующих способов:

  • а) контактной сваркой в заводских условиях;
  • б) ванной сваркой;
  • в) сваркой с накладками цилиндрической формы;
  • г) муфтами.

Концы звеньев анкерных тяг с резьбовым соединением (шпильки) под гаечное крепление или на муфтах следует выполнять из круглой стали большего диаметра, чем диаметр основных звеньев, и приваривать их к последним одним из указанных выше способов.

Диаметр шпильки рекомендуется определять из условия, чтобы диаметр по внутренней резьбе шпильки был не менее диаметра основного ствола тяги.

2.21. В конструкциях с тягами, закрепленными за анкерные опоры, следует предусматривать во всех случаях, когда это практически возможно, подмосточные сваи с насадками или привязку насадок к существующим опорам под анкерные тяги для предотвращения их чрезмерного провисания и облегчения монтажных работ, обеспечивая при этом обратный прогиб тяги, с последующим удалением их.

2.22. Стальные анкерные тяги должны иметь антикоррозийную защиту. В качестве защиты могут быть применены битумные, эпоксидные и эпоксидно-каменноугольные эмали, герметики и ленточные материалы в соответствии с требованиями СНиП 3.07.02-87.

Узлы крепления и соединения анкерных тяг рекомендуется заливать битумно-резиновой эмалью.

2.23. Для монтажа анкерных тяг рекомендуется предусматривать устройство временных поддерживающих конструкций на период производства работ, удаляемых после обтяжки анкеров.

2.24. При проектировании экранированных больверков следует учитывать, что эффект экранирования увеличивается при увеличении доли жесткости экранирующих стенок в системе.

Наибольшая эффективность больверков реализуется при защемлении лицевых и экранирующих стенок, что обеспечивается оптимальным соотношением глубины погружения, расстояния между стенками и податливости анкеровки, достигаемым при рассмотрении и расчете нескольких вариантов компоновки больверков.

2.25. Расстояние между лицевой и экранирующей стенками больверка, а также между экранирующими стенками следует принимать исходя из несущей способности элементов стенок и оптимального напряженного состояния всей системы и, по возможности, равными. Рекомендуется устанавливать их в пределах ( - высота стенки).

2.26. Экранирующие стенки больверка должны выполняться в виде сплошного ряда или из элементов, погруженных вразрядку. Расстояние между элементами стенки в свету не должно превышать расстояния до впереди стоящей стенки.

2.27. Разгрузочная платформа должна перекрывать пространство между лицевой и экранирующими стенками и свободно упираться в лицевую стенку больверка.

Отметку низа разгрузочной платформы рекомендуется располагать не выше 0,7 м над уровнем анкерной тяги.

Железобетонная платформа может выполняться сборной или монолитной и размещаться симметрично относительно осей экранирующих стенок больверка.

2.28. Анкеровка экранированных больверков может выполняться по двум схемам:

  • -за лицевую стенку с упором экранирующих стенок в лицевую через разгрузочную платформу;
  • -за экранирующую стенку с дополнительной анкеровкой лицевой стенки за экранирующую.

Вторую схему рекомендуется применять при экранирующих стенках большой жесткости.

При анкеровке по первой схеме для обеспечения совместной работы стенок в процессе засыпки следует устанавливать между стенками специальные распорки.

2.29. Для предотвращения размыва дна перед сооружением от действия волнения, течений и движетелей судов необходимо предусматривать на полосе вдоль сооружения защиту основания. Крупность частиц камня защитной одежды определяется расчетом по указаниям СНиП 2.06.04-82* и пособия к нему.

2.30. В тех случаях, когда конструкция сооружения создает препятствие для движения грунтовых вод в сторону акватории, следует устраивать дренажи по всей длине причального фронта, сходящиеся к водопропускным отверстиям в лицевых стенках.

2.31. Обратные фильтры следует устраивать для разгрузочных каменных призм, дренажей, и при отсыпке песчаного грунта поверх засыпки из крупнообломочного материала:

  • а) из щебня, гравия и песка - многослойные или однослойные из смесей с подбором фракций и толщины слоя. При этом необходимо учитывать механический состав грунта засыпки, волновой режим акватории, наличие приливо-отливных колебаний, их амплитуду;
  • б) из нетканых синтетических материалов (фильтрующих полотнищ).

2.32. Полости труб по относительной деформации трения заполняют песком, а в зоне возможного льдообразования бетоном.

Песок для заполнения полости труб должен относится к «практически непучинестым» грунтам согласно классификации ГОСТ 25100-95

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

3.1. Расчет причальных сооружений, а также их конструктивных элементов и оснований следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 33-01-2003 по методу предельных состояний.

В соответствии с действующими нормами установлены две группы предельных состояний.

Первая группа предельных состояний (по потере несущей способности или полной непригодности к эксплуатации конструкций или оснований) - расчеты прочности, устойчивости и выносливости; вторая группа предельных состояний (затрудняющих нормальную эксплуатацию конструкций или оснований) - расчеты деформаций в результате осадок, прогибов, кренов, горизонтальных перемещений, расчеты по образованию или раскрытию трещин.

3.2. При проектировании причальных сооружений должны быть выполнены следующие расчеты.

По первой группе предельных состояний (по несущей способности) рассчитываются:

  • а) общая устойчивость сооружений и откосов по глубинному сдвигу в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85 и указаниями настоящих Правил;
  • в) устойчивость на поворот лицевой стенки больверков относительно точки крепления анкера при свободном опирании низа стенки или частичном ее защемлении - в соответствии с указаниями настоящих Правил;
  • г) устойчивость массива грунта, находящегося перед анкерными стенками или анкерными плитами и обеспечивающего анкерное крепление конструкции - в соответствии с указаниями и требованиями настоящих Правил;
  • д) несущая способность (прочность) конструктивных элементов причальных сооружений и их оснований - в соответствии с указаниями и требованиями настоящих Правил, а также с указаниями СНиП 2.06.08-87, СНиП 52.01-2003, СНиП II-23-81*, СНиП 2.02.01-83 и СНиП 2.02.02-85;
  • е) несущая способность свай на воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок - в соответствии с указаниями и требованиями настоящих Правил и СНиП 2.02.03-85;

По второй группе предельных состояний (по деформациям и трещиностойкости) рассчитываются:

  • ж) вертикальные осадки, горизонтальные перемещения и углы поворота - в соответствии с указаниями СНиП 2.02.02-85;

Примечание.

Кроме указанных расчетов, в необходимых случаях должны быть выполнены гидравлические, фильтрационные, термические и динамические расчеты, предусмотренные соответствующими нормами проектирования конструкций и сооружений.

Расчеты конструкций причальных сооружений и их оснований по второй группе предельных состояний по деформациям (перемещениям) могут не производиться в тех случаях, когда практикой длительной эксплуатации сооружений в сходных условиях установлено, что возникающие деформации не являются опасными для условий нормальной эксплуатации сооружений.

3.3. Расчет несущих конструкций причальных сооружений должен производиться на нагрузки, действующие в период строительства, эксплуатации и ремонта сооружений.

При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований надлежит соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

(3.1)

где - коэффициент сочетаний нагрузок, принимаемый равным: при расчетах по предельным состояниям первой группы - для основного сочетания нагрузок и воздействий в

  • период нормальной эксплуатации 1,0
  • то же, для периода строительства и ремонта 0,95
  • для особого сочетания нагрузок и воздействий 0,90
  • при расчетах по предельным состояниям второй группы 1,0

- расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производится оценка предельного состояния;

- расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, устанавливаемого нормами проектирования;

- коэффициент условий работы, учитывающий тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы, принимаемый:

  • -для причальных и берегоукрепительных сооружений 1,15;
  • -для анкерных тяг 1,0;
  • -для откосов 1,0.

- коэффициент надежности по ответственности (назначению) сооружения, учитывающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных предельных состояний; при расчетах по предельным состояниям первой группы принимается для класса сооружений:

  • -I класс 1,25
  • -II класс 1,20
  • -III класс 1,15
  • -IV класс 1,10

при расчетах по предельным состояниям второй группы следует принимать равным 1,0;

при расчете устойчивости естественных склонов следует принимать как для класса рядом расположенного проектируемого сооружения.

3.4. При расчете причальных сооружений следует принимать расчетные значения действующих эксплуатационных нагрузок, которые определяются умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке .

Значения нагрузок следует определять в соответствии с указаниями СНиП 33.01-2003, СНиП 2.06.04-82*, СНиП 2.01.07-85, и раздела 4 настоящих Правил.

3.5. Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований по предельным состояниям второй группы следует производить с коэффициентом надежности по нагрузке , а также с коэффициентами надежности по материалам и грунтам , равными 1,0, за исключением случаев, которые установлены в СНиП на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

3.6. При расчете причальных сооружений в соответствии с указаниями СНиП 2.02.02-85 следует принимать расчетные значения характеристик грунтов и ; по первой группе предельных состояний - и- , по второй группе предельных состояний - - и - ( - угол внутреннего трения грунта; - сцепление). Указанные характеристики принимаются по данным инженерно-геологических изысканий и исследований грунтов, выполненных в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96, а также ГОСТ 12248-96 и ГОСТ 20522-96.

3.7. Расчет сечений стальных элементов конструкций причальных сооружений следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*.

3.8. Расчет железобетонных элементов конструкций причальных сооружений следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.06.08-87.

4. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

4.1. Нагрузки и воздействия на причальные сооружения подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые).

К постоянным нагрузкам относятся:

  • -вес элементов сооружения;
  • -вес постоянного технологического оборудования (складов, эстакад и др.), месторасположение которого на сооружении не меняется в процессе эксплуатации;
  • -вес грунта;
  • -боковое давление грунта с учетом постоянных нагрузок, расположенных на его поверхности;

К временным длительным нагрузкам и воздействиям относятся:

  • нагрузки от перегрузочных и транспортных средств и складируемых грузов, а также другие нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения:
  • боковое давление грунта от временных нагрузок на территории причала;
  • фильтрационное давление воды (в том числе и гидростатическое) при нормальной работе дренажных устройств;
  • воздействия неравномерных деформаций основания, не сопровождающихся изменением структуры грунта;
  • воздействия усадки и ползучести материалов и грунтов основания.

К кратковременным нагрузкам и воздействиям относятся:

  • волновые нагрузки;
  • ледовые нагрузки;
  • нагрузки от судов;
  • нагрузки, действующие в строительный период;
  • температурно-климатические воздействия.

К особым нагрузкам и воздействиям относятся:

  • дополнительное фильтрационное давление воды при нарушении нормальной работы противофильтрационных и дренажных устройств;
  • сейсмические нагрузки;
  • динамические нагрузки от взрывов;
  • воздействия неравномерных деформаций основания, сопровождающихся изменением структуры грунта.

4.2. Причальные сооружения из ШТС следует рассчитывать на основные и особые сочетания нагрузок:

  • основное сочетание включает постоянные, временные длительные нагрузки и воздействия и возможные кратковременные нагрузки;
  • особое сочетание включает постоянные, временные длительные нагрузки и воздействия, возможные кратковременные и одну из возможных особых нагрузок и воздействий.

При расчете на основные сочетания, включающие одну кратковременную нагрузку, значение последней учитывается без снижения, включающие две или три кратковременные нагрузки, нормативные значения этих нагрузок умножаются на коэффициент сочетания 0,9. При учете более трех кратковременных нагрузок, действующих одновременно, коэффициент сочетания принимается равным 0,8.

Нагрузки и воздействия должны приниматься в наиболее неблагоприятных, но реальных для рассматриваемого случая сочетаниях отдельно для строительного и эксплуатационного периодов и расчетного ремонтного случая.

Сочетания нагрузок в период строительства и ремонта следует назначать с учетом принятого порядка производства работ.

При расчете конструкций причальных сооружений и их оснований на особое сочетание нагрузок необходимо учитывать требования СНиП II-7-81 и других нормативных документов по сейсмостойкому строительству.

Любая временная нагрузка не вводится в сочетание, если она улучшает рассматриваемое предельное состояние.

4.3. Вес элементов сооружения определяется их геометрическими размерами и удельным весом материалов с учетом влажности.

4.4 Вес грунта определяется толщиной слоя и удельным весом грунта с учетом влажности.

Удельный вес грунта в зависимости от зоны его расположения и влажности определяется:

выше расчетного уровня воды для состояния естественной влажности по данным инженерно-геологических изысканий; под водой с учетом полного взвешивания по формуле

(4.1)

где - удельный вес частиц грунта, кН/м ;

- удельный вес воды, кН/м ;

- коэффициент пористости в естественном состоянии.

При наличии обоснованных данных допускается вводить частичное взвешивание в зоне ниже уровня дна для глинистых грунтов ограниченной влажности при отсутствии в них фильтрующих прослоек и линз.

Вес грунта засыпки пазух, определяется в зависимости от заданной плотности и влажности.

4.5. Давление грунта принимается действующим на расчетную плоскость.

4.6. Нагрузки от кранов и железнодорожных составов следует принимать равномерно распределенными как вдоль пути, так и по ширине подкрановых балок или длине шпал.

Cосредоточенную нагрузку и от кранов допускается заменять эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой (черт.4.1, а).

Черт.4.1

При этом рекомендуется учитывать нагрузку только от прикордонной опоры крана, принимая нагрузку от тыловой опоры равной равномерно распределенной от складирования грузов в этой зоне.

Эквивалентную равномерно распределенную нагрузку по ширине подкрановых балок или длине шпалы допускается определять по формуле


(4.2)

где - максимальная нагрузка от группы сосредоточенных сил при эксплуатации одиночных или сближенных кранов, возможная по технологическим условиям их работы ( ), кН;

- ширина подкрановой балки или длина шпалы, м;

- длина полосы распределения нагрузки вдоль линии кордона причала, м; определяемая в соответствии со схемами, приведенными на черт.4.1 б, в.

Для одиночной опоры крана (см. черт.4.1 б)

(4.3)

где - база тележки, м;

- угол внутреннего трения грунта засыпки, град;

- зона распределения нагрузки , м;

(4.4)

где - расстояние от линии кордона до оси подкранового пути, м;

Для сближенных опор кранов (см. черт.4.1, в), когда ,

(4.5)

где - расстояние между тележками, м.

4.7. Эпюра нагрузок от фильтрационного давления воды на сооружение из ШТС определяется построением (черт.4.2 ).

Черт.4.2

Максимальная ордината эпюры нагрузок определяется по формуле

(4.6)

где - удельный вес воды, кН/м ;

- разность уровней воды за сооружением и перед сооружением, м.

Нулевая ордината эпюры нагрузок принимается на уровне низа замковых элементов стенки.

Фильтрационное давление воды не учитывается при устройстве дренажных устройств, исключающих образование подпора.

При значительном колебании уровня воды фильтрационное давление следует определять с учетом рекомендаций СН-РФ 54.1-85.

4.8. Волновые нагрузки следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82*.

Нагрузку от волнового воздействия следует учитывать при высоте исходной волны у сооружения более 1 м.

При этом интенсивность волнового давления (интерферированной, скользящей, косоподходящей волны) при подходе ложбины волны к стенке, учитывая скорость колебания уровня за сооружением, допускается определять с коэффициентом уменьшения 0,5.

4.9. При расчете причальных сооружений из ШТС необходимо учитывать следующие ледовые нагрузки:

  • от ледяных полей;
  • от сплошного ледяного покрова при его температурном расширении;
  • от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды.

Ледовые нагрузки следует определять с учетом требований СНиП 2.06.04-82*.

Нагрузки от примерзшего к сооружению ледового покрова при изменении уровня воды допускается учитывать при расчете сооружений со сплошной лицевой поверхностью только в особо суровых природно-климатических условиях при специальном обосновании.

4.10. Нагрузки от судов следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82*.

При этом следует учитывать:

  • нагрузки от навала судна при подходе к сооружению;
  • нагрузки от навала пришвартованного судна;
  • нагрузки от натяжения швартовов.

4.11. Нагрузки, действующие в строительный период, определяются в каждом конкретном случае отдельно в зависимости от методов и последовательности производства работ, типов подъемно-транспортного оборудования и т.д.

4.12. Сейсмические нагрузки следует определять в соответствии с требованиями СНиП II-7-81.

4.13. Расчетное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке .

При расчетах по первой группе предельных состояний значения коэффициентов надежности по нагрузке следует принимать по табл.4.1.

Таблица 4.1

Коэффициенты надежности по нагрузке при расчетах сооружений из ШТС по первой группе предельных состояний

Нагрузки и воздействия Значения коэффициента надежности по нагрузке

Собственный вес элементов сооружения

1,05 (0,95)

Вес грунта (вертикальное давление от веса грунта)

1,1 (0,9)

Нагрузки от перегрузочных и транспортных средств

1,2

Нагрузки от складируемых грузов (кроме навалочных) на территории грузовых причалов в пределах крановых путей, пассажирских, служебных и др. причалов

1,2

То же, за пределами крановых путей

1,3

Нагрузка от навалочных грузов

1,3 (1,0)

Фильтрационное (гидростатическое) давление воды

1,0

Ледовые нагрузки

1,1

Волновые нагрузки

1,0

Нагрузки от судов

1,2

Сейсмические нагрузки

1,0

Нагрузки от стационарного технологического оборудования

1,2

Нагрузки oт людей

1,3

Нагрузки, нормативные значения которых устанавливаются на основе статистической обработки многолетнего ряда наблюдений, экспериментальных исследований, фактического измерения и определяемые с учетом коэффициента динамичности

1,0

Примечания:

1 Указанные в скобках значения коэффициентов надежности по нагрузке относятся к случаям, когда применение минимального значения коэффициента приводит к невыгодному загружению сооружения.

2. В случаях, когда вес грунта вычисляется при расчетном значении удельного веса грунта, коэффициент надежности по нагрузке для веса грунта не вводится.

При расчетах по второй группе предельных состояний значения коэффициентов надежности по нагрузке принимаются равными единице.

Коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать одинаковыми как для действующей нагрузки, так и для ее проекций (составляющих), независимо от того, что одна из проекций входит в обобщенное силовое воздействие, а другая в предельную силу сопротивления.

При расчете общей устойчивости по глубинному сдвигу и предположении круглоцилиндрических и плоских (ломаных) поверхностей скольжения коэффициенты надежности по нагрузке допускается принимать равными 1,0.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА НА СТЕНКУ

4.14. Интенсивность горизонтальной составляющей активного давления грунта при плоской поверхности грунта определяется по формуле

(4.7)

где - интенсивность горизонтальной составляющей активного давления от веса грунта, кПа, определяемая по п.4.15;

- интенсивность горизонтальной составляющей активного давления от равномерно распределенных нагрузок, расположенных на территории причала, кПа, определяемая по п.4.18.

4.15. Интенсивность горизонтальной составляющей активного давления , от веса грунта определяется по формуле

*

(4.8)

где - интенсивность вертикального давления грунта, кПа, определяемая по п.4.16;

* - коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта, определяемый по п.4.17;

- удельное сцепление грунта, кПа;

- коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта от сил сцепления, определяемый по п.4.17.

Примечание.

В случаях, когда больше , величина на данном участке принимается равной нулю.

4.16. Интенсивность вертикального давления грунта определяется по формуле

(4.9)

где - порядковый номер слоя грунта с одинаковыми физико-механическими характеристиками в пределах высоты стенки;

где - удельный вес-того слоя грунта, кН/м ;

- текущая координата по высоте стенки, м;

- высота -того слоя, м;

- интенсивность вертикального давления грунта вышележащих слоев, кПа.

4.17. Коэффициенты горизонтальной составляющей активного давления грунта и рекомендуется определять в соответствии с требованиями СНиП 2.06.07-87 по формулам:

(4.10)

(4.11)

где

(4.12)

(4.13)

(4.14)

- угол внутреннего трения грунта, град;

- угол наклона расчетной плоскости стенки к вертикали, град., принимаемый со знаком минус при наклоне стенки на грунт;

- угол наклона поверхности грунта к горизонтали, град., принимаемый со знаком плюс при повышении отметки территории;

- угол трения грунта по расчетной плоскости, град., принимаемый не более 0,667 для расчетной плоскости, проходящей на контакте грунта с сооружением, или при плоскости, проходящей в грунте, но не более 30°.

При горизонтальной поверхности грунта ( =0) и вертикальной расчетной плоскости ( =0) коэффициенты горизонтальной составляющей активного давления грунта и следует принимать по табл.4.2.

Таблица 4.2

Коэффициенты горизонтальной составляющей активного давления грунта

1 0,97 0,96 0,96 0,95 1,97 2,39 2,51 2,74
2 0,93 0,92 0,91 0,91 1,93 2,33 2,45 2,66
1 0,90 0,88 0,88 0,86 1,90 2,28 2,38 2,58
4 0,87 0,84 0,84 0,82 1,87 2,22 2,32 2,51
5 0,84 0,81 0,80 0,79 1,83 2,17 2,26 2,44
6 0,81 0,78 0,77 0,75 1,80 2,12 2,21 2,37
7 0,78 0,75 0,74 0,72 1,77 2,07 2,15 2,31
8 0,76 0,72 0,70 0,68 1,74 2,02 2,10 2,24
9 0,73 0,69 0,68 0,65 1,71 1,97 2,05 2,18
1 0,70 0,66 0,65 0,63 1,68 1,93 2,00 2,13
11 0,68 0,63 0,62 0,60 1,65 1,89 1,95 2,07
12 0,66 0,61 0,60 0,57 1,62 1,84 1,91 2,02
13 0,63 0,58 0,57 0,55 1,59 1,80 1,86 1,96
14 0,61 0,56 0,55 0,52 1,56 1,76 1,82 1,91
15 0,59 0,54 0,52 0,50 1,53 1,72 1,77 1,87
16 0,57 0,52 0,50 0,48 1,51 1,68 1,73 1,82
17 0,55 0,50 0,48 0,46 1,48 1,65 1,69 1,77
18 0,53 0,48 0,46 0,44 1,45 1,61 1,65 1,73
19 0,51 0,46 0,44 0,42 1,43 1,57 1,61 1,69
20 0,49 0,44 0,43 0,40 1,40 1,54 1,58 1,65
21 0,47 0,42 0,41 0,38 1,37 1,50 1,54 1,61
22 0,45 0,41 0,39 0,37 1,35 1,47 1,50 1,57
23 0,44 0,39 0,38 0,35 1,32 1,44 1,47 1,53
24 0,42 0,37 0,36 0,34 1,30 1,41 1,44 1,49
25 0,41 0,36 0,35 0,32 1,27 1,38 1,40 1,45
26 0,39 0,34 0,33 0,31 1,25 1,34 1,37 1,42
27 0,38 0,33 0,32 0,29 1,23 1,31 1,34 1,38
28 0,36 0,32 0,30 0,28 1,20 1,29 1,31 1,35
29 0,35 0,30 0,29 0,27 1,18 1,26 1,28 1,32
30 0,33 0,29 0,28 0,26 1,15 1,23 1,25 1,29
31 0,32 0,28 0,27 0,25 1,13 1,20 1,22 1,25
32 0,31 0,27 0,26 0,24 1,11 1,17 1,19 1,22
33 0,29 0,26 0,25 0,23 1,09 1,15 1,16 1,19
34 0,28 0,25 0,23 0,22 1,06 1,12 1,13 1,15
35 0,27 0,23 0,22 0,21 1,04 1,09 1,11 1,12
36 0,26 0,22 0,21 0,20 1,02 1,07 1,08 1,09
37 0,25 0,21 0,21 0,20 1,00 1,04 1,05 1,07
38 0,24 0,21 0,20 0,19 0,98 1,02 1,03 1,04
39 0,23 0,20 0,19 0,18 0,95 0,99 1,00 1,01
40 0,22 0,19 0,18 0,17 0,93 0,97 0,98 0,98

4.18. Интенсивность горизонтальной составляющей активного давления от равномерно распределенных нагрузок интенсивностью , расположенных на территории причала, определяются:

при бесконечной по ширине причала полосе нагрузки ( ), размещаемой непосредственно за расчетной плоскостью,

(4.15)

где

(4.16)

при бесконечной по ширине причала полосе нагрузки ( ), размещаемой на расстоянии от расчетной плоскости,

(4.17)

где

(4.18)

,(рад)

(4.19)

- текущая координата по высоте стенки, м;

при полосе нагрузки шириной , размещаемой непосредственно за расчетной плоскостью,

(4.20)

где

*,

(4.21)

, (рад)

(4.22)

при полосе нагрузки шириной , размещаемой на расстоянии от расчетной плоскости,

(4.23)

.

где - определены выше.

Значения принимаются по табл.4.3 в зависимости от величины

(4.24)

(4.25)

Таблица 4.3

Коэффициенты для вычисления ординат эпюры горизонтальной составляющей давления грунта
от равномерно распределенной нагрузки.

19,080 и более 0,000 1,804 0,180 1,049 0,470 0,638 0,760
11,430 0,001 1,759 0,190 1,032 0,480 0,625 0,770
7,120 0,005 1,716 0,200 1,016 0,490 0,611 0,780
5,480 0,010 1,676 0,210 1,000 0,500 0,597 0,790
4,700 0,015 1,637 0,220 0,984 0,510 0,583 0,800
4,270 0,020 1,600 0,230 0,968 0,520 0,568 0,810
3,960 0,025 1,567 0,240 0,953 0,530 0,554 0,820
3,690 0,030 1,534 0,250 0,938 0,540 0,540 0,830
3,490 0,035 1,504 0,260 0,923 0,550 0,526 0,840
3,300 0,040 1,475 0,270 0,909 0,560 0,512 0,850
3,170 0,045 1,447 0,280 0,895 0,570 0,497 0,860
3,050 0,050 1,420 0,290 0,881 0,580 0,481 0,870
2,950 0,055 1,394 0,300 0,867 0,590 0,464 0,880
2,850 0,060 1,359 0,310 0,853 0,600 0,448 0,890
2,750 0,065 1,344 0,320 0,839 0,610 0,431 0,900
2,670 0,070 1,320 0,330 0,825 0,620 0,413 0,910
2,600 0,075 1,296 0,340 0,812 0,630 0,394 0,920
2,540 0,080 1,273 0,350 0,799 0,640 0,373 0,930
2,480 0,085 1,252 0,360 0,786 0,650 0,351 0,940
2,420 0,090 1,232 0,370 0,772 0,660 0,328 0,950
2,370 0,095 1,212 0,380 0,758 0,670 0,303 0,960
2,320 0,100 1,192 0,390 0,744 0,680 0,271 0,970
2,230 0,110 1,172 0,400 0,730 0,690 0,233 0,980
2,150 0,120 1,154 0,410 0,717 0,700 0,182 0,990
2,080 0,130 1,136 0,420 0,704 0,710 0,140 0,995
2,013 0,140 1,118 0,430 0,691 0,720 0,088 0,999
1,959 0,150 1,100 0,440 0,678 0,730 0,052 1,000
1,902 0,160 1,083 0,450 0,665 0,740 менее
1,852 0,170 1,066 0,460 0,651 0,750
1,804 0,180 1,049 0,470 0,638 0,760

4.19. При наличии разгрузочной каменной призмы активное давление грунта, определяемое в предположении бесконечного простирания слоев грунта, в том числе и камня (см. п.4.14), дополняется давлением от пригрузки грунта, расположенного в призме обрушения на откосе каменной призмы (черт.4.4).

Черт.4.4*

Интенсивность горизонтальной составляющей дополнительного давления от пригрузки грунта следует определять по формулам:

в пределах каменной призмы на высоте

(4.26)

ниже каменной призмы на глубине

(4.27)

где - интенсивность вертикального давления грунта (с учетом равномерно распределенных нагрузок по территории причала) на уровне пересечения откоса каменной призмы плоскостью обрушения, проведенной из точки на расчетной плоскости, в которой определяется давление грунта , кПа (п.4.16);

- коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта, расположенного на откосе каменной призмы;

- коэффициент горизонтальной составляющей активного давления каменной отсыпки;

, - проекции на вертикаль отрезков линии откоса каменной призмы, заключенных между плоскостями обрушения, проходящими соответственно через концы участков и расчетной плоскости стенки, м, определяемые по формулам (4.28, 4.29);

, - высота (глубина) участков зоны распределения дополнительного давления грунта, м.

Проекции и на вертикаль определяются по формулам:

(4.28)

(4.29)

где - высота каменной призмы, м;

- угол обрушения каменной отсыпки, град;

- ширина каменной призмы поверху, м;

- заложение откоса грунта над призмой;

- ширина подошвы каменной призмы, м.

4.20. При наличии откоса на поверхности грунта (черт.4.5 а, б, в) эпюра интенсивности горизонтальной составляющей активного давления грунта определяется по двум эпюрам:

эпюре 1, построенной от точки пересечения линии, являющейся продолжением откоса, с расчетной плоскостью, как для неограниченного откоса;

эпюре 2, построенной от точки пересечения линии, являющейся продолжением горизонтальной поверхности полуоткоса или бермы, с расчетной плоскостью, как для горизонтальной поверхности грунта.

Черт.4.5

Эпюра 3 принимается в зависимости от схемы очертания поверхности грунта:

для схемы на черт.4.5 а от верха расчетной плоскости до точки 0 (точка пересечения эпюр 1 и 2) - по эпюре 1, ниже - по эпюре 2;

для схемы на черт.4.5 б, в от верха расчетной плоскости до точки 0 - по эпюре 2, ниже - по эпюре 1.

4.21. Интенсивность вертикальной составляющей активного давления грунтаопределяется по формуле


(4.30)

где - интенсивность горизонтальной составляющей активного давления грунта, кПа.

4.22. Горизонтальная и вертикальная составляющие активного давления грунта определяются площадью эпюр интенсивности давления грунта.

4.23. Интенсивность горизонтальной составляющей силосного давления грунта между стенками определяется по формуле

(4.31)

где - интенсивность вертикального давления грунта между стенками, кПа, определяемая по п.4.24;

- коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта, принимаемый по п.4.17;

(4.32)

где - текущая координата по высоте стенки, м;

- высота -того слоя грунта, м;

- величина, м, определяемая для каждого -того слоя грунта по формуле (4.33 или 4.34).

Для плоской задачи

(4.33)

где - расстояние между расчетными плоскостями стенок, м;

- угол трения грунта о стенку, град. (см. п.4.17);

Примечание.

В случаях, когда больше величина на данном участке принимается равной нулю.

4.24. Интенсивность вертикального давления грунта между стенками определяется по формуле

(4.34)

где - интенсивность вертикального давления грунта между стенками на поверхности -того слоя с учетом равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта между стенками интенсивностью , кПа,

(4.35)

где - интенсивность равномерно распределенной нагрузки, расположенной в пределах , кПа;

- полоса нагрузки интенсивностью , м;

- сосредоточенные нагрузки, расположенные в пределах , кН/м.

4.25. Интенсивность вертикальной составляющей силосного давления грунта между стенками определяется по формуле

(4.36)

где - интенсивность горизонтальной составляющей силосного давления грунта между стенками, кПа.

4.26. Интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления грунта при плоской поверхности грунта определяется по формуле

(4.37)

где - интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления от веса грунта, кПа, определяемая по п.4.27;

- интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления грунта от нагрузки на призме выпора, кПа, определяемая по п.4.29.

4.27. Интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления от веса грунта определяется по формуле

(4.38)

где - интенсивность вертикального давления грунта, кПа, (п.4.16);

- коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта, определяемый по п.4.28;

- удельное сцепление грунта, кПа;

- коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта от сил сцепления, определяемый по п.4.28.

Для поверхностного слоя, где возможно нарушение структуры грунта, удельное сцепление грунта =0, полная величина сцепления принимается на глубине 1,0 м. Изменение удельного сцепления до полной его величины принимается линейным.

4.28. Коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.06.07-87 по формулам:

при=0

(4.39)

где - угол наклона поверхности грунта к горизонтали, град, принимаемый со знаком плюс при повышении отметки территории;

- угол трения грунта по расчетной плоскости, град., принимаемый от 0 до , но не более 30°;

- угол наклона расчетной плоскости к вертикали, град., принимаемый со знаком минус при наклоне от грунта;

при и

(4.40)

где

(4.41)

где - угол, град., принимаемый при равным , при равным 0,677 .

Коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта от сил сцепления определяется по формуле

(4.42)

При горизонтальной поверхности грунта (=0) и вертикальной расчетной плоскости (=0) коэффициенты горизонтальной составляющей пассивного давления грунта и следует принимать по табл.5.4.

Таблица 4.4

Коэффициенты горизонтальной составляющей пассивного давления грунта

1 1,04 1,04 1,04 1,05 0,00 0,00 0,00 0,00
2 1,07 1,08 1,09 1,10 0,00 0,00 0,00 0,00
3 1,11 1,13 1,14 1,15 0,00 0,29 0,51 0,62
4 1,15 1,17 1,19 1,20 0,50 0,82 1,05 1,18
5 1,19 1,22 1,25 1,26 0,82 1,16 1,41 1,55
6 1,23 1,28 1,31 1,32 1,05 1,41 1,67 1,83
7 1,28 1,33 1,37 1,39 1,22 1,60 1,88 2,05
8 1,32 1,39 1,43 1,46 1,36 1,76 2,07 2,25
9 1,37 1,45 1,50 1,54 1,48 1,90 2,23 2,43
10 1,42 1,51 1,58 1,62 1,58 2,03 2,38 2,60
11 1,47 1,57 1,66 1,71 1,67 2,15 2,52 2,77
12 1,52 1,64 1,74 1,80 1,75 2,26 2,66 2,93
13 1,58 1,72 1,83 1,90 1,83 2,37 2,80 3,09
14 1,64 1,80 1,92 2,01 1,90 2,47 2,94 3,25
15 1,70 1,88 2,03 2,13 1,97 2,57 3,07 3,42
16 1,76 1,96 2,13 2,26 2,04 2,68 3,21 3,59
17 1,83 2,06 2,25 2,39 2,11 2,78 3,36 3,77
18 1,89 2,15 2,38 2,54 2,17 2,88 3,50 3,96
19 1,97 2,26 2,51 2,70 2,23 2,99 3,66 4,15
20 2,04 2,36 2,65 2,87 2,30 3,10 3,82 4,36
21 2,12 2,48 2,81 3,06 2,36 3,21 3,98 4,57
22 2,20 2,60 2,98 3,27 2,42 3,33 4,15 4,80
23 2,28 2,74 3,16 3,47 2,48 3,44 4,34 5,04
24 2,37 2,88 3,35 3,73 2,55 3,57 4,53 5,30
25 2,46 3,02 3,56 4,00 2,61 3,69 4,73 5,58
26 2,56 3,18 3,79 4,30 2,68 3,83 4,59 5,88
27 2,66 3,36 4,04 4,62 2,74 3,96 5,18 6,20
28 2,77 3,54 4,31 4,98 2,81 4,11 5,42 6,54
29 2,88 3,73 4,61 5,37 2,88 4,26 5,68 6,91
30 3,00 3,95 4,93 5,80 2,94 4,42 5,95 7,32
31 3,12 4,17 5,28 6,21 3,02 4,59 6,25 7,64
32 3,25 4,42 5,67 6,64 3,09 4,76 6,57 7,97
33 3,39 4,68 6,10 7,11 3,16 4,95 6,91 8,31
34 3,54 4,97 6,57 7,60 3,24 5,14 7,29 8,66
35 3,69 5,28 7,09 8,15 3,31 5,35 7,69 9,04
36 3,85 5,61 7,67 8,73 3,40 5,57 8,12 9,44
37 4,02 5,98 8,31 9,37 3,48 5,81 8,60 9,86
38 4,20 6,37 9,02 10,06 3,56 6,06 9,11 10,31
39 4,40 6,81 9,82 10,82 3,65 6,33 9,68 10,79
40 4,60 7,28 10,72 11,65 3,74 6,62 10,30 11,31

4.29. Интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления грунта от нагрузки на призме выпора

(4.43)

где - интенсивность нагрузки на призме выпора, кПа, принимаемая бесконечной по ширине причала.

4.30. При наличии откоса на поверхности грунта перед сооружением (черт.4.6 а, б) эпюра интенсивности горизонтальной составляющей пассивного давления грунта определяется по двум эпюрам:

эпюре 1, построенной от точки пересечения линии, являющейся продолжением откоса, с расчетной плоскостью как для неограниченного откоса;

эпюре 2, построенной от точки пересечения линии, являющейся продолжением горизонтальной поверхности полуоткоса или бермы, с расчетной плоскостью как для горизонтальной поверхности грунта; при этом для схемы на черт.4.6 а эпюра 2 строится от точки 0, интенсивность пассивного давления грунта в которой определяется как для неограниченного откоса.

Черт.4.6

Эпюра 3 принимается в зависимости от схемы очертания поверхности грунта перед сооружением:

для схемы на черт.4.6 а от верха расчетной плоскости до точки 0, расположенной на глубине
- по эпюре 1, ниже - по эпюре 2;

для схемы на черт.4.6 б от верха расчетной плоскости до точки 0 (точка пересечения эпюр 1 и 2) - по эпюре 2; ниже по эпюре 1.

4.31. Интенсивность вертикальной составляющей пассивного давления грунта определяется по формуле


,

(4.44)

где - интенсивность горизонтальной составляющей пассивного давления грунта, кПа.

4.32. Горизонтальная и вертикальная - составляющие равнодействующей пассивного давления грунта определяются площадью эпюр интенсивности давления грунта.

4.33. Интенсивность давления грунта в состоянии покоя при горизонтальной поверхности грунта на вертикальную расчетную плоскость определяется как активное давление в соответствии с указаниями п.п.4.14, 4.21 при коэффициенте горизонтальной составляющей активного давления грунта равном коэффициенту .

4.34. Коэффициент бокового давления грунта в состоянии покоя определяется по формуле

(4.45)

где - коэффициент поперечной деформации грунта, принимаемый при отсутствии опытных данных по СНиП 2.02.02-85.

4.35. При определении реактивного давления грунта, вызванного смещением сооружения, грунт рассматривается как линейно деформируемое основание, характеризуемое модулем деформации и коэффициентом поперечной деформации грунта или коэффициентом постели .

4.36. Модуль деформации грунта следует принимать на основании данных лабораторных или полевых исследований в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85.

Коэффициент постели принимается линейно возрастающим с глубиной

(4.46)

где - коэффициент пропорциональности упругих свойств грунта, кН/м , принимаемый по табл.4.5;

- текущая координат по высоте стенки, м.

Таблица 4.5

Коэффициенты пропорциональности упругих свойств грунта

Наименование, вид грунта и его характеристика () , кН/м ()
Текучепластичные глины и суглинки() 500-2000
Мягкопластичные глины и суглинки () , пластичные супеси () ,пылеватые пески () 2000-4000
Тугопластичные и полутвердые глины и суглинки() , твердые супеси() и пески мелкие() и средней крупности() 4000-6000
Твердые глины и суглинки() ,пески крупные() 6000-10000
Пески гравелистые() , гравий и галька с песчаным заполнением 10000-20000

Примечания:

1. Меньшие значения коэффициента соответствуют более высоким значениям показателя текучести глинистых и коэффициентов пористости песчаных грунтов, указанных в скобках, а большие значения коэффициента - соответственно более низким значениям и .

Для грунта с промежуточными значениями характеристик и значения коэффициента определяются интерполяцией.

2. Коэффициенты для плотных песков ( ) принимаются на 30% выше, чем наибольшие значения, указанные для данного вида грунта.

3. Коэффициенты для насыпных грунтов принимаются на 30% ниже, чем указанные в таблице значения для данного вида грунта.

4.37. При расчетах прочности, устойчивости, деформации интенсивность реактивного давления грунта не должна превышать интенсивности пассивного давления грунта, определяемой по п.4.26.

5. РАСЧЕТ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

5.1. При проектировании причальных сооружений из ШТС следует выполнять расчеты общей устойчивости:

на поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера;

на анкерующую способность массива грунта перед анкерными плитами или стенками;

на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения, а также по схеме смешанного сдвига.

5.2. Расчеты общей устойчивости причальных сооружений следует производить с учетом конкретных характеристик конструкции, грунтов основания и эксплуатационных нагрузок для условий плоской или пространственной задачи.

В условиях плоской задачи расчеты проводятся на 1 м длины сооружения, в условиях пространственной задачи – на всю длину сооружения или ограниченного участка.

5.3. Расчеты общей устойчивости в условиях пространственной задачи следует выполнять в случаях, когда длина сдвигаемого участка сооружения меньше (где - высота сооружения от дна до верха стенки).

При решении пространственной задачи к удерживающим силам необходимо добавить силы трения и сцепления, реализованные по торцевым сечениям сдвигаемого объема грунта основания. Значения равнодействующих сил трения при этом допускается определять как произведение равнодействующих горизонтальных составляющих активного давления грунта по указанным сечениям на коэффициент трения , а сил сцепления – как произведение удельного сцепления на соответствующие площади участов торцевого сечения.

5.4. Расчеты устойчивости причальных сооружений из ШТС на плоский сдвиг, опрокидывание, поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера, анкерующую способность массива грунта перед анкерными опорами следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85 и настоящих Правил.

5.5. Расчет общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения, а также по схеме смешанного сдвига, следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85 по формуле

(5.1)

где , , - то же, что в п.3.3.

- сумма моментов сил, вызывающих сдвиг сооружения относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кНм;

- сумма моментов сил, удерживающих сооружение от сдвига относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кНм;

- дополнительный коэффициент условий работы, независимый от класса сооружения и принимаемый для вертикальных стенок::

=1,05 (что соответствует запасу устойчивости 0,95 по методу Крея-Терцаги для сооружений III класса);

для откосов: =1,1 (что соответствует запасу устойчивости 1,05 по методу Крея-Терцаги для сооружений III класса).

Расчет следует проводить по программе KRMAJN или PURS, или другим опробированным программам.

РАСЧЕТ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПО МЕТОДУ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СДВИГАЮЩИХ И УДЕРЖИВАЮЩИХ СИЛ

5.6. Расчеты общей устойчивости причальных сооружений следует производить с учетом конкретных характеристик конструкции, грунтов основания и эксплуатационных нагрузок для условий плоской или пространственной задачи.

В условиях плоской задачи расчеты проводятся на 1 м длины сооружения, в условиях пространственной задачи - на всю длину сооружения или ограниченного участка.

Черт.5.1. Графическое выполнение расчета

а - расчетная схема; б - силовые многоугольники

Черт.5.2. Графоаналитический расчет по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения

а - расчетная схема; б - силовые многоугольники

5.7. Расчетное значение равнодействующей предельных сдвигающих сил определяется по формуле

(5.3)

где - приращение равнодействующей сдвигающих сил, кН, при увеличении эксплуатационных нагрузок от до ( - интенсивность предельного значения равномерно распределенной нагрузки на причале), определяемое по п.5.8;

- угол пересечения равнодействующих сдвигающих и удерживающих сил , град., определяемый по п.5.9;

- угол отклонения линии действия силы от направления равнодействующей удерживающих сил , град, определяемый по п.5.10.

5.8. Величина приращения равнодействующей сдвигающих сил определяется по формуле

(5.4)

где - равнодействующая удерживающих сил, кН, определяемая с учетом нагрузок интенсивностью ;

- средневзвешенное значение углов внутреннего трения грунтов, расположенных по поверхности скольжения, град;

, - приращение равнодействующих соответственно сдвигающих и удерживающих сил при увеличении нагрузок от дo , кH, ( ),

(5.5)

(5.6)

где , - равнодействующие соответственно сдвигающих и удерживающих сил, кН, определяемые с учетом нагрузок интенсивностью .

5.9. Угол пересечения равнодействующих сдвигающих и удерживающих определяется по формуле

(5.7)

где - соответственно углы наклона равнодействующих и , град., относительно горизонта.

5.10. Угол отклонения определяется по формуле

(5.8)

где - определено в п.5.8.

5.11. Равнодействующие сдвигающих и удерживающих сил определяются в следующей последовательности:

сдвигаемая часть грунта расчленяется на отдельные вертикальные элементы (блоки) и определяется вес каждого из них c учетом нагрузок на территории причала;

определяются сдвигающие и удерживающие силы, расположенные по поверхности скольжения каждого элемента (блока) аналогично с расчетом общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения по СНиП 2.02.02-85, производится векторное суммирование сдвигающих и удерживающих сил и определяются равнодействующие , , , и углы их наклона к горизонту , , , , соответствующие нагрузкам .

5.12. При расчете устойчивости по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения следует учитывать дополнительные удерживающие силы и , связанные с реализацией пригружающего эффекта и сил трения в пассивной зоне перед лицевой стенкой.

5.13. После решения задачи по указанным формулам определяется интенсивность предельного значения равномерно распределенной нагрузки , воспринимаемой сооружением до нарушения его общей устойчивости:

(5.9)

5.14. При выполнении расчетов на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим и ломаным (фиксированным) поверхностям необходимо учитывать следующее:

если поверхность скольжения проходит по контакту двух слоев грунта, в расчете следует принять характеристики более слабого слоя;

в случае расположения в основании рассчитываемого вертикального элемента разнородных грунтов расчет следует выполнять с учетом средневзвешенных характеристик;

при расположении в пределах сдвигаемой части основания временных нагрузок в виде штабеля навалочного груза поверхность скольжения выше отметки территории причала следует принять по плоскости обрушения штабеля.

5.15. Расчеты общей устойчивости на глубинный сдвиг могут быть выполнены методом графоаналитики (черт.5.1, 5.2) или с использованием аналитических решений.

Расчет общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения следует выполнять по программе BRMAJN, а по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения - по программе SLJDE.

5.16. При выполнении расчета устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения графоаналитическим способом ширину вертикальных элементов следует принимать не более 0,1r (где r - радиус поверхности скольжения).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СКОЛЬЖЕНИЯ
ПРИ ГЛУБИННОМ СДВИГЕ

5.17. При расчете общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям необходимо рассматривать поверхности скольжения, проходящие через нижнюю точку лицевой стенки шпунта (черт 5.3 а);

Черт.5.3. Расположение поверхностей скольжения:

5.18. При расчете устойчивости сооружений по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения временная равномерно распределенная нагрузка на территории причала принимается отодвинутой от линии кордона на расстояние (см. черт 5.3 а):

(5.10)

где - радиус поверхности скольжения, м;

- угол внутреннего трения грунта по поверхности скольжения под прикордонным участком, град.;

- расстояние от вертикали, проведенной от центра поверхности скольжения, до лицевой стенки причала, м.

В случае расположения в основании причалов слабого грунта временная нагрузка на территории причала учитывается полностью, т.е. =0.

5.19. При пересечении поверхностью скольжения элементов конструкции сооружения (свайных или других жестких связей) следует учитывать в расчете силу сопротивления разрушению этих элементов.

5.20. Расчет устойчивости причальных сооружений по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения следует выполнять, как правило, при наличии в основании слабых прослоек грунта.

5.21. Следует рассмотреть следующие поверхности скольжения:

в случае расположения в нижней части основания больверка слабых грунтов - поверхности АБК, АБВГ, АБДВГ (черт 5.3в); в этом случае необходима также проверка по поверхностям АБСВГ или АБСДВГ (черт 5.3в);
5.22. При построении ломаных поверхностей скольжения следует принимать следующие углы наклона плоскостей:

перед сооружением - под углом отпора грунта (см. черт.5.3б, в);

в тыловой части со стороны берега - под углом распора грунта (см. черт.5.3б, в);

углы наклона остальных плоскостей, расположенные между призмами отпора и распора, определяются по отметкам нижних точек лицевой стенки больверка и анкерных опор.

5.23. При расчетах устойчивости по ломаным поверхностям скольжения временную равномерно распределенную нагрузку на территории причалов следует принимать от линии кордона.

В случае если угол наклона участка ломаной поверхности скольжения меньше угла внутреннего трения грунта, то временная равномерно распределенная нагрузка на этом участке принимается равной нулю.

5.24. Сдвигаемый объем грунта, ограниченный возможными поверхностями скольжения, расчленяется на отдельные вертикальные элементы (блоки) таким образом, чтобы в основании каждого элемента был однородный грунт (см. черт.5.2). Если в основании одного элемента располагаются грунты с различными характеристиками, следует принимать средневзвешенное значение характеристик в основании таких элементов.

6. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

6.1. Расчет больверков следует выполнять по предельным состояниям в соответствии с требованиями раздела 3 настоящих Правил.

Нагрузки и их сочетания следует принимать в соответствии с требованиями раздела 5 настоящих Правил

6.2. При определении нагрузок и их сочетаний для расчета больверков необходимо учитывать следующие положения:

нагрузки от фильтрационного и волнового давления воды суммируются с нагрузками, воздействиями на лицевую стенку больверка;

нагрузки от судов со стороны акватории, а также ледовые нагрузки учитываются в расчете прочности стенок больверка, надстройки, ее связей с элементами больверка, отбойных устройств и их креплений.

6.3. Расчет больверков следует выполнять с учетом перемещений и деформаций элементов.

Расчет включает задание исходных геометрических, жесткостных и силовых параметров, определение глубины погружения элементов стенок больверка, статический расчет лицевой и экранирующих стенок больверка, анкерных устройств, расчет конструктивных элементов больверка.

6.4. Расчет стенок больверка, анкерных стенок и плит следует выполнять с учетом трения грунта о стенку.

Угол трения материала засыпки и грунта основания по расчетной плоскости стенки в призме распора принимается равным 0,667 , но не более 30°.

Угол трения грунта по расчетной плоскости в призме выпора принимается для лицевой и экранирующих стенок больверка, а также анкерных стенок и плит равным , но не более 30°.

При замене грунта в основании лицевой стенки больверка угол трения материала засыпки по расчетной плоскости в призме выпора следует принимать равным 0,33 .

6.5. За расчетную плоскость лицевой стенки больверка из трубчатого шпунта ШТС следует принимать плоскость, проходящую на расстоянии 0,25 диаметра трубы от оси стенки в сторону засыпки.

6.6. За расчетную плоскость экранирующей стенки больверка из элементов, расположенных вразрядку, при наличии одной экранирующей стенки следует принимать плоскость, расположенную на расстоянии от ее передней грани.

Величина определяется по формуле

(6.1)

где - расстояние между элементами экранирующей стенки в осях, м;

- диаметр элемента экранирующей стенки, м;

- средневзвешенное значение угла внутреннего трения в пределах высоты экранирующей стенки, град.

При одной экранирующей стенке, забитой сплошным рядом, расчетная плоскость определяется аналогично лицевой стенке (п.6.5) в зависимости от стороны, относительно которой рассматривается боковое давление грунта.

При наличии двух и более экранирующих стенок их расчетные плоскости принимаются по нейтральной оси сечения элементов.

6.7. При наличии в основании больверков слабых глинистых грунтов и илов необходимо учитывать состояние, в котором они находятся к моменту загружения больверка (нестабилизированное, частично консолидированное, стабилизированное).

При этом следует рассматривать условия залегания указанных грунтов, методы производства работ и темпы возведения, период времени от засыпки пазухи до начала эксплуатации и загрузки сооружения. Следует учитывать, что ускоренные темпы засыпки и загрузки могут вызвать в рассматриваемом грунте проявление полного порового давления.

Учитывая опыт проектирования и строительства, допускается при определении бокового давления грунта на стенки больверков принимать сдвиговые показатели и по инженерно-геологическим отчетам для нестабилизированного состояния грунта.

При частичной замене в основании сооружения слабых глинистых грунтов и илов и при отсыпке по их поверхности фильтрующего слоя грунта, а также в случае естественного залегания слабого глинистого грунта в примыкании к фильтрующему слою необходимо проводить расчет во времени под нагрузкой частичной консолидации грунта к моменту начала эксплуатации сооружения.

6.8. Минимально допустимую глубину погружения элементов стенок больверка следует определять расчетом устойчивости по глубинному сдвигу в предположении круглоцилиндрических или плоских (ломаных) поверхностей скольжения в соответствии с требованиями раздела 5 настоящих Правил.

6.9. Лицевую стенку безанкерного больверка следует рассчитывать как консольную балку на действие активного давления от веса грунта и эксплуатационных нагрузок на территории.

За расчетную схему принимается балка шириной 1 м по фронту причала жесткостью , находящаяся ниже уровня дна в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели, линейно возрастающим с глубиной.

Коэффициент постели определяется по п.4.36.

Примечание.

В случаях, когда в верхнем слое ниже уровня дна залегают слабые илистые грунты мощностью более 0,3 глубины погружения элементов стенки больверка, коэффициент пропорциональности для определения коэффициента постели следует принимать по верхнему слою.

6.10. Расчетная глубина погружения элементов лицевой стенки безанкерного больверка принимается не менее наибольшей из полученных расчетом по программе BOMAJN из уравнения равновесия моментов сил от активного и пассивного давления грунта относительно низа стенки и расчетом устойчивости (п.6.8).

6.11. Лицевую стенку заанкеренного больверка следует рассчитывать как статически неопределимую балку на действие активного давления от веса грунта и эксплуатационных нагрузок на территории причала.

За расчетную схему принимается балка шириной 1 м по фронту причала жесткостью , опертая в точке крепления анкера на упругоподатливую опору и размещенная ниже уровня дна в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели (п.6.9).

6.12. При определении активного давления грунта на лицевую стенку экранированного больверка необходимо определять его на наданкерную и пролетную части отдельно.

На наданкерную часть воздействует давление от веса грунта засыпки, расположенного над разгрузочной платформой, и эксплуатационных нагрузок на территории причала.

На пролетную часть воздействует силосное давление грунта между стенками и дополнительное давление, определяемое с учетом коэффициента распределения давления грунта в системе, учитывающего жесткостные характеристики стенок больверка.

Дополнительное давление грунта определяется суммированием давления от веса грунта за экранирующими стенками, передаваемого на лицевую стенку больверка по законам распределения напряжений в линейно деформируемой среде, и эксплуатационных нагрузок на территории причала, расположенных за разгрузочной платформой (включая вес грунта наданкерной части).

6.13. Лицевую стенку экранированного больверка следует рассчитывать аналогично лицевой стенке заанкеренного больверка (п.6.11).

6.14. Глубину погружения элементов лицевой стенки больверка, полученную расчетом устойчивости (п.6.8), необходимо уточнить из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера по программе BOMAJN при действии активного и пассивного давления грунта.

Расчетная глубина погружения элементов лицевой стенки больверка принимается не менее наибольшей из полученных расчетом.

6.15. Экранирующие стенки больверка следует рассчитывать на действие активного давления от веса грунта (п.п.6.16, 6.17) и эксплуатационных нагрузок на территории причала, расположенных за разгрузочной платформой (включая вес грунта наданкерной части), с учетом коэффициентов распределения давления грунта в системе.

6.16. Активное давление от веса грунта для больверка с одной экранирующей стенкой определяется разностью давления от веса грунта, расположенного ниже отметки уровня анкеров, и силосного давления грунта между стенками.

6.17. Активное давление от веса грунта для больверка с двумя экранирующими стенками определяется:

для первой экранирующей стенки разностью давлений между стенками с учетом дополнительного давления от веса грунта за второй экранирующей стенкой, передаваемого на экранирующую стенку по законам распределения напряжений в линейно деформируемой среде;

для второй экранирующей стенки аналогично активному давлению, определяемому по п.6.16.

6.18. Экранирующую стенку больверка следует рассчитывать как статически неопределимую балку.

За расчетную схему экранирующей стенки больверка принимается балка шириной 1 м по фронту причала жесткостью опертая в точке крепления анкера на упругоподатливую опору и размещенная ниже уровня условной свободной поверхности (уровень УСП) в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели.



Yandex.Metrika