где - оползневое давление, приходящееся на каждый ярус;
m - количество ярусов.
6.5. Если при определении места расположения свайного противооползневого сооружения руководствуются конструктивными соображениями (например, у подошвы насыпи при восстановительных работах), то его следует рассчитывать на величину оползневого давления Есв, действующего в рассматриваемом поперечном сечении оползневого склона. При этом коэффициент запаса устойчивости части склона, расположенной выше противооползневого сооружения, определяют по формуле
(21)
6.6. Дальнейший расчет свайных противооползневых конструкций включает:
определение расстояния между осями свай в ряду;
расчет прочности сечения свай от воздействия оползневого давления;
расчет глубины заложения спай в коренные породы;
расчет плиты ростверка.
Кроме того, противооползневую конструкцию следует проверять:
а) на переползание оползневого грунта через нее в вертикальной плоскости;
б) на ее сдвиг в сторону падения склона по плоскости, проходящей через нижние концы свайх);
х) Указанные проверки производят путем оценки устойчивости склона как незакрепленного в предположении, что поверхность скольжения приурочена к слабым прослойкам в коренных породах или проходит через нижние концы свай.
в) на ее сдвиг по слабым прослойкам в толще коренных пород.
6.7. Свайную противооползневую конструкцию на возможность переползания оползневого грунта проверяют следующим образом.
Из верхней точки А (рис. 9) передней грани противооползневой конструкции проводят ряд лучей АВ’, АВ’’, АВ’’’, АВ, предполагая, что поверхность смещения у призмы отпора - плоскость. Каждому из этих лучей соответствуют своя призма отпора АВ’Д, АВ’’Д, АВ’’’Д, АВД и пассивное давление Еа на плоскости В’Д’, В’’Д’’, В’’’Д’’’, ВД. На эти же плоскости действует оползневое давление Е’, Е’’, Е’’’, Е, определяемое по эпюре оползневого давления.
Рис. 9. Схема к проверке свайной противооползневой конструкции на возможность переползания оползневого грунта через нее в вертикальной плоскости
Переползание грунта через противооползневую конструкцию невозможно, если для самого неблагоприятного из рассматриваемых сечений (для которого Ео - Е→min) соблюдается условие
(Ео - Е)min 0. (22)
Величину С для каждого сечения определяют графическим методом (рис. 10):
С = N∙tg w + Сw∙АВ, (23)
где N - нормальная составляющая массы призмы отпора.
По определенным величинам и направлениям сил Р, С и R (известно только ее направление) для призмы отпора строят многоугольник сил, замыкающая сторона которого определяет величину пассивного давления (см. рис. 10).
По определенным величинам пассивного давления выбирают критическое сечение, для которого (Ео - Е) имеет минимальное значение, и затем проверяют выполнение условия (22). Если указанное условие не выполняется, то следует предусмотреть дополнительные мероприятия по снижению оползневого давления в месте установки свайной противооползневой конструкции (например, террасирование вышележащего оползневого склона, устройство дополнительных удерживающих конструкций и т.п.) или по увеличению пассивного давления путем загрузки призмы отпора массой насыпи земляного полотна.
6.8. Расстояние между сваями в ряду находят по формуле
(24)
где В - ширина оползневого участка склона;
N - количество свай в ряду,
(25)
qсв - оползневое давление, воспринимаемое одиночной бесконечно жесткой сваей.
6.9. Расстояние между сваями в плоскости подошвы плиты ростверка должно быть не менее 1,5 диаметров свай между осями и не менее 1 м в свету (СН 200-62, п. 704). Если расстояние между сваями (п. 6.8) будет меньше указанных величин, то необходимо располагать сваи в шахматном порядке в несколько рядов.
Рис. 10. Графическое определение предельной величины пассивного отпора Ео:
р - собственная масса призмы отпора; С - сила сцепления по поверхности скольжении; R - реакция грунта по поверхности; Ео - пассивное давление на плоскость ВЛ; jw - угол внутреннего трения грунта; δ = 0
6.10. Оползневое давление qсв, воспринимаемое одиночной сваей (п. 6.11), не должно превышать несущей способности сваи при работе на горизонтальные усилия, рассчитанной по прочности и деформативности. Сечение сваи на прочность следует рассчитывать на усилия, определенные с учетом ее расчетной схемы.
