φд - угол внутреннего трения грунта на дне реки.
При скальном грунте допускается установка стального шпунта в виде цилиндра в плане и без забивки его в скалу.
4.70. Шпунт цилиндрического ограждения проверяется на разрыв по формуле
где Р - сопротивление при растяжении (в тоннах на погонный метр замка), зависящее от толщины стенки или прочности замка шпунтины, тc;
D - диаметр островка, м;
е - интенсивность горизонтального давления засыпки, тс/м2.
На уровне дна реки
где γ - объемный веc засыпки во взвешенном состоянии, тс/м3;
hз - приведенная к весу грунта засыпки нагрузка на поверхность островка, т/м2 (рис. 26, г).
Для шпунтовых свай плоских профилей ШП1 и ШП2 расчетное сопротивление при растяжении должно приниматься равным значению разрывного усилия по табл. 18, деленному на коэффициент безопасности по материалу 1,3.
При использовании шпунта типа ШК и Ларсен растягивающие усилия должны восприниматься объемлющими стальными поясами.
4.71. Минимальная глубина забивки стального шпунта, ограждающего островок с прямолинейными сторонами в плане, определяется расчетом на выпирание грунта и устойчивость стенки и, во всяком случае, должна быть не менее 2,0 м ниже линии размыва.
Таблица 18
|
Марка стали |
Разрывное усилие (в тс/пог. м) для замка профиля |
|
|
|
ШП1 |
ШП2 |
|
Ст. 3 |
250 |
120 |
|
Ст. 4 |
300 |
130 |
|
Ст. 5 |
350 |
165 |
|
15ХСНД |
350 |
165 |
4.72. При слабых грунтах засыпки (с расчетным сопротивлением 1,2÷2,0 кгс/см2) верхняя площадка островка для изготовления колодца должна покрываться по контуру ножа песчаной подушкой толщиной 0,3-0,6 м.
Под нож колодца укладывают подкладки, размеры и количество которых назначаются из условия, чтобы давление под ними от расчетной нагрузки не превышало 2,0 кгс/см2.
Направляющие каркасы
4.73. Для сохранения в процессе забивки проектного положения погружаемых шпунта, свай и оболочек следует предусматривать направляющие каркасы (кондукторы), конструкция которых определяется типом сооружения и местными условиями.
Следует по возможности использовать направляющие каркасы для свай и оболочек одновременно в качестве распорных креплений ограждений котлованов, а также в качестве направляющих для забивки шпунта ограждения и для рабочих площадок при производстве работ по погружению свай и оболочек.
Примечание. Требования к каркасам опор вспомогательных сооружений на высоком свайном ростверке приведены в разделе 7.
4.74. Направляющие каркасы следует устраивать из одной (одноярусные), двух (двухъярусные) или нескольких (многоярусные) решетчатых горизонтальных плоскостей с ячейками для пропуска свай или оболочек. Плоскости необходимо объединять системой вертикальных, горизонтальных и диагональных связей (по вертикальным и горизонтальным плоскостям) в неизменяемую пространственную конструкцию. Направляющие каркасы рекомендуется проектировать из дерева (рис. 28), из неинвентарного металла (рис. 29) и, при соответствующем обосновании, из инвентарных конструкций.
Рис. 28. Направляющий каркас из деревянных элементов:
1 - сваи; 2 - поперечные схватки сечением 22/2
Применение каркасов разового использования, остающихся в бетоне фундаментной плиты, допускается в случаях включения их в работу основной конструкции опоры в качестве жесткой арматуры.
Одноярусные каркасы при забивке свай на суходолах разрешается выполнять в виде железобетонных плит.
Расстояние между плоскостями каркаса при бескопровом погружении должно быть в пределах 3,0 м.
4.75. Одноярусные каркасы рекомендуется применять при погружении свай и вертикальных оболочек на суходолах или водотоках со скоростью течения менее 1 м/с и при незначительной глубине воды.
Рис. 29. Направляющий каркас из металлических элементов:
1 - металлические элементы; 2 - направляющие деревянные брусья; 3 - оболочки; 4 - болты
На водотоках со скоростью течения воды более 1 м/с, а также при погружении наклонных свай и оболочек необходимо предусматривать двухъярусные или многоярусные каркасы.
4.76. Для облегчения установки, а также предохранения оболочек от повреждения металлическими элементами в ячейках каркаса должны предусматриваться направляющие деревянные брусья длиной не менее 2 м в одноярусных каркасах и не менее 4 м в двухъярусных каркасах. Для наклонных оболочек длину брусьев следует принимать не менее 6 м.
Кольцевой зазор между оболочками и направляющими брусьями необходимо принимать равным 2-3 см.
4.77. Конструкция каркаса должна быть рассчитана на прочность и устойчивость положения при действии следующих нагрузок:
усилия от собственного веса при установке;
усилия, возникающие при установке в проектное положение наклонных свай, а также вертикальных свай. В последнем случае горизонтальные усилия принимаются равными 0,03 веса сваи с направлением в любую сторону и приложенными в любом ярусе каркаса;
усилия давления грунта и воды, передаваемые от шпунта (при использовании направляющего каркаса одновременно в качестве распорных креплений ограждений котлована);
усилия отжатая при забивке свай, принимаемые равными 0,5N (в кгс), где N - энергия удара, кгс·м;
воздействие водного потока (для плавучих кондукторов).
4.78. В проектах каркасов должны содержаться указания по выверке положения и жесткому закреплению их во время забивки.
При необходимости направляющие каркасы устанавливают на деревянные сваи (на суходолах) или подвешивают на маячные сваи (на водотоках) и дополнительно расчаливают тросами с натяжными приспособлениями не менее чем к четырем жестким якорям.
Вспомогательные устройства для укладки подводного бетона
4.79. В проекте вспомогательных устройств для укладки подводного бетона методом ВПТ должны быть приведены:
а) схема расположения бетонолитных труб;
б) конструкция бетонолитной трубы с загрузочной воронкой (бункером) на трубе и скользящими пробками;
в) подмости и приспособления для навешивания, подъема и опускания труб и размещения оборудования, а также отдельные подмости для размещения персонала;
г) устройства для подачи бетонной смеси к воронке трубы.
Кроме того, должны быть приведены чертежи:
при бетонировании оболочек - оборудования для промывки забоя от шлама;
при вибрационной укладке бетона - расположения и конструкции вибровозбудителя;
при посекционной укладке подводного бетона в сооружения большой площади - конструкции опалубки.
4.80. Количество бетонолитных труб должно назначаться из условий:
а) радиус действия трубы не должен превышать 6 м;
б) зоны действия соседних труб должны перекрывать друг друга на 10-20 % радиуса;
в) расчетный радиус действия трубы r должен удовлетворять условию
где k - показатель сохранения подвижности бетонной смеси (см. раздел 2), ч;
I - скорость бетонирования, м/ч (не менее 0,3). Места установки труб должны определяться с учетом указаний в проекте производства работ.
4.81. Для подачи бетонной смеси в полость оболочек и скважин должна применяться бетонолитная труба диаметром 300 мм.
Для укладки бетонной смеси в котлованы и опускные колодцы должны применяться бетонолитные трубы диаметром 200-300 мм в зависимости от требуемой интенсивности бетонирования:
при 11 м3/ч - 200 мм;
при 17 м3/ч - 250 мм;
при 25 м3/ч - 300 мм.
4.82. Толщина стенок труб должна быть 4-5 мм, а при вибрационной укладке 6-10 мм.
Верхняя часть трубы на высоту, равную толщине слоя бетона плюс 1 м, должна состоять из звеньев длиной 1 м. Нижний конец трубы должен быть усилен ободком толщиной 6 мм и высотой 100 мм.
Звенья труб следует соединять при помощи замковых или фланцево-болтовых соединений с уплотнительными прокладками из листовой резины или паранита толщиной 6 мм.
На верхнем конце бетонолитной трубы должен устанавливаться бункер-воронка объемом не менее 1,5 объема трубы и не менее 2 м3 (рис. 30).
Для стенок бункера должна применяться листовая сталь толщиной не менее 4 мм. Угол наклона листов нижней части бункера к горизонтали должен быть не менее 45°.
Рис. 30. Конструкция приемной воронки объемом 2 м3 с площадками:
1 - скобы; 2 - площадка и лестница из арматуры периодического профиля
В случае, если размеры и вес бетонолитной трубы ограничивают объем воронки, а также для улучшения условий подачи бетона, следует устраивать вертикально над воронкой неподвижный бункер емкостью 2-5 м3 с затвором. Бункер можно устраивать один на 1-3 бетонолитные трубы.
4.83. Бетонолитная труба с бункером должна быть подвешена на тросах к лебедке. При этом:
общая высота подъема трубы должна быть не менее длины звена бетонолитной трубы плюс 1 м;
грузоподъемность лебедки должна соответствовать сумме усилий от веса труб с приемной воронкой, заполненных бетоном, и сил трения, возникающих при извлечении трубы из уложенного бетона.
4.84. Бетонолитные трубы, устанавливаемые в оболочках, должны снабжаться фиксирующими и направляющими устройствами («фонарями»), расположенными друг от друга на расстоянии не менее 3 м и обеспечивающими центрирование трубы (рис. 31).
