Расчеты по гидротехническим решениям

Временный причал с подъездной дорогой

СПб, Усть-Славянка, ул. Заводская, д. 32 Л, М

 

 

Санкт-Петербург

Год

 

СОДЕРЖАНИЕ

I. Расчет шпунтовой стенки                                                                            3

II. Расчет свайного ростверка Р-1                                                                    26

III. Расчет свайных ростверков Р-2 – Р-4                                                         28

I. РАСЧЕТ ШПУНТОВОЙ СТЕНКИ

Исходные данные

Отметка верха причала — +3,300;

Отметка дна перед причалом:

· минус 3,000 (строительный случай);

· минус 1,000 (эксплуатационный случай).

Грунт обратной засыпки — по рис. 1, характеристики грунта по буровой скважине №2 [1].

Шпунт чешский — VL 606A S 355 G.

Анкерные плиты — сдвоенные 2П30.18-30.

 

Задачи расчета

· Выполнить проверку несущей способности шпунтовой стенки.

· Определить глубину забивки шпунтовой стенки.

· Подобрать сечение анкерных тяг.

· Определить длину анкерных тяг.

· Выполнить проверку общей устойчивости причальной стенки.

· Выполнить проверку шпунтовой стенки по второму предельному состоянию.

· Проверить несущую способность анкерных плит.

 

Расчет шпунтовой стенки

Глубина забивки шпунтовой стенки определялась, в первую очередь, наступлением второго предельного состояния, т. е. превышением прогибом в шпунтовой стенке допустимого значения.

Согласно [2] в данной конструкции прогиб не должен превышать
[f] = h/150, где h — величина пролета. В данном случае условный пролет считается от отметки (Z_дн – 0,88 t)= – 3,00 – 0,80 (– 3,00 – (– 13,20))= – 11,16 м (t — величина заглубления шпунта в грунт) до точки крепления к анкерной тяге, т. е.
h=+1,70 – (– 11,16) = 12,86 м.

[f] = 12860/150 = 86 мм.

Предварительные геометрические параметры причальной стенки назначались следующим образом:

1. Максимальная отметка низа шпунта — на 1,000 м ниже прослойки слабого грунта (минус 9,800 м).

2. Минимальное расстояние до анкерной стенки  (рис. 1) определялась по формуле:

3. Минимальный диаметр анкерной тяги — 60 мм.

Рис. 1. Схема к определению минимального расстояния до анкерной стенки

 

3.1 Расчет причальной стенки
при расположении анкерных плит на расстоянии 10,05 м

 

Ниже представлена таблица результатов расчета в программе Plaxis 9.0 (табл. 1).

Таблица 1

Результаты расчета при переменной глубине забивке шпунтовой стенки (Lа=10,05 м)

Отметка низа шпунта, м	Гор. перемешения стенки, ∆Xmax, мм	Изгибающий момент, Мmax, кНм/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН	Коэфф. устойчивости, К
-9,800	129,67	357,43	169,80	407,52	1,365
-11,500	116,71	300,96	161,60	387,84	1,413
-13,200	103,57	275,68	156,90	376,56	1,529
-14,700	101,76	272,43	157,00	376,80	1,664
Допустимое значение	[86,00]	[710,00]	—	[552,00]	[1,10]

 

= 1,10 (временное сооружение — IV класс ответственности согласно [3])

= 1,025

Из табл. 1 видно, что элементы конструкции (шпунтовая стенка и анкерная тяга) имеют большие запасы прочности, что объясняется отсутствием выбора типа шпунта (по заданию Заказчика шпунт был строго заданной марки) и минимально возможным диаметром анкерных тяг (исходя из опыта проектирования причальных стенок, минимальный диаметр анкерных тяг следует назначать равным 60 мм).

Устойчивость причальной стенки, определенная также в программе Plaxis 9.0, обеспечивается во всех рассматриваемых расчетных случаях.

Т. о. причальная стенка в расчетном отношении имеет ограничения лишь по второму предельному состоянию. Из. табл. 1 видно, что ни в одном из расчетных случаев условие второго предельного состояния не выполняется.

 

Ниже приведены графические материалы результатов расчета.

Рис. 3.1.1. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 9,800 м

 

Рис. 3.1.2. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 9,800 м

Рис. 3.1.3. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 11,500 м

Рис. 3.1.4. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 11,500 м

Рис. 3.1.5. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 13,200 м

Рис. 3.1.6. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 13,200 м

Рис. 3.1.7. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 14,700 м

Рис. 3.1.8. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 14,700 м

 

3.2 Расчет причальной стенки
при расположении анкерных плит на расстоянии 12,50 м

 

Ниже представлена таблица результатов расчета в программе Plaxis 9.0 (табл. 2) при длине анкерных тяг 12,50 м.

Таблица 2

Результаты расчета при переменной глубине забивке шпунтовой стенки (Lа=12,50 м)

Отметка низа шпунта, м	Гор. перемешения стенки, ∆Xmax, мм	Изгибающий момент, Мmax, кНм/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН	Коэфф. устойчивости, К
-9,800	110,05	319,92	150,50	361,20	1,38
-11,500	101,02	282,18	144,90	347,76	1,53
-13,200	92,66	261,10	141,60	339,84	1,609
-14,700	91,16	261,10	142,20	341,28	1,714
Допустимое значение	[86,00]	[710,00]	—	[552,00]	[1,10]

 

В результате расчетов можно сделать аналогичные выводы, как и при длине анкерных тяг 10,05 м, т. е. конструктивная схема с анкерными тягами длиной 12,50 м не удовлетворяет по второму предельному состоянию, т. к. минимальный прогиб, полученный при глубине забивке свай до отметки минус 14,700 м, составляет 91,16 мм, что превышает предельно допустимое значение 86,00 мм.

Ниже приведены графические материалы результатов расчета.

Рис. 3.2.1. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 9,800 м

Рис. 3.2.2. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 9,800 м

Рис. 3.2.3. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 11,500 м

Рис. 3.2.4. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 11,500 м

Рис. 3.2.5. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 13,200 м

Рис. 3.2.6. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 13,200 м

Рис. 3.2.7. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 14,700 м

Рис. 3.2.8. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 14,700 м

 

3.3 Расчет причальной стенки
при расположении анкерных плит на расстоянии 15,00 м

Таблица 3

Результаты расчета при переменной глубине забивке шпунтовой стенки

Отметка низа шпунта, м	Гор. перемешения стенки, ∆Xmax, мм	Изгибающий момент, Мmax, кНм/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН/пм	Расятгивающие усилия в анкерных тягах, N, кН	Коэфф. устойчивости, К
-9,800	98,55	288,00	141,70	340,08	1,41
-11,500	91,65	252,40	136,10	326,64	1,63
-13,200	85,95	240,47	133,60	320,64	1,69
-14,700	85,75	240,93	134,10	321,84	1,78
Допустимое значение	[86,00]	[710,00]	—	[552,00]	[1,10]

 

Анализ результатов табл. 3 показывает, что условие второго предельного состояния выполняется только при отметке минус 13,200 м.

Ниже приведены графические материалы результатов расчета.

Рис. 3.3.1. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 9,800 м

Рис. 3.3.2. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 9,800 м

Рис. 3.3.3. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 11,500 м

Рис. 3.3.4. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 11,500 м

Рис. 3.3.5. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 13,200 м

Рис. 3.3.6. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 13,200 м

Рис. 3.3.7. Горизонтаные перемещения при отметке низа шпунта минус 14,700 м

Рис. 3.3.8. Изгибающий момент в шпунтовой стенке при отметке низа минус 14,700 м