14.7. Расчет устойчивости сооружения и отдельных его частей по швам кладки, определение толщины постели и контактных нормальных напряжений в основании и швах следует выполнять в соответствии с указаниями пп. 9.3-9.9 и 14.1-14.6 настоящей Инструкции.

Примечания: 1. Коэффициент трения бетона по бетону допускается принимать для надводной части сооружения f = 0,6; подводной - f = 0,5.

2. Следует выполнять поверочный расчет сооружения на устойчивость по схеме плоского сдвига при максимальном уровне воды.

3. При определении нормальных краевых напряжений в шве основания верхнего курса массивов швартовную нагрузку учитывать не следует.

Рис. 20. Схема расчета несущей способности и прочности консольного свеса массива:

1 - отметка кордона; 2 - консольный свес

14.8. При расчете несущей способности и прочности консольного свеса верхнего курса массивов рекомендуется принимать плечо консоли lк = а+0,333 b [b - ширина нижележащего опорного массива (рис. 20)]. Прочность консольного свеса массива должна рассчитываться по ослабленному ключевыми отверстиями сечению с учетом распорного давления от собственного веса грунта.

Распорное давление от собственного веса грунта при расчете консольного свеса на изгиб следует учитывать в случаях, когда марочная прочность бетона по расчету превышает 300 кгс/см2. Сила распорного давления принимается приложенной с эксцентриситетом в соответствии с трапецеидальной эпюрой распора. Расчет выполняется на внецентренное сжатие с относительно малым эксцентриситетом в соответствии с главой СНиП на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений и пп. 8.7, 8.8, 8.10 и 8.11 настоящей Инструкции.

14.9. Расчет лицевой плиты железобетонной надстройки на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, на бетонные и железобетонные конструкции, а также пп. 8.7, 8.8, 8.10 и 8.11 настоящей Инструкции.

15. РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ОБОЛОЧЕК БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Расчет гравитационных причальных сооружений из оболочек большого диаметра, к которым относятся оболочки с соотношением высоты к диаметру не более 0,7, должен выполняться с учетом указаний разд. 8 и 9 настоящей Инструкции.

16. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ТИПА «БОЛЬВЕРК» С АНКЕРОВКОЙ НА ОДНОМ УРОВНЕ

16.1. Настоящие указания распространяются на расчет обычных больверков - гибких и повышенной жесткости.

Специальные виды заанкерованных больверков (с экранирующими элементами, с передней грунтовой пригрузкой, с передним экраном, больверков-оторочек и т.д.) следует проектировать с учетом основных требований настоящей Инструкции.

Примечание. Критерий жесткости и соответствующие ему расчетные схемы устанавливаются в соответствии с пп. 16.8-16.11.

16.2. Расчет причальных сооружений, указанных в п. 16.1, должен выполняться в соответствии с требованиями п. 8.3, а, в, г, д, з, к, л, м, настоящей Инструкции.

16.3. За расчетную плоскость восприятия активного давления лицевой стенкой больверков следует принимать:

для стенок из металлического шпунта корытного и зетового профилей - плоскость, проходящую через нейтральную ось поперечного сечения стенки;

для стенок из металлического шпунта двутаврового профиля и плоского железобетонного шпунта - плоскость, проходящую по тыловой полке или грани;

для стенок кольцевых сечений - плоскость, проходящую по тыловой грани элементов;

для стенок из тавровых сечений - плоскость, проходящую на расстоянии хпл от тыловой поверхности ребер (см. п. 10.5 для лицевых плит уголковых стенок при расчете их в вертикальной плоскости).

16.4. Лицевые и анкерные стенки и плиты больверков рассчитываются на суммарную нагрузку от активного и пассивного давлений, от собственного веса грунта с учетом эксплуатационных нагрузок на территории причала и швартовных воздействий.

Эпюры активного и пассивного давлений строятся в соответствии с указаниями пп. 8.20-8.24 настоящей Инструкции. При этом в призме распора угол трения ?? материала засыпки и грунта основания по расчетной плоскости лицевой стенки больверка, анкерной стенки и анкерной плиты допускается принимать равным 0,5 ??.

Угол трения грунта по расчетной плоскости в призме выпора следует принимать:

для лицевой стенки больверка, рассчитываемой по теории предельного равновесия (см. п. 8.25 настоящей Инструкции), - ?? = ?? (но не более 30??), при расчете по классической теории - ?? = 0,75 ??;

для анкерной стенки - ?? = 0,333 ??;

для анкерной плиты - ?? = 0.

Примечание. Угол трения грунта по анкерной плите в призме выпора допускается принимать ?? = 0,333 ?? при специальном обосновании.

16.5. При наличии в основании шпунтовых стенок слабых глинистых (илистых) грунтов следует учитывать их сильную сжимаемость, а при слоистом залегании - разность сжимаемости ила и других грунтов. Следует также проверить возможность проявления в иле под нагрузкой полного порового давления и перехода его в состояние давления тяжелой жидкости (?? = 0).

Активное и пассивное давления илистого грунта на стенки следует определять по специальным указаниям.

Примечания: 1. К слабым сильносжимаемым глинистым водонасыщенным (илистым) относятся грунты со следующими физико-механическими характеристиками: степень влажности G ?? 0,85; коэффициент консолидации Сv ?? 1??107 см2/год; показатель консистенции IL = 0,75; модуль деформации, определенный на компрессионном приборе, E = 500 тс/м2.

2. Для илистых грунтов допускается интенсивность эпюр активного и пассивного давлений вычислять по формулам (10) и (24) при значениях ??a и ??p до единицы.

16.6. При замене грунта в основании лицевой стенки больверка отпор от отсыпанной призмы следует определять из двух расчетов:

устойчивости на сдвиг призмы замененного грунта перед стенкой по плоскости контакта с грунтом основания (см. прил. 7 к настоящей Инструкции) и определения отпора грунта по формулам пассивного давления в предположении слоя замененного грунта бесконечной длины (см. п. 8.25 настоящей Инструкции). Для расчета больверка принимается наименьшее из полученных значений.

Угол трения ?? материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой принимать в зависимости от материала засыпки и способа производства работ равным нулю или 0,333 ??3 (где ??3 - угол внутреннего трения грунта засыпки).

16.7. Статический расчет заанкерованных стенок больверков следует выполнять графоаналитическим методом применительно к нагрузкам на 1 пог. м стенки с построением силового и веревочного многоугольников.

Расчетом определяют глубину погружения и усилия, действующие на 1 пог. м лицевой стенки, - изгибающий момент М, поперечную силу Q и анкерную реакцию Rа.

16.8. Расчетные схемы для заанкерованных стенок из железобетонных элементов следует принимать в зависимости от значения отношения ??c/t (где ??с - высота приведенного к прямоугольнику железобетонного элемента стенки; t - глубина погружения стенки, рассчитанная в предположении ее полного защемления).

При ??c/t ?? 0,06 стенку следует рассматривать как гибкую и рассчитывать как защемленную или частично защемленную.

При ??c/t > 0,06 стенку следует считать повышенной жесткости и рассчитывать как свободно опертую.

16.9. Высота приведенного сечения железобетонных элементов бетона марки 300 определяется по формуле

(67)

где I - момент инерции железобетонного элемента стенки;

b - размер элемента стенки в направлении линии кордона (для оболочек b = D, где D - диаметр оболочки, для таврового шпунта b = bп, где bп - ширина полки);

?? - проектный зазор между железобетонными элементами стенки.

Примечания: 1. Для прямоугольного железобетонного шпунта приведенная высота сечения равна действительной, т. е ??c = h.

2. В случае применения железобетонных элементов лицевых стенок с маркой бетона выше 300 в числитель формулы (67) следует ввести множитель nE, равный отношению начального модуля упругости бетона элемента к модулю упругости бетона марки 300. Тогда

(67)

16.10. При статическом расчете гибких стенок с полным защемлением замыкающая веревочного многоугольника в графоаналитическом расчете проводится через точку пересечения линии анкера с первым лучом из условия равенства изгибающих моментов в пролете и в заделке, т.е. М = Мз.

Примечание. Если в основании сооружения грунты имеют физико-механические характеристики, резко отличающиеся от характеристик грунтов засыпки, рекомендуется уточнять усилия, действующие в стенке, путем построения упругой кривой.

16.11. При статическом расчете стенок повышенной жесткости для определения усилий замыкающая веревочного многоугольника в графоаналитическом расчете проводится через точку пересечения линии анкера с первым лучом, как касательная к точке перегиба кривой в грунте основания. Расчет также может быть выполнен аналитическим методом.

