1.Розрахунок кріплення котлованів

1.1.Кріплення котловану тонкою без анкерною стінкою.

Безанкерна тонка стінка являє собою в розрахунковому відношенні статично визначену балку, що має основу в опорі і знаходиться в стані статичної рівноваги, внаслідок врівноваженого пасивного та активного тисків ґрунту. Розрахунок проводиться по методу Блюма – Ламеєра (спосіб пружної лінії). Розрахунок проводимо графо – аналітичним способом.

Приймаємо постійне навантаження g=25кН.

σ₀= λ_а*g (1.1)

λ_а – коефіцієнт активного тиску ґрунту.

λ_а =tg²(45°-φ/2) (1.2)

де φ – кут внутрішнього тертя.

Активний тиск:

σ_а= γ* λ_а* Z-с(1- λ_а)/ tg φ (1.3)

Пасивний тиск:

σ_р= γ*к* λ_п* Z-с(1- λ_п)/ tg φ (1.4)

де λ_п – коефіцієнт пасивного тиску.

Загальний тиск в точці:

σ= σ_р -σ_a -σ_w (1.5)

де σ_w – тиск води.

Після знаходження тисків знаходимо сили Р:

Р=( σ_і+ σ_і+1)/2 (1.6)

Результати заносимо в таблицю.

λ_а1= tg²(45-39,3/2)=0,22

λ_а2= tg²(45-38/2)=0,23

λ_а3= tg²(45-25/2)=0,4

σ_а1=18,5*0,22*1,5+=6,1 кН.

σ_а2=18,5*0,22*3+=12,2 кН.

σ_а3=18*0,23*4,5+=18,6 кН.

σ_а4=18*0,23*06+=24,8 кН.

σ_а5=20*0,4*7,5+=60 кН.

σ_а6=20*0,4*9+=70 кН.

λ_п1= tg²(45+39,3/2)=4,4

λ_п2= tg²(45+38/2)=4,2

λ_п3= tg²(45+25/2)=2,4

σ_р1=(25+18,5*1,5)4,4+= 235,5 кН.

σ_р2=(25+18,5*3)4,4+= 357,6 кН.

σ_р3=(25+18*4,5)4,2+= 448,4 кН.

σ_з4=(25+18*6)4,2+= 561,8кН.

σ_р5=(25+20*7,5)2,4+=421,4кН.

σ_р6=(25+20*9)2,4+= 493кН.

Результати розрахунку заносимо в таблицю та будуємо епюру сумарного тиску.

Результати розрахунку заносимо в таблицю та будуємо епюру сумарного тиску.

Табл. 1.- Таблиця результатів розрахунку кріплення стінок котловану.

Z φ с Γ λа λп σа σп Рс 1.5 39,3 0,003 18,5 0,22 4,4 6,1 235,5 -229,4 3 39,3 0,003 18,5 0,22 4,4 12,2 357,6 -345,4 4,5 38 0,002 18 0,23 4,2 18,6 448,4 -429,8 6 38 0,002 18 0,23 4.2 24,8 561,8 -537 7,5 20 0,035 20 0,4 2,4 60 421,4 -361,4 9 20 0,035 20 0,4 2,4 70 493 -421 Р

-114,7

-287,4

-387,6

-483,4

-449,2

Оскільки необхідна глибина забивки стінки попередньо не відома, епюру будуємо до рівня, який перевищує її. Далі ординати епюр σ_р та σ_а взаємно вираховуються, їх результуючу епюру ділимо на полоски, які замінюємо зосередженими зусиллями, що рівні площам полосок. По цим силам будуємо силовий та вірьовочний багатокутники. Полюс О силового багатокутника приймаємо на одній вертикалі з початком першої сили. Напрям замикаючої вірьовочного багатокутника визначається першим його променем, продовженим до перетину з останнім променем. Отримана епюра являє собою в певному масштабі епюру згинаючих моментів в стінці. Значення моментів рівні добутку полюсної відстані, в масштабі сил, на відповідні ординати вірьовочного багатокутника, в масштабі довжин.

М_max=Н*У_max=50*1,96=98кН*м (1.7)

У відповідністю з прийнятою розрахунковою схемою точка прикладення сил Е_р і пасивного тиску ґрунту, знаходяться в місці перетину вірьовочного багатокутника з замикаючою, на відстані t від поверхні ґрунту, перед стінкою. Повна мінімально необхідна глибина забивки стінки в ґрунті:

t=t₀+Δt (1.8)

де Δt – довжина ділянки стінки, необхідна для реалізації зворотнього відпору.

t=17,95*1.15=20,6м.

Перевірка загальної стійкості без анкерних стінок виконується по методу круглоциліндричних поверхонь ковзання.

Знаходимо момент опору:

W=M_max/R₀=98/25,5=384,3см³. (1.9)

Приймаємо Шпунт Ларсена Л4 з W=405см³, шириною 0,4 м

Табл. 2 – Характеристика шпунта Ларсена Л4

Тип шпунта	Larssen 603
Ширина профілю по центрам замка, мм	400
Маса 1.п.м. кг	74
Маса 1кв.м. кг	185
Товщина стінки s, мм	9,5
Товщина стінки t, мм	14,8
Момент опору одиночного шпунта W0 см3/м	405
Момент опору 1м стіни W0 см3/м	2200