В верхней части каждого звена должны быть приварены скобы диаметром 25 мм для фиксации положения трубы в процессе заполнения приемной воронки.
4.85. При вибрационной укладке к нижнему звену трубы крепится основной вибратор мощностью свыше 1 квт (например, типа ИВ-60).
Рис. 31. Фиксирующие и направляющие устройства на бетонолитной трубе:
1 - скобы для фиксации положения трубы; 2 - направляющие скобы
Рис. 32. Конструкция жесткого крепления вибратора к бетонолитной трубе:
1 - бетонолитная труба; 2 - подкладка; 3 - накладка; 4 - затяжной болт Ø 20 мм; 5 - шплинт; 6 - вибратор ИВ-60 (С-825)
Вибратор должен крепиться зашплинтованными болтами (рис. 32).
Узел примыкания питающего кабеля к вибратору должен герметизироваться. При длине трубы свыше 20 м устанавливается дополнительный вибратор в средней части трубы.
4.86. Для предохранения бетонной смеси от воды в начальный период должны применяться скользящие пробки из мешковины, пакли, мешков с опилками, подвешиваемые к горловине воронки перед началом заполнения ее бетонной смесью. При подводной укладке бетона в скважины, пробуренные в скальной породе, рекомендуется применять стальные пробки (рис. 33).
Рис. 33. Стальная пробка, устанавливаемая в основании воронки при подводной укладке бетона в скважины:
а - стальная пробка; б - схема установки пробки; 1 - листовая резина; 2 - направляющие дужки; 3 - пробка; 4 - подвес пробки; 5 - бетон; L - глубина установки пробки - не менее диаметра трубы
4.87. У приемных бункеров (воронок) должны устраиваться площадки с перилами для размещения рабочих, принимающих бетон. При разности уровней затвора бадьи с бетоном и воронки более 1,5 м должны устанавливаться звеньевые хобота.
4.88. Конструкция вышки для подвески труб и размещения механизмов, оборудования и персонала должна обеспечивать:
заполнение воронок труб бетонной смесью при различном их положении;
подъем и опускание труб;
сохранение положения труб при смене и снятии верхних звеньев;
предохранение труб от горизонтальных смещений и перекосов во время бетонирования.
При укладке бетона в котлованы должны предусматриваться два яруса направляющих, удаленных на 2-3 м друг от друга, с ячейками, на 5 см превышающими наружный диаметр трубы.
4.89. Конструкция вышки должна быть рассчитана на прочность в нагруженном состоянии, а в незагруженном - на устойчивость при действии ветровой нагрузки.
При этом:
нагрузка от веса труб и воронки с бетоном должна приниматься с динамическим коэффициентом 1,2 при весе меньше 3 т и 1,1 при большем весе;
усилия выдергивания бетонолитных труб из свежеуложенной бетонной смеси принимаются равными 0,3F, тc (где F - площадь соприкасающихся поверхностей трубы и бетона, м2).
Сечение бетонолитной трубы и конструкция стыков звеньев должны быть проверены расчетом на усилия, возникающие при подъеме из горизонтального положения в вертикальное, и на нагрузки от веса бетона и усилий выдергивания в рабочем положении.
Вспомогательные устройства для погружения свай, оболочек и столбов
4.90. Указания настоящего подраздела должны учитываться при проектировании:
подкопровых мостов для самоходных и несамоходных копров;
подмостей для копров, подкопровых мостов и буровых станков.
Примечания. 1. Плашкоуты и искусственные островки для копров и буровых станков должны проектироваться в соответствии с указаниями соответствующих подразделов разделов 4 и 6. При установке копров на льду должны учитываться требования раздела 3.
2. Пути для копров на рельсовом ходу и подкопровых мостов должны удовлетворять требованиям пп. 3.5 и 3.6.
4.91. Давление от копра на подкопровый мост и подмости должно определяться для рабочего состояния (ветер скоростью 13 м/с) и нерабочего (ветер расчетной интенсивности). Положение стрелы должно приниматься вертикальным или наклонным.
Вес сваи в момент подъема должен приниматься с динамическим коэффициентом 1,4, вес мачты копра при наклоне - с динамическим коэффициентом 1,2, вес молота при подъеме - с коэффициентом 1,3.
Нагрузка от веса сваи принимается действующей под углом до 30° к вертикали (частичное подтаскивание).
4.92. Отдельные балки подкопрового моста должны быть объединены связями, обеспечивающими устойчивость формы и положения и рассчитанными, кроме того, на восприятие поперечных усилий, возникающих при повороте копра и от воздействия ветровой нагрузки.
Реактивный момент М (в кгс·м), действующий на подкопровую тележку, при вращении поворотной платформы копра принимают равным
