- сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (учитываются сейсмические нагрузки, действующие на сдвигаемый массив грунта);
- сдвиг по фиксированным поверхностям скольжения (учитываются сейсмические нагрузки, действующие на сдвигаемые блоки грунта);
- сдвиг анкерной плиты (активное и пассивное давление на плиту принимается с учетом сейсмического воздействия, анкерное усилие принимается из расчета лицевой стенки с учетом сейсмических воздействий).
Следует рассмотреть и другие возможные формы сдвига грунтовых массивов с учетом реального расположения прослоек слабых грунтов, например, сдвиг по смешанным поверхностям (комбинации прямолинейных и криволинейных участков поверхностей).
3.7 Активное и пассивное давление грунта на лицевую стенку больверка с учётом сейсмического воздействия определяются по формулам
;(3.1)
,(3.2)
где Ра??, Рр?? - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного статических давлений, обусловленных внутренним трением грунта, кПа;
Рас, Ррс - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного статических давлений, обусловленных сцеплением грунта, кПа;
Аэа, Аэр - эффективные коэффициенты сейсмичности соответственно для зон активного и пассивного давлений грунта;
??а, ??р - углы отклонения от вертикали равнодействующей сил веса и сейсмической силы соответственно для зон активного и пассивного давлений (сейсмические углы), град.;
?? - угол внутреннего трения грунта, град.
Углы отклонения ??а и ??р определяются по формулам
;(3.3)
,(3.4)
3.8 Эффективные коэффициенты сейсмичности для зон активного и пассивного давления Аэа и Аэр с учетом водонасыщенности грунта и динамического характера сейсмического воздействия определяются по РД 31.31.55-93 или РД 31.31.26-81 на основе динамического расчета по спектральному методу. Для предварительных расчетов заанкеренных больверков допускается принимать
;(3.5)
,(3.6)
где К1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружения, принимаемый согласно СНиП II-7-81 для портовых гидротехнических сооружений равным 0,25;
А - коэффициент сейсмичности, значения которого согласно СНиП II-7-81 принимаются равным 0,1; 0,2 и 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов;
Ка, Кр - коэффициенты увеличения эффективной сейсмичности для массивов сдвигаемого грунта соответственно в зонах активного и пассивного давлений, учитывающие динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта.
Для предварительных расчетов допускается принимать Ка = 2,7; Кр = 2,2.
3.9 Проверку общей устойчивости сооружения рекомендуется выполнять по вычислительным программам, в которых предусмотрен учет сейсмических сил. При использовании вычислительных программ, в которых учет сейсмических сил не предусмотрен, допускается использовать приближенный способ поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол, в результате чего равнодействующая сил веса и сейсмической силы становится вертикальной.
Примечание - Далее в тексте основные положения расчета по указанному приближенному способу изложены применительно к расчету устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. При расчете устойчивости по плоским ломанным поверхностям изложенный прием учета сейсмических сил аналогичен.
3.10 Согласно способу поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол производится переформирование расчетной схемы сооружения и корректировки характеристик грунтов и грузов на причале согласно пп. 3.11-3.13. Дальнейший расчет производится по вычислительной программе для изменённой расчетной схемы. При использовании для проверки общей устойчивости вычислительной программы «KREJ», разработанной Ленморниипроектом, лицевая стенка условно принимается вертикальной.
3.11 Поверхности причала и дна, а также слои грунтов получают наклон на сейсмический угол ??у (рисунок 3.1), определяемый по формуле
,(3.7)
где Аэу - осреднённый по массиву сдвигаемой части сооружения эффективный коэффициент сейсмичности, определяемый в соответствии с РД 31.31.55-93 или РД 31.31.26-81.
Для предварительных расчетов устойчивости Аэу допускается определять по формуле
,(3.8)
где Ку - коэффициент увеличения эффективной сейсмичности для сдвигаемого массива грунта, учитывающий динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта и принимаемый равным 2,4.
3.12 Веса грунтов и грузов на причале корректируются по формуле
.(3.9)
3.13 Производится уменьшение углов внутреннего трения грунтов, обусловленное снижением сопротивления сдвигу при динамических воздействиях: для расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов - на 1??; для расчетной сейсмичности 9 баллов - на 2??.
Рисунок 3.1 - Схема к расчету общей устойчивости при повороте расчетной схемы на сейсмический угол ??у;
а) исходный разрез; б) переформированный (повернутый на угол ??у) разрез (лицевая стенка условно принята вертикальной)
3.14 При замене слабого грунта в основании лицевой стенки больверка отпор от отсыпанной призмы следует определять как наименьший из расчетов: либо пассивного давления в предположении бесконечной длины отсыпанной призмы (при условии перерезания отсыпанной призмы) с использовании формулы (3.2), либо сопротивления сдвигу отсыпанной призмы по основанию с использовании формулы (3.10)
,(3.10)
где Еsp1 - сила сопротивления сдвигу прямоугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;
Esp2 - сила сопротивления сдвигу треугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;
?? - угол трения материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой, град;
??0 - угол внутреннего трения грунта основания, град;
C0 - сцепление грунта основания, кПа;
b1, b2, h - размеры прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта (рисунок 3.2,а).
Силы сопротивления сдвигу Еsp1 и Esp2 определяются по формулам
;(3.11)
;(3.12)
где G1, G2 - веса соответственно прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта, кН;
?? - угол наклона откоса котлована, который следует назначать меньшим угла выпора грунта основания при сейсмическом воздействии, град. Эпюра пассивного давления по высоте призмы принимается треугольной (рисунок 3.2,б).
Рисунок 3.2 - Схема расчета сопротивления сдвигу элементов отсыпанной призмы грунта (а) и эпюра пассивного давления грунта (б)
3.15 Для блочных гравитационных стенок необходимо выполнить проверки устойчивости оснований при следующих поверхностях скольжения грунтового основания:
- плоский сдвиг стенки по основанию в направлении действия сейсмической силы;
- глубинный сдвиг стенки вместе с грунтом по криволинейной (круговой или смешанной) поверхности скольжения в направлении действия сейсмической силы и в противоположном направлении.
3.16 Проверки устойчивости блочных гравитационных стенок необходимо производить при учете сейсмических моментов, обусловленных инерцией вращения, соответствующих каждой из двух первых форм колебаний (рисунок 3.3), а также при результирующем моменте.
G - вес сооружения; S1 и 1 - соответственно сейсмическая сила и сейсмический момент, обусловленные массой блока, при колебаниях по первой форме; S2 и 2 - то же, но при колебаниях по второй форме
Рисунок 3.3 - схема действия нагрузок на сооружение блочной конструкции и возможные поверхности скольжения
3.17 При определении несущей способности свай по грунту в случае, если по высоте сваи имеются слои сжимаемых грунтов, необходимо учитывать силы «отрицательного трения» от грунтов, расположенных выше сжимаемого слоя. Учет сил «отрицательного трения» необходимо производить согласно СНиП 2.02.03-05.
4 КОНТРОЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ НА СТРОЙПЛОЩАДКЕ
4.1 Контрольно-исследовательские работы выполняются проектной организацией, разрабатывающей проект. Состав контрольно-исследовательских работ на стройплощадке зависит от конструкции сооружения, технологии его строительства, а также от выбранного способа улучшения строительных свойств грунтов и включает:
- контроль соблюдения проектной технологии строительства;
- контроль качества замены, уплотнения или закрепления слабых грунтов, осуществляемый с помощью бурения, отбора и испытания грунтов;
- контроль осадок территории и послойных деформаций грунтов и уточнение на основании этого сроков консолидации грунтов:
- предсдаточные контрольные испытания сооружения.
Программа контрольно-исследовательских работ составляется проектной организацией, разрабатывающей проект, и согласовывается с заказчиком и подрядной организацией.
4.2 В программе контрольно-исследовательских работ, выполняемых на стадии строительства, указываются:
- перечень параметров технологии строительства, которые подлежат контролю, а также количественные и качественные характеристики этих параметров;
- места контрольных бурений и отбора образцов, перечень физико-механических характеристик грунтов, подлежащих определению, методики испытаний, а также значения физико-механических характеристик грунтов, которые приняты в проекте и должны быть достигнуты;
- места закладки реперов и марок для измерения осадок территории и послойных деформаций грунтов, конструкции реперов и марок, мероприятия по их сохранности в процессе строительства и эксплуатации, инструменты и способы измерений, периодичность измерений, методика обработки результатов измерений, а также проектный срок консолидации грунтов.
Конструкцию реперов и марок и схему закладки их на портовых гидротехнических сооружениях следует принимать по РД 31.3.3-97. Наблюдения за осадками и деформациями грунтов следует выполнять согласно ГОСТ 24846-81.
4.3 В случае, если окажется, что прогнозируемый по результатам наблюдений за осадками территории срок консолидации слабых грунтов недопустимо превышает проектный срок консолидации, могут быть рекомендованы:
- временная огрузка сооружения дополнительным грузом, укладываемым на территории сооружения с целью ускорения сроков консолидации;
- эксплуатация сооружения по временной схеме (без устройства жесткого покрытия территории) вплоть до достижения консолидации слабых грунтов и затухания осадок территории,
Работы по огрузке сооружения необходимо выполнять в соответствии с требованиями РД 31.35.06-81.
4.4 Предсдаточные контрольные испытания сооружения должны включать:
- экспериментальные определения динамических характеристик сооружения (периодов, декрементов и форм горизонтальных колебаний);
- предсдаточную контрольную огрузку сооружений распорного типа временной нагрузкой.
4.5 Динамические характеристики сооружения следует определять возбуждением свободных колебаний: с помощью микровзрывов; путем навала судна на причал (ударная нагрузка); путем разрыва калиброванной на расчетное усилие вставки, соединяющей причал с отходящим от него судном; и т.д. Регистрирующими приборами являются сейсмоприемники, расставленные в различных точках по длине и ширине сооружения, и шлейфовые осциллографы.
Установленные экспериментально динамические характеристики сооружения заносятся в паспорт сооружения, а также сопоставляются с принятыми в расчете. Если расхождение теоретических и экспериментальных значений периодов и декрементов колебаний превышает 20%, и это расхождение может привести к увеличению сейсмических нагрузок, делается поверочный расчет сейсмостойкости при использовании экспериментальных значений периодов и декрементов.
4.6 Предсдаточной контрольной огрузке следует подвергать сооружения, опираемые на сжимаемые грунты. Цели предсдаточной огрузки:
- для сооружений распорного типа - уплотнить сжимаемые грунты на стадии строительства с тем, чтобы уменьшить осадки территории в процессе эксплуатации и при землетрясении, а также чтобы проверить эксплуатационную надежность построенного сооружения;
- для причальных эстакад - уплотнить поверхностный слой грунта и, таким образом, повысить горизонтальную жесткость сооружения.
Примечание - Предсдаточная огрузка производится по специальной программе и под контролем проектной организации, разработавшей проект сооружения.
4.7 Величина контрольной нагрузки при предсдаточной огрузке для заанкеренных больверков и подпорных стен другой конструкции принимается в зависимости от расчетной сейсмичности района (площадки) строительства по таблице 4.1
Таблица 4.1
|
Сейсмичность, баллы |
Контрольная нагрузка, в долях от нормативной |
|
7 |
1,0 |
|
8 |
1,3 |
|
9 |
2,4 |
4.8 Капитальное покрытие территории причала рекомендуется выполнять после стабилизации осадок территории, устанавливаемой по результатам инструментальных наблюдений.
ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ, НА КОТОРЫЕ ИМЕЮТСЯ ССЫЛКИ В РЕКОМЕНДАЦИЯХ
1. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические, сооружения. Основные положения проектирования/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 32 с
2. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах/Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 52 с
3. СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с
4. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений/Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 48 с
5. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с
6. ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений. - М.: Изд. стандартов, 1986. - 26 с
7. РД 31.31.55-93. Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений. Минморфлот, М., 1993, 352с
8. РД 31.31.26-81. Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа «больверк». Минморфлот, М., 1981, 90 с
