Определение ширины подошвы стенки

 

Для определения ширины подпорной стенки воспользуемся формулой А.З. Зархи:

,

(4.1)

где равнодействующая бокового давления грунта;

координата равнодействующей относительно плоскости подошвы.

Полученное значение ширины подошвы стенки округляется в большую сторону до 0,1 м.

5. Определение величины равнодействующей всех сил
и точки её приложения

 

Определением ширины подошвы фактически заканчивается проектирование подпорной стенки (с точки зрения механики грунтов), так как детальные размеры поперечного сечения стенки найдены. Дальнейшие расчеты служат проверкой принятого решения. Если условия не выполняются, ширину подошвы изменяют.

Проверочные расчеты на неравномерность напряжений, устойчивость, максимальные осадки и т.д. базируются на значениях контактных давлений и характера их распределения по подошве. Расчет давления по подошве производится через величину равнодействующей всех сил действующих на подпорную стенку. Равнодействующая приводится к плоскости подошвы стенки.

Рассматривают два расчетных случая: строительный и эксплуатационный.

В строительном случае учитывается лишь вес стенки. Считают, что производство строительных работ ведется «насухо».

В эксплуатационном случае учитываются следующие нагрузки:

– собственный вес стенки для ее частей, расположенных выше уровня воды в акватории;

– собственный вес стенки с учетом взвешивающего действия воды для ее частей, расположенных ниже уровня воды в акватории;

– вес засыпки за стенкой в пределах, ограниченных плоскостью А-А, проходящей через заднюю грань стенки, без учета и с учетом взвешивающего действия воды для соответствующих частей засыпки;

– боковое давление грунта засыпки.

Для определения веса стенки и засыпки, формирующих нагрузку на основание, площадь внутри контура стенки и засыпки расчетного случая разбивается на элементарные фигуры (прямоугольники и треугольники). Вес каждой фигуры определяется умножением площади на удельный вес материала фигуры.

Расстояние до точки приложения равнодействующей от передней грани стенки определяется обычным способом как частное от деления момента всех сил относительно линии пересечения подошвы и передней грани на сумму всех вертикальных сил:

 

,

(5.1)

где вес элементарной фигуры, площадью ω _i,
удельным весом γ _i и толщиной 1м;

координата центра тяжести площади элементарной фигуры
относительно передней грани подпорной стенки.

Определение величины равнодействующей всех сил N=∑Ni и точки ее приложения ведется в таблице 1. Затем находят эксцентриситет приложения равнодействующей силы по формуле:

e = b/2 – x

(5.2)

Чтобы определить площади элементарных фигур необходимо установить размеры деталей поперечного сечения стенки:

– для стенки типа «а»

;

м;

;

;

;

;

;

;

– для стенки типа «б»

;

;

м;

;

.

 

5.1. Определение площадей и центров тяжести элементарных фигур

 

5.1.1. Стенка типа «а» (рис. 4, 5).

1) Эксплуатационный случай

 

bo b1

Рис. 4. Рзбивка поперечного сечения на простейшие фигуры для стенки типа «а»в эксплуатационном случае

 

 

Х6

Рис. 5. Положение Ц.Т. простейших фигур в эксплуатационном случае

 

 

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

2) Строительный случай.

В расчет берутся только характеристики элементов стенки.

5.1.2. Стенка типа «б» (рис. 6, 7).

1) Эксплуатационный случай

; ; ; ; ; ; ; ; ;

; ; ; ; ; ; ; ; ;

 

; ; ; ; ;

; ; ; ; .

 

2) Строительный случай.

В расчет берутся только характеристики элементов стенки.

Результаты расчета геометрических характеристик заносятся в табл. 1 (колонка 2 и 5). Количество строк в таблице определяется типом стенки и расчетным случаем. Колонка 3 заполняется удельными весами соответствующими материалу фигур с учетом взвешивающего действия воды.

 

Рис. 6. Разбивка поперечного сечения на простейшие фигуры для стенки типа «б» в эксплуатационном случае   Т а б л и ц а 1 Результаты расчета №             …             ∑   ∑   ∑   Рис. 7. Положение Ц.Т. простейших фигур в эксплуатационном случае

В эксплуатационном случае производится проверка суммы столбца 2:

– стенка типа «а»

;

– стенка типа «б»

.

После выполнения расчетов в табл. 1 определяются три характеристики нагрузки на основание.

1) Эксплуатационный случай:

;	(5.3)
;	(5.4)
.	(5.5)

2) Строительный случай:

;	(5.6)
;	(5.7)
.	(5.8)