Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса icon

Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса




Скачати 392.18 Kb.
НазваРис. 17. 28 Расчетная схема откоса
Сторінка1/3
Дата01.07.2012
Розмір392.18 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3

откос. За расчетную модель грунтового массива, ограниченного откосом, принимают бесконечно длинное призматическое (или цилиндрическое – соответственно форме откоса) тело с горизонтальными образующими, подверженное действию сил, перпендикулярных к образующим и равномерно распределенных в их направлении.





Рис.17.28 - Расчетная схема откоса

(плоская задача)

Рассмотрим участок откоса единичной протяженности (ось ) (рис.17.28). Расчет выполняем, исходя из условия совместного решения уравнений статики и предельного состояния на сдвиг грунта, обладающего внутренним трением и сцеплением (метод предельного равновесия). Тогда условие равновесия грунта на любой площадке в грунтовом массиве можно выразить уравнением


. (17.34)


Откосы имеют участки, на которых соблюдается равенство в условии (17.34), а на остальных не соблюдается , так что эта зона находится в предельном состоянии. Такое состояние наблюдается в зоне, прилегающей к откосу, и зависит от значения параметров и . Откосы круче предельных существовать не могут. В грунтах, обладающих внутренним трением и сцеплением, откосы приобретают крутое очертание, близкое к вертикальному. Построение предельного очертания откоса можно выполнить на основании интерпретирующих таблиц в зависимости от высоты, крутизны и ширины призмы обрушения откоса, или методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Крутизну откоса определяют также по таблицам и графикам [55].

Для сложного продольного очертания склона методика расчета и построения может быть принята по справочнику [55], где учитываются участки с чередующимися слоями грунтов, воздействие техногенных процессов, изменение влажности и давления на удерживающее сооружение.

Продольный профиль ступенчатого откоса (рис.17.29) должен быть обеспечен расчетом. Уступы по длине откоса должны приниматься в соответствии с природным очертанием, с промежуточными плоскими площадками. Широкие площадки рекомендуется устраивать при размещении на них строений, дорог, но с учетом однородного расположенияпластов, высачивания подземных вод и организацией их отвода. Крутизну существующих откосов, подверженных интенсивному выветриванию, образованию осыпей и вывалов, необходимо назначать в пределах угла естественного откоса.





Рис.17.29 - Схема ступенчатого откоса: 1 – уступ;

2 – горизонтальные площадки; 3 – бровка уступа; 4 – подошва откоса

Для удержания грунтов склона от сдвига применяют массивные и тонкоэлементные подпорные стенки на естественном основании, подпорные стенки на свайных фундаментах, контрфорсы – опоры, врезанные в тело грунтового массива, опояски (рис.17.30, 17.31).





Рис.17.30 - Схема подпорных стенок на естественном основании и

на сваях: а – монолитная; б - сборная; в – на свайном фундаменте


Для закрепления или предотвращения оползней и передачи удерживающих усилий на прочный подстилающий слой, в который возможна заделка нижних концов свай или столбов, применяют удерживающие свайные конструкции из одного или двух рядов железобетонных свай – буронабивных с ростверком или отдельных железобетонных столбов, свай-шпонок (рис.17.32).


Р
ис.17.31 - Схема подпорных стенок и облицовочных стен:

а – контрфорс; б – опояски; в – облицовочная стена; г – пломба


Железобетонные сваи применяют буронабивные с монолитным железобетонным ростверком. Для удержания массива грунта относительно подстилающего слоя используют железобетонные столбы, а в твердых (прочных) грунтах с четко выраженной ослабленной поверхностью, наклонной к горизонту под углом не более 50 %, - сваи-шпонки, устанавливая их с уплотнением в вертикально пробуренные скважины, расположенные по площади откоса.



Рис. 17.32 – Схема свайных и столбчатых удерживающих конструкций: а, б – свайные конструкции; в – железобетонные столбы; г – сваи-шпонкии; 1 – предполагаемая поверхность сдвига; 2 - железобетонные сваи; 3 – монолитный железобетонный ростверк; 4 - облицовочная железобетонная плита; 5 – железобетонный столб; 6 – свая-шпонка

Наряду с перечисленными удерживающими конструкциями применяют анкерные устройства (рис.17.33), удерживающие грунты и крупногабаритные включения твердых пород.