16.12. Расчетную глубину погружения при полном защемлении из условия работы сооружения на устойчивость следует определять по формуле

tp = t + ??t,(69)

где t - глубина погружения лицевой стенки из графоаналитического расчета, принимаемая от дна до пересечения замыкающей с веревочным многоугольником в нижней его точке;

??t - дополнительная глубина погружения лицевой стенки, обеспечивающая ее защемление, определяемая по формуле

(70)

где - равнодействующая обратного отпора по силовому многоугольнику из графоаналитического расчета;

с, ??a - то же, что в п. 8.20 настоящей Инструкции;

??р и ??рс - то же, что в п. 8.25 настоящей Инструкции.

Примечание. При определении ??t по формуле (70) значения ??р, ??рс, ??a и ??aс следует принимать в соответствии с методом определения давления грунта, принятым в основном расчете лицевой стенки.

16.13. Расчетную глубину погружения tp лицевой стенки при частичном защемлении или свободном опирании следует проверять из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера по формуле

(71)

где nс, п, kн - то же, что в п. 8.8 настоящей Инструкции;

mД - принимается по табл. 7 настоящей Инструкции:

Мпов - момент активных сил, поворачивающих (сдвигающих) стенку вокруг точки крепления анкера;

т - то же, что в п. 8.14 настоящей Инструкции;

Муд - момент пассивных сил и наданкерных активных сил, удерживающих стенку от поворота вокруг точки крепления анкера.

Примечание. Величину и положение равнодействующих активных и пассивных сил следует определять по раздельным, а не по суммарным эпюрам давления.

Допускается в первом приближении дополнительную глубину погружения лицевой стенки при несоблюдении условия (71) определять по формуле

(72)

где Мдоп - дополнительный удерживающий момент, необходимый для обеспечения устойчивости стенки, определяемый по формуле

(73)

- ординаты соответственно пассивного и активного давления на глубине , определяемые по формулам (24) и (10);

- плечо, равное расстоянию от точки крепления анкера до сечения на глубине ;

- глубина погружения, полученная графоаналитическим расчетом по схеме частичного защемления или свободного опирания, на которой не выполнено условие (71).

16.14. В тех случаях, когда расчетная глубина погружения лицевой стенки tp из условия (71) превышает более чем на 30% глубину погружения t0, полученную графоаналитическим расчетом лицевой стенки по схеме свободного опирания (см. п. 16.11 настоящей Инструкции), следует откорректировать значения изгибающего момента М и анкерной реакции Rа в лицевой стенке.

В тех случаях, когда глубина tp ?? 2t0, допускается корректировать значения изгибающего момента в лицевой стенке и анкерной реакции Rа умножением их на коэффициенты приведения, назначаемые по табл. 8.

Таблица 8

Показатель

Значение коэффициента приведения при tp/t0, равном

менее 1,3

1,4

1,8

2,0

Изгибающий момент

1,00

1,15

1,40

1,45

Анкерная реакция

1,00

1,10

1,20

1,25

16.15. Значение изгибающего момента в пролете лицевой стенки, действующего на один элемент,

(74)

где Ммакс - максимальный изгибающий момент в пролете из графоаналитического расчета, определяемый произведением полюсного расстояния ?? силового многоугольника в масштабе сил на максимальную ординату хмакс веревочного многоугольника в пролете в масштабе длин;

тс - коэффициент, учитывающий перераспределение давления грунта на стенку за счет ее деформации и перемещения. Значение коэффициента тс допускается принимать в зависимости от отношения ??с/l - высоты приведенного сечения ??с (см. п. 16.9) к условному пролету l по табл. 9.

Таблица 9

Материал засыпки

Коэффициент mс снижения изгибающего момента при

??с/l ?? 0,04

0,04 < ??с/l < 0,10

??с/l ?? 0,10

Песок

0,75

0,85

1,00

Камень

0,65

0,75

1,00

??Mн - дополнительный изгибающий момент в лицевой стенке от ветрового навала или навала судна при подходе к сооружению на уровне максимальной ординаты веревочного многоугольника в пролете, вводимый в расчет специальных видов заанкерованных больверков (см. п. 16.1 настоящей Инструкции);

b и ?? - то же, что в п. 16.9 настоящей Инструкции;

l - условный пролет, определяемый по формуле

(75)

где h - высота от уровня крепления анкерной тяги до дна;

t0 - глубина погружения, полученная из графоаналитического расчета, от дна до точки касания с веревочной кривой в нижней её части.

Примечание. В случае расчета сооружения на нагрузки с учетом волнового воздействия следует руководствоваться указаниями п. 16.17, б.