6.11. Предельную величину оползневого давления, воспринимаемого одиночной сваей, определяют по выражению
(26)
где h1 = h∙cos a;
h - мощность оползня в месте установки свайной конструкции;
?? - угол наклона поверхности скольжения к горизонту;
γw - объемная масса оползневого грунта;
??w, cw - соответственно угол внутреннего трения и сцепление оползневого грунта;
D - диаметр сваи.
6.12. При определении расстояния между сваями в ряду необходимо учитывать возможность проявления вязко-пластического «обтекания» («прорезания» по Н.Н. Маслову) свай грунтом оползневого массива в горизонтальной плоскости, скорость которого может быть определена по формуле
υt = υк - (υк - υо)∙е-ct, (27)
где υо - начальная скорость ползучести оползневого массива, см/сутки;
t - время от момента ввода противооползневой конструкции в эксплуатацию, сутки;
υк - конечная скорость вязко-пластического «обтекания» свай оползневым грунтом, см/сутки,
(28)
η - коэффициент динамической вязкости оползневого грунта, (кгс∙сутки)/см2;
с - параметр, 1/сутки,
(29)
m - масса оползающего грунта, кгм;
qдоп∙η - удельное давление на сваю, при котором исключено вязко-пластическое «обтекание» («порог» вязко-пластического обтекания), кгс/см2,
(30)
сс - жесткое структурное сцепление оползневого грунта.
6.13. Если рассчитанная скорость υк недопустима с точки зрения деформируемости дорожной конструкции, расположенной на оползневом участке склона, расстояние между сваями в ряду следует уменьшить, а затем снова проверить в соответствии с п. 6.12.
6.14. Свайные противооползневые конструкции на воздействие оползневого давления рассчитывают по прочности и по деформативности, используя методику, изложенную в «Рекомендациях по расчету фундаментов глубокого заложения опор мостов» (ЦНИИС. М., 1970), в части определения глубины заложения свай в коренные породы. В расчете должно быть учтено, что оползневое давление приложено к свае по всей ее длине от подошвы плиты ростверка до поверхности скольжения и к боковой поверхности плиты ростверка. Если плита ростверка служит основанием подпорной стены, то необходимо учесть также часть оползневого давления, которая воспринимается стеной и передается на свайный ростверк.
Для упрощения расчета допускается принимать, что распределение оползневого давления по высоте происходит по треугольной эпюре.
При расчете свай по материалу могут быть два случая:
на сваю действует только оползневое давление, вызывающее в ее сечениях изгибающие моменты и перерезывающие силы; в этом случае сваю рассчитывают на изгиб;
на сваю, помимо оползневого давления, воздействуют собственная масса конструкции и временная нагрузка на нее; в этом случае в свае действуют изгибающий момент, перерезывающая и продольная силы и ее необходимо рассчитывать на внецентренное сжатие.
При определении момента в сечениях сваи, вызываемого оползневым давлением, могут быть следующие случаи:
свая рассматривается как отдельно стоящая, и момент вычисляется как в консольной балке;
голова сваи заделана в ростверк, который рассматривается как упругоподатливая опора, и момент вычисляется как в балке с одним заделанным концом и другим свободно опертым;
то же в случае анкеровки головы сваи гибкой или жесткой анкерной тягой;
голова сваи заделана в несмещаемый ростверк, и момент в свае вычисляется как в балке с двумя заделанными концами.
6.15. При расчете буронабивных свай по материалу расчетные сопротивления бетона и арматуры принимают по СН 365-67 с предусмотренными коэффициентами условий работы для железобетонных и бетонных конструкций мостов и труб. Расчетное сопротивление бетона свай на осевое сжатие (в противооползневых конструкциях) допускается принимать равным 0,25 от проектной марки бетона без ввода дополнительного коэффициента условий работы.
Продольный изгиб при расчете буронабивных свай по материалу не учитывают.
6.16. Пример расчета удерживающей конструкции из буронабивных свай и пример определения сметной стоимости буронабивной сваи D = 860 мм приведены в приложениях 5 и 6.
7. Устройство противооползневых конструкций из буронабивных свай
7.1. Технология устройства противооползневых конструкций из буронабивных свай включает следующие операции (рис. 11):
подготовительные работы (устройство временных объездов, организация строительной площадки);
изготовление буронабивных свай;
устройство железобетонной плиты ростверка.