В зависимости от характера, назначения, размеров нагрузок и их воздействия на откосы необходимо проводить регулирование поверхностного стока, водопонижение, берегоукрепление, пригрузку откосов грунтом или каменной наброской, поверхностное и глубинное укрепление грунтов.




Рис.17.33 - Схема анкерных устройств:

1 – предполагаемая поверхность сдвига; 2 – анкерное устройство;

3 – железобетонная плита; 4 – железобетонная свая; 5 – подпорная стенка; 6 – железобетонный ростверк (столб)


    1. ^ Устройство фундаментов на подрабатываемых

территориях


В горнодобывающей промышленности и при добыче угля, каменной соли и других полезных ископаемых приходится перемещать огромные объемы земляных масс как в наземном, так и в подземном пространстве. При этом происходит накопление техногенных отложений, изменяется ландшафтный облик территории, изменяется экологическая обстановка.

При разработке полезных ископаемых подземным способом в образовавшиеся полости смещается порода из покрывающей толщи, в результате чего на поверхности возникает чашеобразная впадина, которую называют мульдой сдвижения. Размер в плане и глубина мульды зависит от толщины пласта , его угла падения , глубины разработки , толщины вышележащих слое грунта и физико-механических свойств пород (рис.17.34).




Рис.17.34 - Схема образования мульды


В скальных и полускальных породах образуются трещины и провалы, а при разработке наклонных напластований происходит скольжение пластов и обрушение верхних слоев.

Если подземные разработки ведутся в пределах застроенной территории, происходит смещение фундаментов зданий и сооружений, порой сопровождающееся повреждением каркаса здания или полным его разрушением (рис.17.35).

В связи с острым дефицитом свободных территорий начинают осваиваться участки, ранее считавшиеся непригодными для застройки. Это участки, подработанные горными выработками прошлого века (рис.17.36). Они залегают на небольшой глубине, иногда в пределах сжимаемой зоны зданий и сооружений. Это требует их тщательного изучения, определения пространственного положения, индивидуального подхода (по степени обрушения) как во время изысканий, проектирования, так и строительства. При этом следует учитывать, что продолжительность процесса обрушения зависит от ориентации горных выработок в плане, по высоте, от состава и прочности пород, глубины и толщины их залегания. Наблюдения показали, что развитие деформации земной поверхности происходит в течение 2-16 месяцев. Скорость оседания составляет не менее 3-5 см в месяц, зависит от угла наклона пласта, который разрабатывается. Если разработки ведутся на небольшой глубине, то на поверхности образуются трещины, провалы, воронки.



Рис.17.35 - Схема сдвижения пород

при разработке пластов крутого падения


Площадки под строительство нужно располагать вне зон с явно выраженным проявлением провалов, оползней. В зависимости от максимальной величины ожидаемых деформаций земной поверхности подрабатываемые территории подразделяются на группы (табл.17.10).




Рис.17.36 - Схема разрушения конструкций при обрушении штрека

и деформации слоев грунта от действия нагрузки

Таблица 17.10 - Классификация подрабатываемых территорий по

максимальной величине ожидаемых деформаций земной поверхности


Группа территорий

Относительная

горизонтальная деформация сжатия

или растяжения



Наклон



Радиус

крутизны

, км

I







II







III







IY








Наиболее благоприятной площадкой под строительство следует считать четвертую группу – относительные горизонтальные деформации менее 1 мм/м, радиус кривизны - больше 12 км, угол наклона - не более 5.

Территории I, II, III групп нежелательно рекомендовать для строительства. Здесь необходимо учитывать, что под ними уже не разрабатываются полезные ископаемые и процесс деформации земной поверхности закончился. На рис.17.37 приведены геологические разрезы строительных площадок, наиболее распространенные на европейской территории и позволяющие без каких-либо сложных мероприятий использовать их под строительство зданий и сооружений.

Подрабатываемая толща (вверх от выработанного пространства) вследствие перераспределения в ней напряжения испытывает разуплотнение и сдвижение горных пород, что ведет к обрушению кровли пласта, разгрузке последующих пластов, в которых возникают прогибы и образование трещин.

Подрабатываемые территории, на которых при выемке пластов полезных ископаемых образуются уступы земной поверхности, подразделяются на группы любой конфигурации в плане и этажности по высоте.

Не менее опасными являются старые заброшенные шахты, шурфы, наличие которых нигде не зафиксировано в технических документах и которые представляют значительную опасность для строящихся зданий и сооружений.

Большие трудности для осваиваемых территорий представляют места, где ведется разработка и добыча железных и марганцевых руд, содовых отложений открытым способом (горнообогатительные фабрики), так как технологический процесс обогащения этих залежей связан с большим объемом отходов, которые после обработки складируются на больших накопителях – хвостохранилищах. Образование таких накопителей приводит к отчуждению значительных территорий, серьезному изменению их геологических и гидрогеологических условий.


Таблица 17.11 - Классификация подрабатываемых территорий

по ожидаемой высоте уступов


Группа территорий

Ожидаемая высота уступа , см

I к



II к



III к



IY к




Перечисленные выше техногенные процессы на поверхности земли создают значительные деформации слоев грунтов в виде трещин, перекосов, оседаний верхних слоев, менее прочных в сравнении с пластами, залегающими на глубине 40-50-кратной толщине извлекаемых слоев. Поэтому в материалах инженерно-геологических изысканий должны быть отражены все изменения в геологических, гидрогеологических, геоморфологических условиях участка застройки с учетом возможных провалов, оползней, изменения уровня грунтовых вод и физико-механических свойств пластов, на которые будут опираться фундаменты зданий и сооружений.

Проектирование оснований и фундаментов на подрабатываемой территории осуществляют с учетом воздействия горизонтальных деформаций оснований по жесткой, податливой или комбинированной конструктивным схемам с применением фундаментных железобетонных поясов, плит, связей-распорок между фундаментами, под колонны, устройством горизонтального шва скольжения.

Здания и сооружения, построенные на подрабатываемой территории без предусмотренных защитных мероприятий, под воздействием горизонтальных перемещений земной поверхности получают значительные повреждения. Степень повреждения здания зависит не только от величины деформации земной поверхности, но и габаритов здания в плане и по высоте.

Неравномерные вертикальные деформации земной поверхности вызывают изгиб здания, его наклоны (крен), а горизонтальные деформации - растяжение или сжатие грунта. Расчетные значения относительных горизонтальных деформаций земной поверхности определяют с учетом надежности по нагрузке и условий работы :


, (17.35)

где - ожидаемая (прогнозируемая) деформация земной поверхности на участке здания.



Рис.17.37 – Примеры геологических разрезов строительных площадок: а – площадка I; б – площадка II; в - площадка III; г - площадка IY


Подрабатываемые территории в зависимости от интенсивности прогнозируемых максимальных деформаций земной поверхности разделяются на четыре группы по СНиП II-8-78 "Здания и сооружения на подрабатываемых территориях" [56].

Фундаменты, возводимые на подрабатываемых территориях, проектируется с учетом проявления горизонтальных деформаций оснований по жесткой конструктивной схеме, имеющей поэтажные пояса и ленточный замкнутый фундаментный пояс. При определении расчетных сопротивлений грунта основания коэффициент условий работы принимают по табл.17.12 в зависимости от соотношения длины здания (или отсека) и его высоты , считая от подошвы фундамента.


Таблица 17.12 - Коэффициент условий работы




п/п

Грунты

при отношении длины здания

к его высоте










1

Крупнообломочные с песчаным заполнителем и пески, кроме мелких и пылеватых

1,4

1,7

2,1

2,5

2

Пески мелкие

1,3

1,6

1,9

2,2




пылеватые

1,1

1,3

1,7

2,0

3

Крупнообломочные с глинистым заполнителем и глинистые


















1,0

1,0

1,1

1,2






1,0

1,0

1,0

1,0


При податливой схеме расчет конструкций производят по второй группе предельных состояний с обеспечением требований расчета по первому предельному состоянию для конструкций, расположенных выше шва скольжения. Конструктивное решение должно обеспечивать податливость и гибкость подвально-фундаментной части, допускать ее смещение относительно перемещениям грунтового основания без появления в конструкциях значительных усилий. Для этого в конструкциях и фундаментах предусматривают швы скольжения, наклоняющие фундаменты, устройство связей-распорок между отдельными фундаментами. В каркасных зданиях устройство подушек на основаниях, сложенных практически несжимаемыми грунтами, выполняют из материала, обладающего малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундамента. Делают также временные компенсационные траншеи по периметру здания или сооружения.

Учитывая опыт эксплуатации зданий и сооружений на подрабатываемых территориях, следует иметь ввиду и такие мероприятия, как устройство:

  • деформационных швов со спаренными стенками;

  • фундаментных, цокольных и междуэтажных монолитных поясов без разрыва по всему периметру с жестким креплением плит перекрытий;

  • жестких диафрагм между колоннами и фундаментами;

  • монолитных, сборно-монолитных перекрестных или плитных фундаментов (особенно при появлении провалов);

  • фундаментов из свай-стоек, свай колонн, буронабивных свай, шарнирно-соединяемых свай с ростверком.

  • грунтовой или песчаной подушки.

Ниже приведены схемы конструкций деформационных швов в каркасно-панельных зданиях (рис.17.38) и схемы сопряжения оголовков свай с ростверком (рис.17.39) [27].



Рис.17.38 - Конструкции деформационных швов:

а – при наличии связей-распорок между фундаментами; б – то же,

при отсутствии связей-распорок; 1 – ось деформационного шва;

2 - колонна; 3 - фундамент; 4 – связь-распорка; 5 - шов скольжения;

6 – бетонная подготовка




Рис.17.39 - Схемы сопряжения голов свай с ростверком:

а – жесткая заделка; б – шарнирное сопряжение; в – сопряжение

через шов скольжения; 1 – свая; 2 – выпуски арматуры из сваи;

  1. – стена; 4 – ростверк; 5 - шов скольжения; 6 – армирование

оголовка сваи

В Донецке разработаны конструкции отдельно стоящих фундаментов под колонны, позволяющие регулировать их положение по вертикали (рис.17.40). Для этого по центру фундамента предусмотрен уступ с направляющим стержнем, который заведен в нижнюю часть колонны. Между низом колонны и уступом расположен термопластичный вкладыш с термоэлементом, который изолируется асбоцементом. Выравнивание колонны при опускании осуществляется после подключения термоэлемента к низковольтной сети и нагревания вкладыша до температуры плавления.





Рис.17.40 - Отдельный фундамент для выравнивания колонн по методу опускания: 1 – фундаментная плита; 2 – опорный выступ;

3 – термоэлемент; 4 - слой полиэтилена; 5 – подколонник; 6 – трубка; 7 – колонна; 8 – бетон; 9 – направляющий стержень; 10 – термовкладыш; 11 – асбест;

12 - борозда для кабеля


Если ожидаемые горизонтальные деформации больше, чем принятые для первой группы территории (см. табл.17.10), применяют фундаменты, нижняя часть которых смещается по шву скольжения относительно подколонника на расстояние (рис.17.41).




Рис.17.41 - Отдельный фундамент, смещающийся в горизонтальном направлении: 1 – фундаментный блок; 2 - связи-распорки;

  1. - консольные выступы; 4 - подколонник; 5 – песчаная подушка


Кроме описанных выше конструкций фундаментов применяют два типа податливых фундаментов – фундаменты, сдвигающиеся по шву скольжения, и фундаменты, наклоняющиеся из своей плоскости (рис.17.42) [45].

Фундаменты скольжения, позволяющие конструкции перемещаться по горизонтальной плоскости, рассчитывают на трение по шву скольжения. Фундаменты, наклоняющиеся из своей плоскости при воздействии горизонтальных перемещений грунта, рассчитывают на нагрузку трения по шву скольжения и бокового давления грунта, возникающего при эксцентричной передаче нагрузки.

Фундаменты из свай чувствительны к горизонтальным перемещениям грунта. Возникающие опорные реакции в голове свай и изгибающие моменты передаются на ростверк. Для снижения дополнительных усилий в ростверке от воздействия горизонтальных перемещений необходимо уменьшать расчетные перемещения грунта путем разрезки зданий на отсеки, применять податливые схемы сопряжения голов свай с ростверком – шарнирные и через шов скольжения, а также свайные фундаменты с высоким ростверком, используя сваи с небольшой изгибной жесткостью.



Рис.17.42 - Схемы податливых фундаментов скольжения и наклоняющих их плоскости:

а – фундамент, сдвигающийся по шву скольжения; б – фундамент, наклоняющийся из вертикальной плоскости

На рис.17.39 показаны схемы сопряжения голов свай с ростверком.

