Данные натурных замеров бокового давления обратных засыпок на подпорные стенки » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Данные натурных замеров бокового давления обратных засыпок на подпорные стенки

07.07.2021

На массивных подпорных стенках выполнено множество измерений бокового давления с использованием для этой цели датчиков различных конструкций. К сожалению, весьма редко приводятся числовые данные, характеризующие свойства грунта. На рис. 10.19 показаны результаты одного из таких исследований, опубликованные Гольдбеком. Обратная засыпка уплотнялась слоями в 12 дюймов. Для засыпки был использован грунт, названный автором «землей». Вероятно, на засыпку пошла супесь. Подпорной стенкой служил устой моста. При этом представляется вероятным незначительный наклон устоя в наружную от засыпки сторону, как это изображено на рис. 10.15. Следует заметить, что боковое давление в среднем увеличивалось в линейной зависимости от глубины, что характерно при таких видах смещения стенок. Отклонение опытных точек от прямой линии является почти неизбежным следствием использования отдельно расположенных датчиков малого размера, даже если каждая точка на графике рис. 10.19 соответствует среднему из показаний двух индивидуальных датчиков, установленных на одном и том же уровне. Конструкция использованных при этом мессдоз диаметром 5,5 дюйма была разработана Гольдбеком. Их заделывали в стенку заподлицо с поверхностью бетона.

На графике проведены линии Ky=ph/yh, отвечающие определенному объемному весу материала засыпки 110 фунт/фут3. Следует заметить, что наименьшее из осредненных боковых давлений соответствует K=0,2. Эти исследования проводились в сухой период. Наибольшее давление соответствовало приблизительно K=0,4 и было отмечено при затоплении засыпки водами весеннего паводка. Уровень паводка лишь на несколько футов не доходил до проезжей части автодороги и в последующем, естественно, спал.

В той же статье Голдбек сообщил о замерах бокового давления грунта на устоях другого моста с обратной засыпкой из глинистого грунта, которая «перехватывала как поток грунтовых вод, так и воды поверхностного стока и никак не дренировалась». Наклон кривой наибольших давлений был такой, как если бы эти давления носили гидростатический характер при объемном весе жидкости 48,4 фунт/фут3 (K=48,4/110=0,44). В течение сухого периода боковое давление грунта на стенки было более низким, вероятно, не столько из-за уменьшения объемного веса y грунта, сколько из-за возникновения в засыпке усадочных напряжений.

На рис. 10.20 приводятся результаты замеров бокового давления по стене высотой 79 футов, обратная засыпка которой была произведена рыхлым чистым песком, как показано на рисунке. Стена представляла собой часть массивного железобетонного сооружения подземного предприятия. Следовательно, ее можно было считать абсолютно жесткой и неподатливой.

Боковое давление измерялось с помощью больших (диаметром 12 дюймов) датчиков струнного типа «Maihak». Каждый датчик мог воспринимать, как предельную, нагрузку 8 т. Принцип их работы заключался в использовании особенностей вибрирующей струны, изменявшей при вибрации частоту собственных колебаний и, следовательно, свой тон с изменением натяжения за счет незначительных прогибов металлической мембраны, находящейся снаружи датчика на контакте с грунтом. Вибрацию струны вызывал магнит, заключенный в датчике. Для определения нагрузки, воздействующей на датчик, другой тарированный по нагрузке датчик настраивался на тот же тон.

Площадь контакта датчиков с грунтом была увеличена при помощи специально сконструированных металлических пластин, закладываемых по контакту грунта с двумя датчиками. Внешняя сторона каждой пластины устанавливалась заподлицо с поверхностью кирпичной кладки. Таким образом было измерено давление, действующее на 54% общей высоты стенки по полосе шириной 2 фута. Из рис. 10.20 следует, что этот метод привел к гораздо более плавной кривой зависимости величин замеренного давления от высоты, чем это можно было получить, используя небольшие отдельно расположенные датчики. Сооружение было возведено в открытом котловане, с последующей обратной засыпкой чистым песком. Угол внутреннего трения ф для этого песка, определенный в лаборатории опытом на простой сдвиг, оказался равным 42° при угле отвечающего ему естественного откоса aR =34°. Обратная засыпка производилась от поверхности грунта у края котлована к зданию (см. рис. 10.20) и потребовала для своего завершения четыре месяца. Уплотнения песка при этом избегали. Его объемный вес после укладки был равен: у=100 фунт/фут3. Из-за незначительной влажности песка и возникающего в связи с этим кажущегося сцепления угол естественного откоса песка в полевых условиях в период производства работ был больше, чем в лаборатории, и достигал 42°.

Приняв наименьшее из этих значений ф=34° и считая угол трения о стену равным нулю, получим из выражения (7.7) наивысшую из возможных величин КА=0,28. Надо, однако, подчеркнуть, что, как это следует из рис. 10.20, фактически наблюдаемый осредненный коэффициент бокового давления грунта оказался равным: К=0,42. Эта величина за год, прошедший после окончания строительства, незначительно возросла — приблизительно на 5%. Очевидно, что увеличение давления произошло из-за небольшого дополнительного повышения плотности песка под воздействием вибрации, возникавшей при движении транспорта, и инфильтрации в толщу засыпки дождевой воды. Таким образом, фактически наблюдаемое боковое давление на это сооружение оказалось весьма близким к его величине в состоянии покоя, полученной для рыхлого песка при лабораторных и модельных испытаниях, что и следовало ожидать применительно к неподатливой в данном случае жесткой стенке. Распределение давления по высоте стенки носило гидростатический характер, т. е. оно увеличивалось с глубиной по линейному закону.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: