РД 31.31.27-81 сторінка 12 з 47

Руководство по проектированию морских причальных сооружений

g - вес твердых частиц грунта, кгс;

V - объем твердых частиц грунта, см³;

g - объемная масса грунта, кгс/см³;

w - весовая влажность, определяемая по формуле

[66]

Значения величин k_ф, а, e_cp, n, g_y, g_с, g, V, g, w следует, как правило, принимать по инженерно-геологическим отчетам.

Избыточное давление и в поровой воде должно определяться с учетом изменения состояния грунта по мере его нагружения в процессе возведения и первоначальной эксплуатации сооружения, а сдвиговые показатели грунтов (по j_I и c_I) - в их неконсолидированном или частично консолидированном состоянии.

Примечание. Величину избыточного давления и в поровой воде допускается определять методами теории одномерной консолидации грунта.

При уплотнении (консолидации) слоя грунта под действием добавочного внешнего давления р от равномерно распределенной нагрузки, длина распространения которой в 2 раза и более превышает толщину сжимаемого водонасыщенного слоя, давление в грунте выражается зависимостью (рис. 17)

[67]

где р_z - давление, передающееся на твердые частицы грунта (эффективное давление);

и - давление, возникающее в воде (поровое или нейтральное давление).

При этом давление в скелете грунта на глубине z с достаточной для практических целей точностью может быть определено по формуле

[68]

где е - основание натуральных логарифмов;

[69]

Рис. 17. Распределение давлений в водонасыщенном слое грунта для некоторого времени от начала загружения

1 - водонасыщенный слой; 2 - водопроницаемый слой, 3 - водонепроницаемый слой (скала).

Расчет устойчивости оснований из водонасыщенных сильно сжимаемых глинистых грунтов причальных сооружений распорного типа следует производить с учетом указаний РД 31.31.34-85 «Инструкция по проектированию причальных сооружений распорного типа на слабых грунтах».

Допускается проверять устойчивость оснований по методу «нулевого трения», когда внешнее давление уравновешивается поровым, т.е. р = и, при этом t = с_I.

В зависимости от прогноза консолидации грунта и начала или условий эксплуатации сооружения (например, продолжительность возведения сооружения, расчет на перспективное углубление дна у причала и т.п.) сдвиговые показатели могут приниматься для полностью стабилизированного состояния грунта по формуле

[70 (33)]

(Измененная редакция).

13.40. Расчет оснований причальных сооружений и их конструктивных элементов по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, кренам и горизонтальным перемещениям) надлежит выполнять в соответствии с требованиями глав СНиП II-16-76, СНиП II-17-77, а при основании из слабых грунтов по РД 31.31.34-85.

Расчет осадок слоя водонасыщенного слабого глинистого грунта во времени, вызванных приложением внешних нагрузок, при равномерном или неравномерном распределении уплотняющих давлений по глубине указанного сжимаемого слоя рекомендуется выполнять по книге Н. А. Цытовича «Механика грунтов».

(Измененная редакция).

14 (9). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА 14.1 (9.1). Расчет причальных сооружений гравитационного типа должен выполняться в соответствии с требованиями п. 13.3 (8.3) а, б, д, л, м настоящего Руководства и с применением расчетных коэффициентов в соответствии с пп. 13.16 (8.8) и 13.22 (8.14).

14.2 (9.2). Причальные сооружения гравитационного типа по условиям допустимой неравномерности осадок (вторая группа предельных состояний) следует проектировать с таким расчетом, чтобы равнодействующая от нагрузок не выходила из ядра сечения основания.

Указанное условие определяется формулой

[71 (34)]

или

[72 (35)]

В формулах [71 (34)] и [72 (35)]:

а - расстояние от передней грани сооружения до точки приложения равнодействующей нагрузок, определяемое по формуле

[73 (36)]

b - ширина основания сооружения;

е - эксцентриситет приложения равнодействующей нагрузок, определяемый по формуле

[74 (37)]

М_уд - суммарный момент от удерживающих сил относительно переднего ребра вращения;

М_о - суммарный момент от опрокидывающих сил относительно переднего ребра вращения;

g - сумма вертикальных сил, действующих на подошву сооружения.

Допускается выход равнодействующей нагрузок за пределы ядра сечения при увеличенном эксцентриситете для сооружений на скальном основании до е £ 0,25 b, на основаниях из твердых и плотных грунтов только в случае расчета на особые сочетания нагрузок и воздействий до е £ 0,2 b.

Примечание. К удерживающим следует относить все вертикальные силы, включая и вертикальную составляющую активного давления грунта с учетом возможных временных нагрузок.

14.3. Расчет нескальных оснований гравитационных причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, горизонтальным смещениям, кренам) производится в соответствии со СНиП II-16-76 из условий:

[75]

[76]

[77]

где S, U, w - соответственно величины конечных осадок, горизонтальных перемещений и кренов (наклонов), определяемые расчетом согласно требованиям главы СНиП II-16-76;

S_np, U_np, w_np - соответственно предельные величины осадок, горизонтальных смещений и кренов, устанавливаемые проектом.

Примечание. Расчет оснований причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям) должен выполняться на основные сочетания действующих нагрузок и воздействий.

14.4. В соответствии с указаниями главы СНиП II-16-76 для причальных сооружений гравитационного типа при эксцентриситете е_p £ 0,2 b расчет по деформациям допускается не производить, если соблюдено условие

[78]

где p_cp - среднее давление на грунт основания от действующих нагрузок с учетом веса постели;

R_д - давление на грунт основания, определяемое по формуле

[74]

m₁ - коэффициент условий работы, принимаемый при строительстве «в воду» для пылеватых песков m₁ = 0,7, для других грунтов m₁ = 0,9;

A₁, A₂, D - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 7 СНиП II-16-76 или по формулам:

[80]

[81]

[82]

В - ширина подошвы сооружения;

h_n - толщина постели;

g_г_II, g_к_II - объемная масса соответственно грунтов основания и материала постели;

d - заглубление подошвы сооружения от отметки проектного дна;

с_II - сцепление грунта, залегающего под подошвой постели.

Примечание. В расчетах причальных сооружений по деформациям осадка постели не учитывается.

14.5 (9.3). При определении нормальных краевых напряжений под подошвами гравитационных сооружений или каменными постелями в расчете прочности оснований должно выполняться условие

[83 (38)]

где s - краевое напряжение на контакте каменной постели и подошвы сооружения или на контакте грунта основания и подошвы каменной постели, определяемое в соответствии с п. 14.6 (9.4) и 14.7 (9.5);

R - расчетное сопротивление грунта основания, назначаемое по инженерно-геологическим отчетам.

Примечание. Допускается расчетное давление грунта основания определять по указаниям прил. 3 СНиП 2.02.01-83. В этом случае условные расчетные давления R₀ на грунты основания принимаются по табл. 1 - 3 прил. 3 СНиП 2.02.01-83, а величина расчетного давления на грунты основания R определяется по формулам [84] и [85]. При этом принимается, что значения R₀ в табл. 1 - 3 прил. 3 СНиП 2.02.01-83 относятся к подошвам сооружения, имеющим ширину b₁ = 1 м и глубину заложения h₁ =2 м.

При h £ 2 м.

[84]

при h > 2 м

[85]

где b и h - соответственно фактические ширина и глубина заложения подошвы сооружения, м;

g_II - объемная масса грунта, расположенного выше подошвы сооружения, тс/см³;

k₁ - коэффициент, учитывающий влияние ширины подошвы сооружения, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k₁ = 0,125, пылеватыми песками и глинистыми грунтами - k₁ = 0,05;

k₂ - коэффициент, учитывающий влияние глубины заложения подошвы сооружения, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k₂ = 0,25, супесями и суглинками - k₂ = 0,20 и глинами - k₂ = 0,15.

(Измененная редакция).

14.6 (9.4). Краевые напряжения по контакту основания сооружения и каменной постели при соблюдении условий [71 (34)] и [72 (35)] [рис. 18 (8), а] определяются по формуле

[86 (39)]

При несоблюдении в пределах указаний п. 14.2 (9.2) условий [71 (34)] и [72 (35)] [рис. 18 (8), б] краевые напряжения определяются по формуле

[87 (40)]

В формулах [86 (39)] и [87 (40)]:

s_max и s_min - максимальные и минимальные краевые нормальные напряжения в каменной постели на контакте с основанием сооружения;

R - расчетное сопротивление каменной постели, принимаемое в зависимости от марочной прочности камня с учетом его водонасыщенности. При расчете прочности каменной постели допускается пользоваться рекомендациями примечания п. 14.5 (9.3).

Рис. 18 (8). Эпюры краевых напряжений по контакту основания сооружения и каменной постели.

Остальные обозначения принимаются по п. 14.2 (9.2).

Примечание. При отсутствии инженерно-геологических данных допускается принимать расчетное давление постели R:

для основного сочетания силовых воздействий R = (4 ÷ 6) кгс/см²;

для особого сочетания силовых воздействий R =(5,5 ÷ 8,5) кгс/см².

14.7 (9.5). Краевые напряжения по контакту каменной постели с грунтом основания определяют из условия передачи нагрузок через постель под углом 45° по формуле

[88 (41)]

где - максимальные и минимальные краевые нормальные напряжения в грунте основания на контакте с каменной постелью;

- то же, что в п. 14.6 (9.4);

- ширина, по которой передается давление от сооружения на постель. При соблюдении условий [71 (34;)] и [72 (30)] = b, при несоблюдении указанных условий = 3 a;

h_п -толщина каменной постели, м;

- объемная масса камня постели [см. п. 13.31 (8.21)];

R - расчетное сопротивление грунта основания, принимаемое по инженерно-геологическим отчетам; при отсутствии инженерно-геологических данных допускается принимать по указаниям и рекомендациям примечания п. 14.5 (9.3).

14.8 (9.6). Толщина каменной постели h_п определяется из условия, чтобы краевые напряжения не превышали расчетного сопротивления грунта основания, по формуле

[89(42)]

Все обозначения в формуле [89 (42)] принимаются по п. 14.7 (9.5).

Примечание. При отрицательной величине подкоренного выражения формулы [89 (42)] толщину постели следует принимать по конструктивным требованиям [см. п. 10.6 (5.6)].

14.9 (9.7). Расчет устойчивости гравитационных причальных сооружений (первая группа предельных состояний) из условия опрокидывания (поворота) вокруг переднего ребра вращения следует выполнять только в случае выхода равнодействующей от всех нагрузок за пределы ядра сечения, т.е. при несоблюдении условии [71 (34)] и [72 (35)], по формуле