Расчетную нагрузку на сваю по грунту для всех видов свай, работающих на сжимающую нагрузку в условиях подрабатываемых территорий, определяют по формуле


, (17.36)


где - коэффициент условий работы, учитывающий изменение

физико-механических свойств грунтов и перераспределение вертикальных нагрузок при подработке территории:

,0 - для свай-стоек в фундаментах любых зданий;

- для висячих свай в фундаментах податливых зданий;

- для висячих свай в фундаментах жестких зданий;

- несущая способность свай, определяемая расчетом или по результатам полевых испытаний.

Кроме перечисленных мероприятий, при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений на подрабатываемых территориях следует учитывать планировку кварталов и сетей улиц городов, архитектуру отдельных зданий и сооружений, а также специальную инженерную подготовку площадки, мероприятия по выравниванию здания или его частей, обеспечивающие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений в период деформаций оснований и после их завершения.

При проектировании зданий и сооружений на участках, где ведется добыча полезных ископаемых и возможны суммарные деформации земной поверхности, превышающие допускаемые (например, ступенчатое оседание на 10-25 см), необходимо предусматривать их выравнивание в процессе эксплуатации.

На территориях, где возможно образование уступов, выбор типа фундаментов и метод их защиты должны зависеть от размеров ожидаемых уступов. Так, при высоте уступа до 5 см фундаменты можно принимать как для площадок с плавными деформациями земной поверхности, а при уступах более 5 см нужно предусматривать устройство ниш с установкой домкратов для выравнивания проектного положения и заложение железобетонных поясов. В каркасных зданиях для выравнивания колонн также предусматриваются упоры на колоннах и площадки на фундаментах с целью установки домкратов и подъема колонн.

Для выравнивания зданий применяют гидродомкратные системы на основе плоских и поршневых домкратов. Проемы для домкратов рекомендуется располагать в углах зданий, в местах пересечения капитальных стен, на прямолинейных участках стен с простенками. Размеры проемов зависят от применяемых домкратов. Ширина проемов определяется шириной распределительного пояса, но не менее 350 мм.

СНиП 2.02-83 рекомендует учитывать следующие мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие деформаций земной поверхности на фундаменты и конструкции сооружений:

а) уменьшение поверхности фундамента, контактирующего с грунтом;

б) заложение фундаментного железобетонного пояса на одном уровне в пределах отсека сооружения;

в) устройство грунтовых подушек производить из практически несжимаемого грунта;

г) размещение подвалов и технических подполий под всей площадью отсека;

д) засыпка пазух котлована из грунта, обладающего малым сцеплением и трением на контакте с поверхностью фундамента.

  1   2   3

Схожі:

Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconНезависимо от вида сваи должно выполняться следующее условие
Рис. 13. 20 Расчетная схема определения несущей способности сваи практическим методом
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconРис. 9 Схема руху води у швидкостоці
Пропускні труби, що поєднують елементи відкритої І закритої мережі (рис. 14), проектують за нормативами закритої мережі, приймаючи...
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconУкрупненная схема аиас «арена» представлена на рис. 1
Приведена блок-схема автоматизированной информационно-аналитической системы «арена», обоснована структура и состав модулей имитационной...
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconА так как коэффициент внутреннего трения
Это соотношение можно сформулировать следующим образом: предельный угол откоса в сыпучих грунтах равен углу внутреннего трения грунта....
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconПриклад розрахунку
Після замикання першого ключа схема матиме вигляд на рис Рішення для i(t) та uC(t) шукаємо у вигляді
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconРис. 13. 35 Схема грунто-свайного массива
При слоистом основании в формулу (13. 29) следует вводить осредненный в пределах активной зоны модуль деформации
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconЛекція Ядро C#. Оператори
Умовний оператор if використовується для розгалуження процесу обчислень на два напрями. Структурна схема оператора наведена на рис....
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconЗвіт з лабораторної роботи №18 Вивчення зовнішнього фотоефекту та визначення сталої Планка 1 студента групи дата
Рис. 2 Принципова схема установки (а); залежність затримувальної різниці потенціалів від частоти (б)
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconРис 1 Схема распределения напряжений в дискретной среде
Все такие задачи сегодня легко решаются численными методами по готовым программам для компьютеров. Основы такого подхода приведены...
Рис. 17. 28 Расчетная схема откоса iconРис. 13. 43 Схема определения длины и типа свай под колонну
В качестве опорного слоя принят 6-й горизонт – песок средней крупности и средней плотности. Нижний конец сваи должен быть заглублен...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи