Стенки с разгрузочными платформами » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Стенки с разгрузочными платформами

07.07.2021

Причальные стенки этого типа используются в тех случаях, когда даются на них большие нагрузки, способные при определенных обстоятельствах вызывать чрезмерное боковое давление грунта на шпунтовые стенки. Массивная платформа в этих сооружениях поддерживается системой из деревянных или железобетонных свай и разгружает шпунтовую стенку от бокового давления, вызываемого нагрузкой на платформе. Отсюда произошло название причальных стенок этого типа.

На рис. 16.21 приведен пример конструктивного решения стенки с платформой из монолитного бетона на деревянных сваях, находившего применение до внедрения в практику строительства полвека назад железобетона. Шпунтовая стенка, размещенная с берегового конца платформы, иногда располагается подобным образом и в современных сооружениях, так как при этом условии поверхности грунта под разгрузочной платформой можно придать от «линии дна» некоторый откос. При проектировании такой подвижной стенки в песке в соответствии с рис. 16.23 точка перегиба может приниматься в уровне на половине высоты откоса hl. Глубина заделки стенки ниже этой точки должна определяться, однако, без какого-либо учета благоприятного влияния трения грунта о стенку, так как возможность в этом случае некоторого наклона платформы наружу может вызвать некоторую тенденцию к выдергиванию шпунтов из толщи грунта.
Стенки с разгрузочными платформами

Если для опирания разгрузочной платформы в водах, где в большом количестве водится морской древоточец, используются деревянные сваи, то шпунтовая стенка при обязательном ее выполнении из железобетона или стали должна размещаться со стороны платформы, обращенной к воде. За ней следует предусматривать обратную засыпку из песка, так как древоточцы не могут проникать в его поры.

На рис. 16.31 приведен пример такой конструкции. Это сооружение представляет собой массивную разгрузочную платформу для шпунтовой стенки «утопленного» типа без обратной за ней засыпки, с предварительным погружением стенки в толщу грунта и с последующей его разработкой со стороны акватория земснарядом. В случае, показанном на рис. 16.31, причальная стенка длиной 3000 футов спрямила береговую линию порта, образовав некоторую западину, которая была засыпана грунтом, чтобы можно было расположить здесь пристань и, вообще, увеличить за ней площадь суши. С этой целью вначале по линии причальной стенки была возведена до отметки +11 футов, как это показано на рис. 16.31, широкая дамба из песка. Начальный уровень песчаного дна акватории находился здесь в среднем на отметке -20 футов. Дамба намывалась из мелкого однородного песка с разработкой его со дна бухты земснарядом. Затем в песок до намеченной отметки были погружены с помощью размыва и забивки сваи из деревянных стволов и железобетонный шпунт. Затем с опорой на них была сооружена железобетонная разгрузочная платформа. Все стыки между шпунтами были очищены струей воды от песка и уплотнены нагнетанием цементного раствора. Часть песчаной дамбы, расположенная с внешней стороны шпунтовой стенки (со стороны акватории), была удалена затем с помощью земснаряда.

На первом этапе строительства разработка грунта земснарядом производилась почти на полную требуемую глубину. Однако в последующем выяснилось, что при этом условии возникает чрезмерный изгиб линии обнажаемой шпунтовой стенки относительно шпунта на прилегающих соседних участках, пока еще полностью погруженных в песок. Вследствие этого нарушалось уплотнение раствора в стыках между шпунтами, причем в щели просачивался мелкий песок. Возникшая в результате этого просадка грунта за разгрузочной платформой, показанная на рис. 16.31, вышла далеко за пределы заложения обычного естественного откоса для такого песка 1:2. Это могло явиться следствием воздействия гидродинамических сил, вызванных работой землесоса. На втором этапе строительства производство работ было организовано иначе. Разработка грунта велась уступами. Стыки осматривались водолазами и при необходимости подвергались новому уплотнению. Фреза всасывающего патрубка земснаряда не приближалась к шпунтовой стенке ближе чем на 25 футов. При этом не возникало никаких новых трудностей. Шпунтовая стенка была спроектирована с несколько повышенным запасом.

На рис. 16.32 показана набережная облегченного типа, выполненная из железобетона. Конструкция разработана датской фирмой «Христиани и Нельсен». Боковое давление на шпунтовую стенку в данном случае было определено в соответствии с датскими нормами. Конструкция набережной такого типа имеет преимущество в том, что железобетонная шпунтовая стенка несет часть веса разгрузочной платформы, что является достоинством стенок этого типа. Возникающее при этом осевое усилие уменьшает растягивающие напряжения в арматуре, вызванные их изгибом под влиянием бокового давления грунта. Другое преимущество таких стенок заключается в том, что нагрузка от разгрузочной платформы, переданная, на задние анкерные сваи, вызывает уменьшение растягивающего усилия, которое воспринимается сваей Т, показанной на рис. 16.32. За последние годы было построено много причальных стенок этого типа.

Примером проведенных контрольных расчетов по оценке прочности и устойчивости причальной стенки по рис. 16.32 исходя из величины бокового давления, определенного в соответствии с данными испытаний стенки в Принстоне и рекомендациями по проектированию, может явиться расчет, приведенный в задаче 16.7. Определенные таким образом направления лишь незначительно превышают обычные; использование их при проектировании набережной полностью обеспечивает устойчивость сооружения и безопасность его эксплуатации. Сравнение с результатами подобного расчета, проведенного для массивных набережных обычного типа (рис. 16.31), показывает возможность получения значительной экономии в этой области проектирования и строительства при полной гарантии безопасности, что подтверждают исследования самого последнего времени. Следует отметить, что облегченная набережная по типу, разработанному фирмой «Христиани и Нельсен», которая приведена на рис. 16.32, обладает рядом достоинств, вытекающих из расчета по задаче 16.7. Она была первоначально запатентована в Дании, Норвегии, Швеции, Германии и России. Однако, по-видимому, срок действия этих патентов уже давно истек.

На рис. 16.33 показана причальная стенка на деревянных сваях с массивной железобетонной разгрузочной платформой ячеистого типа. Сваи под стенку были забиты через слой весьма слабых глин (qu=0,15 т/фут2) в пласт глины средней плотности (qu=1 т/фут2). В состав сооружения входила металлическая шпунтовая стенка. Ячейки разгрузочной платформы были заполнены грунтом, чтобы снять растягивающие усилия с деревянных свай с различным наклоном. Однако пространство под настилом примыкающего к стенке навеса было оставлено не заполненным грунтом с тем, чтобы уменьшить боковое давление от пласта cлабой глины на эти сваи. Предполагалось, что боковое давление, вызываемое этой глиной, будет частично восприниматься стальной шпунтовой стенкой и частично деревянными сваями, находящимися под платформой. Определенный расчетом изгибающий момент был распределен между ними в пропорции к их относительной жесткости, выраженной значениями EI для стали и дерева, где E — модуль Юнга материала, а I — момент инерции поперечного сечения свай и шпунта. Длина, которая является третьим фактором, определяющим гибкость этих элементов, была в обоих случаях одной и той же и поэтому могла при расчете не учитываться. Указанный выше способ представляется оправданным и может быть использован в других подобных случаях при глинистых грунтах в качестве первого приближения при отсутствии более точных данных.

Однако метод, который был использован А.Е. Бреттингом в этом случае для определения бокового давления, является спорным. Он базировался на допущении, что поверхности скольжения образуют углы с горизонталью 45°. Уравнения равновесия для каждой такой призмы грунта с наклонными гранями были составлены, учитывая их деформацию, связанную с прогибом стенки. Таким образом, получилась система совместных уравнений, в которую входили показатели, характеризующие предельное сопротивление глин сдвигу и отвечающий им модуль упругости при сдвиге. Однако достаточно точная оценка последнего представляется для грунта практически невозможной. Определение в лабораторных условиях истинного предела прочности глины является уже сложной операцией. Получение в этом плане надежных значений модуля упругости при сдвиге, которые фактически соответствовали бы условиям залегания грунта in situ, оказывается неизмеримо более сложным. При этом следует помнить, что забивка большого количества свай для разгрузочной платформы (см. рис. 16.33) ведет в неопределенной степени к нарушению структуры глинистого грунта. Однако из примера 16.8 видно, что расчет шпунтовой стенки в соответствии с рекомендациями, приведенными ранее, приводит к значительным в ней напряжениям, которые тем не менее с точки зрения ее устойчивости при учете разгрузочного влияния деревянных свай оказываются приемлемыми.

Было предложено несколько методов для оценки распределения осевых усилий среди отдельных наклонных свай в кусте при разном или одинаковом их наклоне. Большинство из этих методов являются графическими. При наличии разгрузочной платформы все усилия, действующие на сваи, должны быть осевыми, так как окружающий их грунт не может обеспечить им никакой боковой опоры. Проблему, отчасти сходную с рассматриваемой, представляет анкерная опора висячего моста при ее обосновании на сваях. Передний ряд наклонных свай получает достаточную поддержку со стороны грунта, расположенного перед ним, не меньшую, чем предельное сопротивление изгибу свай в этом ряду или прочность грунта на сдвиг. Интенсивность, с которой последующие ряды свай будут поддерживаться сбоку грунтом, зависит от его характера. В том случае, когда грунт представлен глиной, ее роль в поддержке внутренних рядов свай может оказаться по сравнению с внешним рядом незначительной и ею следует пренебрегать, так как структура глины, расположенной вокруг свай, при их забивке, по всей вероятности, нарушена и, следовательно, ослаблена. Такое же ослабление глинистого грунта может возникнуть при его набухании и разуплотнении во время отрывки котлованов для анкерного блока.

В любом случае неверно и опасно определять общее сопротивление свайного фундамента боковому изгибу и его смещению исходя из суммирования сопротивления или смещения, показанных при испытании одиночными сваями или их небольшими кустами, как это принято делать в опытах с вертикальной нагрузкой.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: