Страница 23: РД 31.31.27-81. Руководство по проектированию морских причальных сооружений (52703)

                     [178 (114)]

где

                                           [179 (115)]

                                                    [180 (116)]

q - угол наклона откоса;

г) при размещении опоры на откосе и действии силы Р перпендикулярно кордону в сторону берега

                                           [181 (117)]

д) при размещении опоры на откосе вблизи его бровки и действии силы Р в сторону берега, когда условная горизонтальная поверхность, определяемая глубиной hусл, размещается выше отметки территории [см. рис. 44 (27), б], глубина hз откладывается от отметки территории.

В формуле [181 (117)] все обозначения соответствуют значениям, приведенным в п. 21.19 (17.19) в, за исключением значения z, которое определяется по формуле

                                         [182 (118)]

21.20 (17.20). В случае укрепления поверхности грунта основания слоем каменной отсыпки за линию дна и откоса (см. приложение 13, рис.4 и формулу в тексте примечания) следует принимать условную линию, поднятую над поверхностью грунта основания на величину hд:

для горизонтального дна

                                               [183 (119)]

для откоса

                                               [184 (120)]

где hк - толщина слоя камня;

 и  - объемная масса соответственно камня и грунта основания [см. п. 13.31 (8.21)].

(Измененная редакция).

21.21 (17.21). Глубина h погружения опоры в грунт [см. рис. 44 (27), а], обеспечивающая защемление и устойчивость ее при воздействии горизонтальной нагрузки, определяется для случая жесткого закрепления опоры в ростверке по формуле

                                 [185 (121)]

где  и  - то же, что в п. 21.17 (17.17);

Н - высота, отсчитываемая от условной горизонтальной поверхности до линии приложения силы Р.

Примечания: 1. При наличии откоса глубина погружения отсчитывается от условной горизонтальной поверхности [см. рис. 44 (27)].

2. При разнородных грунтах основания сооружения допускается принимать средневзвешенные расчетные значения угла  внутреннего трения и сцепления с.

(Измененная редакция).

21.22 (17.22). Продольные и поперечные рамы на вертикальные и горизонтальные нагрузки рекомендуется рассчитывать методом деформаций (путем последовательных приближений) с учетом упругой податливости материала опор и грунта основания в соответствии с указаниями п. 21.24 (17.24).

21.23 (17.23). Расчет рам на временные (подвижные и неподвижные) нагрузки следует выполнять по линиям влияния, построенным с учетом податливости опор.

Примечание. Построение линий влияния производится последовательным расчетом рамы методом, указанным в п. 21.22 (17.22), при перемещении нагрузки от единичного груза по ригелю.

21.24 (17.24). Коэффициент k, учитывающий упругую податливость опоры, допускается определять по методу Н. А. Смородинского:

для опор на нескальных грунтах

                                               [186 (122)]

где  - коэффициент упругости части опоры, погруженной в грунт, равный N, тс/мм [N - продольная сила, определяемая в соответствии с указаниями п. 21.8 (17.8);  = 0,4 1/мм - коэффициент пропорциональности];

Но - свободная длина опоры от заделки в ростверке до поверхности грунта (откоса или линии поверхности дна);

Е - модуль упругости материала опоры;

F - площадь сечения опоры;

для опор на полускальных и скальных основаниях

                                                 [187 (123)]

где h - глубина погружения опоры.

В первом случае конец забитой сваи смещается вместе с окружающим сваю грунтом (висячая свая) и коэффициент упругой податливости зависит от упругой осадки сваи в грунте и от упругой деформации материала свободной части сваи.

Во втором случае конец забитой сваи опирается на практически несжимаемый (скальный) грунт (свая-стойка) и коэффициент упругой податливости зависит только от упругой деформации материала сваи по всей ее длине.

Примечание. Коэффициенты податливости опор в грунте, определенные по формулам [186 (122)] и формулам [187 (123)], следует по возможности уточнять по результатам натурных статических испытаний.

Упругая податливость опоры в грунте по результатам статических испытаний определяется по формуле

                                                          [188]

где N - расчетная нагрузка на опору по результатам нагружения статической нагрузкой;

е - осадка опоры (сваи, сваи-оболочки).

Коэффициент упругой податливости k численно равен осадке головы опоры от действия единичной продольной силы.

Величина, обратная коэффициенту упругой податливости, называется коэффициентом упругого оседания Vп,т; этот коэффициент численно равен силе, от действия которой происходит смещение головы опоры на единицу длины.

Упругая податливость одиночной сваи под действием вертикальной силы характеризуется коэффициентом оседания

                                           [189]

где  - угол наклона сваи к вертикали.

Горизонтальная составляющая упругой податливости наклонной одиночной сваи от действия вертикальной силы характеризуется коэффициентом оседания

                                      [190]

Для вертикальной сваи формула [189] принимает вид

                                                      [191]

При наличии в конструкции козловых и полукозловых опор упругая податливость узла характеризуется суммой упругой податливости свай, входящих в данный узел.

При этом, кроме коэффициентов упругой податливости от действия вертикальной силы (формулы [189] и [190]), учитываются коэффициенты упругой податливости от действия горизонтальной силы по формулам:

вертикальная составляющая коэффициента оседания

                                                 [192]

горизонтальная составляющая коэффициента оседания

                                                  [193]

По условию взаимности перемещений коэффициент горизонтальной податливости  от действия вертикальной силы равен коэффициенту вертикальной податливости  от действия горизонтальной силы, т.е.

(Измененная редакция).

21.25. В последнее время наибольшее распространение получил метод, по которому грунт, окружающий сваю, работающую на горизонтальную и моментную нагрузки, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели.

Этот метод принят в расчете пространственной конструкций эстакад по каркасной схеме (РД 31.31.08-72). Применение этого метода в расчетах плоских рамных систем изложено в прил. 13.

Расчет сваи с учетом упругости грунта коэффициентом постели С от единичного горизонтального смещения ( = 1) головы сваи и единичного поворота ( = 1) ее относительно горизонтальной оси выполняется по схеме балки на упруго оседающих опорах (рис. 46).

Воздействие грунта на сваи (опоры) заменяется эквивалентом работы упругих связей (упругих опор), усилия в которых от единичных смещений определяются по формуле

N = CS,                                                             [194]

где С - коэффициент постели грунта основания на рассматриваемой глубине, тс/м3, определяемый по формуле

C = KZ;                                                             [195]

К - коэффициент пропорциональности, характеризующий рост с глубиной коэффициента постели грунта, тс/м3, принимаемый по табл. 1 приложения к СНиП II-17-77;

Z - глубина, м, рассматриваемого сечения (расположение фиктивной опоры i) относительно поверхности грунта, для которого определяется коэффициент постели;

S - расчетная площадь, м2, примыкающая к фиктивной (упругой) опоре i, определяемая по формуле

                                                           [196]

bp - расчетная ширина сваи, м, принимаемая:

для круглого сечения сваи

                                                       [197]

для прямоугольного -

                                                             [198]

zo - расстояние между серединами смежных пролетов, примыкающих к фиктивной (упругой) опоре i, м;

d - наружный диаметр круглого сечения или сторона прямоугольного сечения сваи, м.

Коэффициент упругой податливости в случае учета работы грунта коэффициентом постели определяется по формуле

                                                     [199]

где  - коэффициент, учитывающий уменьшение осадок оснований с уменьшением площади подошвы опор;

F и Е - то же, что в п. 21.24 (17.24);

l - полная длина сваи от острия до низа верхнего строения;

Сосн - коэффициент постели на глубине z забивки сваи (острия), определяемый по формуле [195].

Соответствующие изменения в этом случае необходимо внести в формулы [189] - [193] определения коэффициента оседания. В частности, формула [191] для вертикальной сваи будет иметь вид

                                                 [200]

Рис. 46. Схема расчета сваи при учете работы грунта как упругой линейно-деформируемой среде, характеризуемой коэффициентом постели

21.26 (17.25). Расчет опор (свай, свай-оболочек) и свайных фундаментов и их оснований по первой и второй группам предельных состояний (по потере несущей способности по материалу опоры и грунту, а также по деформациям и трещиностойкости) надлежит выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП II-17-77, СНиП II-56-77 и СНиП 2.03.01-84. При этом несущая способность опор по грунту определяется по формуле

                                             [201 (124)]

где  - расчетная нагрузка на одну сваю, сваю-оболочку или свайный фундамент, тс;

Ф - расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи, определяемая по указаниям главы СНиП II-17-77, тс;

kн - коэффициент надежности, принимаемый по указаниям главы СНиП II-17-77;

Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, сваю-оболочку или свайный фундамент, тс;

п и nc - то же, что в п. 13.16 (8.8);

N - нагрузка на сваю, сваю-оболочку или свайный фундамент, определяемая при расчете причального сооружения, тс;

тд - дополнительный коэффициент условий работы; в зависимости от класса капитальности сооружения и сочетания нагрузок и силовых воздействий принимается равным:

(Измененная редакция).

21.27 (17.26). Несущую способность свай всех типов и свай-оболочек следует определять как наименьшее из значений, полученных при расчетах:

по условию сопротивления грунта основания сваи - в соответствии с требованиями главы СНиП II-17-77 и п. 21.26 (17.25) настоящего Руководства;

по условию сопротивления материала сваи - в соответствии с главами СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, СНиП II-23-81, СНиП II-25-81, Руководствами к СНиП II-56-77 и 2.03.01-84, пп. 13.15 (8.7) - 13.19 (8.11) настоящего Руководства.

Примечание. Несущую способность опор по грунту следует уточнять по результатам испытаний динамической и статической нагрузками в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78 «Сваи. Методы полевых испытаний», глав СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты», СНиП 3.02.01-83 «Основания и фундаменты» и Руководства к СНиП 3.02.01-83. Необходимость и количество испытаний устанавливаются проектной организацией.

К пп. 21.24 (17.24) - 21.27 (17.26). При расчете свайных эстакадных и других причальных сооружений несущая способность опор (свай, свай-оболочек) по грунту и упругая податливость материала опоры и грунта основания определяются по СНиП II-17-77, Руководству к СНиП и рекомендациям Н. А. Смородинского, т.е. по указаниям, составленным на ограниченном натурном материале, что приводит в ряде случаев к искажению расчетных усилий и глубины погружения свайных фундаментов по сравнению с данными натурных статических и динамических испытаний. Поэтому рекомендовано для повышения надежности и экономичности принимаемых проектных решений во всех случаях выполнять полевые исследования для причальных сооружений с I по III класс капитальности.

(Измененная редакция).

21.28 (17.27). В конструктивных расчетах прочности, устойчивости, деформаций и трещиностойкости, выполняемых в соответствии с указаниями глав СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП, расчетную длину опор lо внецентренно-сжатых элементов допускается определять как произведение коэффициента приведения длины , назначаемого в соответствии с прил. 14 настоящего Руководства, и геометрической высоты l от условной заделки в грунте основания до низа ростверка.

(Измененная редакция).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБЩЕСОЮЗНЫХ И ВЕДОМСТВЕННЫХ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ И РАСЧЕТАХ МОРСКИХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