Рис. 11. План строительной площадки:
1 - буровой станок ударно-канатного действия, тип УКС-30M или БС-1М; 2 - гусеничный кран МКГ-25; 3 - бадья для сбора шлама; 4 - электростанция; 5 - места складирования армокаркасов; 6 - места складирования обсадных труб; 7 - вибробадья; 8 - автомобиль-самосвал ЗИЛ-585; 9 - временное ограждение; 10 - щебеночная подготовка; 11 - буккер с бетонолитной трубой; 12 - временный объезд
Ниже приведена потребность в механизмах и оборудовании:
Количество, шт.
Буровой станок ударно-канатного действия (типа УКС-30М или БС-1М).......... 2
Гусеничный кран МКГ-25.......................................................................................... 1
Электростанция........................................................................................................... 2
Вибробадья.................................................................................................................. 3
Автомобиль-самосвал ЗИЛ-585................................................................................. 2
Автомобиль-самосвал для вывозки шлама............................................................... 2
Емкость для воды........................................................................................................ 2
Бадья для сбора шлама................................................................................................ 2
Виброигла длиной 3 м................................................................................................ 1
Бункер с бетонолитной трубой.................................................................................. 2
Сварочный аппарат..................................................................................................... 1
7.2. Технология изготовления буронабивных свай, являющихся основным элементом противооползневой конструкции, в основном не отличается от общепринятой (рис. 12).
Рис. 12. Технологическая схема устройства буронабивных свай
1 - скважина; 2 - обсадная труба; 3 - цементогрунтовая подушка; 4 - арматурный каркас; 5 - приемный бункер с бетонолитной трубой; 6 - бетонная смесь; 7 - кондуктор
7.3. Работы по устройству буронабивных свай следует начинать при наличии проекта производства работ, полного комплекта технологического оборудования и материалов необходимого в нужном количестве и качестве.
Невыполнение предусмотренных утвержденным проектом методов работ, требований настоящих «Методических рекомендаций», а также нарушение конструкции предусмотренной рабочими чертежами, является основанием для остановки работ.
Проект производства работ по строительству свайного противооползневого сооружения должен удовлетворять требованиям технологии изготовления буронабивных свай и правил их приемки, содержащихся в соответствующих разделах настоящих «Методических рекомендаций».
Мероприятия по технике безопасности рассматриваются в соответствующих проектах производства работ, составляемых с соблюдением требований СНиП III-А.11-70.
Бурение скважин
7.4. К бурению скважин разрешается приступать только при условии неукоснительного соблюдения требований, содержащихся в п. 7.3.
Перед началом бурения каждой скважины необходимо проверить соответствие положения ее осей и отметки головы сваи (устья скважины) проекту.
Очередность бурения скважин устанавливается проектом производства работ. При этом бурение смежных скважин при расстоянии между осями не менее 5 диаметров (для диаметра 750 мм - 3,75 м, для диаметра 860 мм - 4,3 м) допускается после достижения бетоном прочности не менее 25 кгс/см2.
Очередность бурения скважин на активном оползне зависит от степени активности и устанавливается на основе подробных инженерно-геологических изысканий и наблюдений.
Сравнительно малоактивные оползни (смещение до 1 - 2 см в сутки) рекомендуется закреплять сначала на устойчивых участках в целях использования эффекта самоторможения.
Закрепление активного оползня может быть начато с наиболее активного участка. В этом случае установленные в первую очередь сваи могут разрушиться (при этом будет достигнут эффект временного укрепления оползня). Дальше закреплять оползень можно в наиболее устойчивых участках. Разрушенные сваи должны быть заменены.
7.5. Работы по устройству каждой сваи необходимо вести без длительных перерывов между отдельными технологическими операциями во избежание случайного обрушения стенок скважин.
Во всех случаях нельзя допускать простоя скважины в ожидании бетонирования в течение более 16 ч. Если предвидится задержка с началом бетонирования, бурение рекомендуется приостанавливать, не доводя забой скважины до проектной отметки на 1 - 2 м.
7.6. При благоприятных грунтовых условиях (грунты без включений обломков, глыб) скважины (на всю глубину или часть ее) рекомендуется бурить станками шнекового бурения. Оползневые грунты со скальными включениями и плотные коренные породы проходят станками канатно-ударного бурения.
