РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ И ОСАДКИ ОСНОВАНИЯ НА ПК3, ПК4




Ø Участок I: ПК3

Исходные данные:

Е = 0,15 МПа; с=0,015 МПа; Н=2,5 м; hн=5,4 м;

gн= 2,0 т/м3; j=0°; В=12 м; m=1:2.

 

Расчет:

Р0 = 2·9,8×5,4 = 105,84 тс/м2=0,106 МПа

Sкон =

Относительная деформация: l =

тс/м2=0,084 МПа

 

м

 

/b =2,5/16,8 = 0,15

Z/B=2,5/12=0,21


 

По номограмме рисунка Г.16 [График а (j=0˚), линия 2 (2а/В=3,0 (от 1,8))] b =0,21

Рис. 2. График для определения функции β

 

МПа

<1,0

Вывод: устойчивость на участке не обеспечена.

Ø Участок II: ПК 4

Исходные данные:

Е = 0,15 МПа; с=0,015 МПа; Н=3,8 м; hн=4,6 м;

gн= 2,0 т/м3; j=0°; В=12 м; m=1:2.

 

Расчет:

Р0 = 2×9,8×4,6 = 91,08 тс/м2=0.091 МПа

Sкон =

Относительная деформация: l =

=2×9,8×(3,8+2,28)=119 тс/м2=0,119 Мпа

 

м

 

/b =3.8/15.2 = 0,25

Z/B=3,8/12=0,317

По номограмме рисунка Г.16 [график а, линия 2] b =0,25

МПа

<1,0

Вывод: устойчивость на участке не обеспечена.

 

Таблица 3. Результаты расчета устойчивости и осадки основания насыпи

№ поперечника ПК Высота насыпи hн, м Мощность слабой толщи Н, м Средневзвешенный модуль деформации Еср, МПа Осадка S, м Относительная деформация l Коэффициент безопасности Кбез
               
I   5,4 2,5 0,15 1,76 0,71 0,85
II   4,6 3,8 0,15 2,28 0,6 0,5

Общий вывод по результатам предварительных расчётов:

— на всех расчетных поперечниках коэффициент безопасности Кбез значительно меньше требуемого. Следовательно, необходимы дополнительные конструктивно-технологические мероприятия по укреплению слабого основания насыпи.

Следует предусмотреть меры, как для повышения устойчивости основания, так и для снижения осадок. Рациональным решением может быть укрепление основания песчаными сваями.

РАСЧЁТ КОНСТРУКЦИИ ОСНОВАНИЯ, УКРЕПЛЕННОГО ПЕСЧАНЫМИ СВАЯМИ

 

Расчетная схема

Для повышения устойчивости и снижения осадки слабых грунтов назначаются песчаные сваи.

Принимаем следующую расчетную схему для оценки устойчивости основания насыпи:

- песчаные сваи, опертые о подстилающие слои, длина свай равна мощности слабой толщи;

- модуль деформации грунта свай: Е=18 МПа;

- коэффициент бокового давления грунта свай xс = 0,35 (песок);

- коэффициент поперечной деформации торфа: µ=0,4;

- сцепление торфа после уплотнения под нагрузкой (р=0,05МПа): с=0,042 МПа;

- угол внутреннего трения слабого грунта: j=0°;

- сближение свай m = , где d – диаметр свай, м; l – расстояние между сваями в свету, м:

 

m d, м l, м
0,4 0,8 2,0
0,5 0,8 1,6

 

Pc
Pz
Po
Px
St
So
Sx/2
d
l
H
Sx/2
d

 


Рисунок 3. Схема для расчета оснований с песчаными сваями:

Н — мощность слабой толщи; l—расстояние между песчаными сваями в свету;

d — диаметр песчаной сваи; S о — осадка основания без сваи; St — осадка основания со сваями; Sx/2 — боковая деформация свай; Р — нагрузка на межсвайное пространство; P о — нагрузи от веса насыпи: P c — нагрузка на сваи.

 

Участок I: ПК 3

Исходные данные:

Ø модуль деформации: Е=0,15 МПа;

Ø относительная деформация основания без свай: l=0,71;

Ø нагрузка от насыпи: Р0=10,6 т/м2;

Ø длина свай: Н=3,8 м;

Расчёт:

Ø деформации и напряжения в основании (определяются по табл. прил. 6(Е) [1]).

При . Согласно таблице 6(Е) сближение свай больше 1. Следовательно, необходимо устройство насыпи в две стадии:

Ø стадия I – отсыпка насыпи слоем толщиной h1=2,5 м либо h1= ;

Ø стадия II – то же h2=(hн- h1)+S


 

При m = 0,4

= 2×9,8×2,5=49 тс/м2=0,049 МПа

l= =0.3

Согласно приложению 6(Е) определяются отношения Pz/P0 и Px/P0:

Таблица 4.1 – Таблицы для определения вертикальных и горизонтальных напряжений в основании со сваями

λ=0,3 μ=0.3 μ=0.45
m=0.4 Pх/P0 0,4630 0,4270
Pz/P0 0,6750 0,5650

 

В данном приложении не приведены данные для μ=0,4, поэтому точные значения вычисляются методом интерполяции:

Рис. 4,1. Вертикальные и горизонтальные напряжения в основании со сваями

=0,6017 =0,439

рz = 0,6017×0,049 = 0,0295 МПа рх = 0,439×0,049 = 0,0215 МПа

Ø коэффициент стабильности межсвайного пространства на первой стадии

Расчет приведенного модуля деформации армированного основания:

Исходные данные: d=0,8 м; l=2,0 м; l0=2,8 м; Егр=0,15 МПа;

2b=33,6 м; условная длина участка L=50 м.


 

Приведенный модуль деформации слабого основания:

Em=(1-a)Eгр + aEcв

a – относительная площадь армирующих элементов:

Количество свай:

Em = (1-0,064)×0,15+0,064×18=1,298 МПа

Осадка армированного основания:

Ø Толщина второго слоя: h2 = (hн- h1)+S=(5,4 – 2,5) + 0,094 = 2,99м

Ø hн = 2,5+2,99=5,49 м

Общая устойчивость основания:

Ррасч = 2×9,8×5,49=107,7 тс/м2 = 0,108 МПа

Сцепление торфа после уплотнения 0,042 МПа под нагрузкой (р=0,05 МПа) назначено по [1] и имеет заведомо минимальное значение, что идет в запас прочности.

МПа


 

При m = 0,5

= 4,9 т/м2=0,049 МПа

Согласно приложению 6(Е) определяются отношения Pz/P0 и Px/P0:

Таблица 4.2 – Таблицы для определения вертикальных и горизонтальных напряжений в основании со сваями

λ=0,3 μ=0.3 μ=0.45
m=0.5 Pх/P0 0,4660 0,4210
Pz/P0 0,6150 0,5190

 

В данном приложении не приведены данные для μ=0,4, поэтому точные значения вычисляются методом интерполяции:

Рис. 4,2. Вертикальные и горизонтальные напряжения в основании со сваями

=0,551 =0,436

рz = 0,551×0,049 = 0,027 МПа рх = 0,436×0,049 = 0,0214 МПа

Ø коэффициент стабильности межсвайного пространства на первой стадии

Расчет приведенного модуля деформации армированного основания:

Исходные данные: d=0,8 м; l=1,6 м; l0=2,4 м; Егр = 0,15 МПа;

2b=33,6 м; условная длина участка L= 50м.

Количество свай:

Em = (1-0,087)×0,15 +0,087 ×18=1,709 МПа

Осадка армированного основания:

Ø Толщина второго слоя: h2 = (hн- h1)+S=(5,4 – 2,5) + 0,072 =2,97 м

Ø hн = 2,5+2,97=5,47 м

Общая устойчивость основания:

Ррасч = 2×9,8×5,47=107,2 тс/м2 = 0,107 МПа

МПа

Вывод: на участке I: ПК3устойчивость основания с песчаными сваями обеспечивается при сближении свай более 0,4. Осадка составит при m=0,4 и m=0,5 соответственно 9,4 см и 7,2 см.

 

Участок II: ПК 4

Исходные данные:

Ø модуль деформации: Е=0,15 МПа;

Ø относительная деформация основания без свай: l=0,6;

Ø нагрузка от насыпи: Р0=9,2 т/м2;

Ø длина свай: Н=3,8 м;

Расчёт:

Ø деформации и напряжения в основании (определяются по табл. прил. 6(Е) [1]).

При . Согласно таблице 6(Е) сближение свай больше 1. Следовательно, необходимо устройство насыпи в две стадии:

Ø стадия I – отсыпка насыпи слоем толщиной h1=2,5 м либо h1= ;

Ø стадия II – то же h2=(hн- h1)+S

При m = 0,4

= 2×9,8·2,3=4,508 т/м2=0,045 МПа

l=

Согласно приложению 6(Е) определяются отношения Pz/P0 и Px/P0 аналогично, как для ПК3:

=0,6017 =0,439

рz=0,6017×0,045=0,0277 МПа рх=0,439×0,045=0,0202 МПа

Ø коэффициент стабильности межсвайного пространства на первой стадии

Расчет приведенного модуля деформации армированного основания:

Исходные данные: d=0,8 м; l=2,0 м; l0=2,8 м; Егр=0,15 МПа;

2b=30,4 м; условная длина участка L=50м.

Количество свай:

Em=(1-0,064)×0,15+0,064×18=1,295 МПа

Осадка армированного основания:

Ø Толщина второго слоя: h2=(hн- h1)+S=(4,6–2,3) + 0,132 =2,43 м

Ø hн=2,5+2,43=4,93 м

Общая устойчивость основания:

Ррасч=2×9,8×4,93=96,63 тс/м2=0,097 МПа

Сцепление торфа после уплотнения под нагрузкой (р=0,05 МПа) назначено по [1] и имеет заведомо минимальное значение - 0,042 МПа, что идет в запас прочности.

МПа

При m = 0,5

= 4,508 т/м2=0,045 МПа

Согласно приложению 6(Е) определяются отношения Pz/P0 и Px/P0 аналогично, как для ПК3:

=0,551 =0,436

рz=0,551×0,045=0,0253 МПа рх=0,436×0,045=0,0201 МПа

Ø коэффициент стабильности межсвайного пространства на первой стадии

Расчет приведенного модуля деформации армированного основания:

Исходные данные: d = 0,8 м; l = 1,6 м; l0 = 2,4 м; Егр = 0,15 МПа;

2b = 30,4 м; условная длина участка L= 50м.

Количество свай:

Em = (1-0,087)×0,15+0,087 ×18=1,708 МПа

Осадка армированного основания:

Ø Толщина второго слоя: h2=(hн- h1)+S=(4,6 – 2,3)+0,1=2,4 м

Ø hн = 2,5+2,4=4,9 м

Общая устойчивость основания:

Ррасч=2×9,8×4,9=96,04 тс/м2=0,096 МПа

МПа

Вывод: устойчивость основания с песчаными сваями на ПК обеспечивается при сближении свай более 0,4. Осадка составит при m=0,4 и m=0,5 соответственно 13 см и 10 см.

 

 

Таблица 5 – Результаты расчета устойчивости и осадки основания с

песчаными сваями

№ участка ПК Н, м hн Сближение свай m1 Осадка S, м Относительная деформация, l Кбез
I   2,5 5.4 0,4 0,09 0,3 1,86
0,5 0,07 0,3 1,86
II   3,8 4,6 0,4 0,13 0,3 1,74
0,5 0,10 0,3 1,75



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-12-28 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: