СП 287.1325800.2016 Действует

Еa – горизонтальная составляющая активного давления от веса грунта засыпки, определяемая в соответствии с разделом 8 и приложением Г.

14.2.6 Равнодействующую дополнительных сил сопротивления определяют по формуле

| (14.4)

где А – площадь поперечного сечения элемента жесткости, м2;

R – расчетное сопротивление на срез (растяжение) материала элемента жесткости, кПа.

A/R A/R

Рисунок 14.2 – График изменения коэффициента

14.2.7 Момент реактивного давления грунта М0 следует определять по формуле

| (14.5)

где – расстояние от горизонтальной составляющей активного давления грунта Еaq подошвы сооружения, м;

Еaq – горизонтальная составляющая активного давления грунта с внешней стороны ниже уровня дна, кН.

14.2.8 Расчет прочности замковых соединений шпунтовых конструкций следует выполнять исходя из условия

| (14.6)

где Рз – разрывающее усилие в замках шпунтовой конструкции, кН/м (см. 14.2.9);

Rз – предельное сопротивление в замках разрывающему усилию, кН/м.

14.2.9 Разрывающее усилие Рз следует определять по формуле

| (14.7)

где рз,гр – разрывающее усилие от активного давления грунта в сооружении, кН/м;

Рз,F – разрывающее усилие от активного давления грунта, кН/м, вызванное внешней горизонтальной нагрузкой.

Разрывающие усилия р3,гр, Р3,F следует определять по формулам:

| (14.8)

| (14.9)

где Pa,max – максимальная ордината эпюры активного давления грунта, кПа;

F – горизонтальная нагрузка на сооружение, кН;

GK – собственный вес сооружения от верха до отметки максимальной ординаты эпюры активного давления грунта, кН.

14.2.10 Максимальную ординату эпюры активного давления грунта Pamax определяют по формуле

| (14.10)

где Ра – максимальная ордината давления грунта на плоскую стенку, кПа, определяемая в соответствии с требованиями раздела 8 и приложения Г;

i – коэффициент уменьшения давления грунта, определяемый по рисунку 14.2.

14.3 Расчет конструкций узких засыпных пирсов

14.3.1 При расчете устойчивости узких засыпных пирсов на сдвиг по вертикальной плоскости следует выполнять условие (14.1) и требования 14.3.2, 14.3.3.

14.3.2 Суммарный момент удерживающих сил Мr, отнесенный к 1 м длины пирса, определяют по формулам:

- на нескальном основании

| (14.11)

- на основании, подстилаемом скальным грунтом,

| (14.12)

где bп – ширина пирса, м;

Еа1 – горизонтальная составляющая активного давления грунта на лицевую стенку пирса, кН/м;

Еа2 – горизонтальная составляющая активного давления грунта с внешней стороны ниже уровня дна на лицевую стенку пирса, кН/м;

2 – угол трения грунта о лицевую стенку пирса с внешней стороны, принимаемый 0,667red2, но не более 30° (red2 – средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунта ниже уровня дна с внешней стороны лицевой стенки пирса), град;

aп – расстояние между поперечными стенками, м;

M0 – момент реактивного давления грунта на внешнюю поверхность лицевой стенки пирса относительно подошвы сооружения, кН/м (см. 14.3.3).

П р и м е ч а н и е – При отсутствии поперечных стенок третий член в формулах (14.11), (14.12) равен нулю.

14.3.3 Момент реактивного давления М0 следует определять по формуле

| (14.13)

где – расстояние от горизонтальной составляющей активного давления грунта Еа2 до подошвы сооружения, м.

14.3.4 Расчет общей устойчивости узкого засыпного пирса выполняют в соответствии с разделом 9.

Расчет конструктивных элементов пирса следует выполнять в соответствии с разделом 11.

для условий Арктики

15.1 Основные конструктивные требования

15.1.1 Лицевые стенки засыпных причальных сооружений для условий Арктики следует выполнять из стальных шпунтовых свай или труб, экранирующие элементы – из железобетонных свай и свай-оболочек. Допускается применение для лицевых стенок элементов из предварительно напряженных железобетонных конструкций и высокопрочных бетонов класса по прочности на сжатие В70–В100.

15.1.2 Для тонкостенных конструкций в зоне действия ледовой нагрузки в необходимых случаях следует предусматривать создание противоледового пояса из стального проката или сталебетона. Высоту противоледового пояса рекомендуется принимать на 1 м больше расчетной толщины льда.

Отметку низа надстройки следует принимать ниже расчетного уровня воды не менее чем на 0,2 м.

15.1.3 При проектировании сооружений с созданием мерзлого ядра следует предусматривать уплотнение обратной засыпки.

15.1.4 Покрытие откосных сооружений не должно иметь выступающих частей. Для уменьшения воздействия льда на откосы следует предусматривать устройство берм на откосе.

15.1.5 Для стационарного перегрузочного оборудования и механизмов, располагаемых на ледяном сооружении, следует предусматривать свайное основание, выполняемое погружением свай в грунт через ледяной массив.

15.1.6 При проектировании ледяных причальных сооружений, эксплуатируемых более двух навигаций, следует предусматривать тепло- и гидроизоляцию ледяного массива, а при соответствующем технико-экономическом обосновании – применение термосвай или системы искусственного охлаждения.

15.1.7 Для ледяных сооружений, эксплуатируемых одну-две навигации, допускается вместо тепло- и гидроизоляции предусматривать большее сечение конструкции, чем это требуется по расчету или технологическим требованиям, учитывая таяние незащищенной ледяной конструкции в летний период. При эксплуатации таких сооружений в течение нескольких навигаций следует предусматривать возможность ежегодного домораживания в зимний период стаявшего летом льда конструкции.

15.1.8 Для повышения надежности ледяных стационарных причальных сооружений рекомендуется предусматривать армирование всего массива льда или на ширине не менее 1,5 м от боковых поверхностей массива опилками, древесным, бумажным или искусственным волокном и т. п.

15.1.9 При армировании ледяного массива стальными канатами рекомендуется располагать их в несколько рядов по ширине и высоте, вдоль и поперек сооружения отдельными секциями с перекрытием друг друга по длине. При необходимости анкеровки массива выпуски каната крепятся за береговые опоры.

15.1.10 Для исключения повреждения конструкции ледяного сооружения при швартовке судна следует предусматривать защиту лицевой стенки отдельными деревянными сваями, сваями с навеской на них отбойных устройств и ряжевыми конструкциями.

15.1.11 В качестве швартовных устройств рекомендуется использовать деревянные сваи, вмороженные в ледяной массив или забитые в грунт через ледяной массив, вмороженные в ледяной массив рамы, за которые закреплены швартовные гаки.

15.1.12 Закладные детали ледяных сооружений следует предусматривать из дерева. Применение стальных элементов и конструкций в ледяном массиве без специальных мероприятий по предотвращению таяния льда в летний период (покраска белой краской, термозащита и т. п.) не рекомендуется.

15.1.13 Следует предусматривать перехват и отвод от ледяного сооружения береговых поверхностных вод, например созданием водоотводящих канав.

15.1.14 При проектировании сооружений в арктической зоне следует учитывать возможные изменения климата.

15.2 Основные положения расчета

15.2.1 При расчетах стационарных причальных сооружений для условий Арктики необходимо учитывать следующие особенности:

- воздействие на сооружение значительных ледовых нагрузок и перепадов температур;

- наличие на реках Крайнего Севера бурных весенних паводков, сопровождающихся ледоходом, большим подъемом уровня воды и наводнениями;

- наличие мерзлоты в основании сооружения и возможность ее деградации, термоабразия морских берегов;

- промерзание обратной засыпки сооружения в осенне-зимний и весенний периоды;

- возможность использования льда и ледогрунта в качестве строительного материала и холода (отрицательной температуры внешней среды) как фактора строительного производства.

15.2.2 Нагрузки ото льда следует определять в соответствии с СП 38.13330, а также 15.2.3–15.2.6. Нагрузки ото льда следует принимать в составе основного сочетания нагрузок и по возможности уточнять в процессе натурных измерений.

15.2.3 Прочностные характеристики льда рекомендуется определять согласно СП 38.13330, с последующим уточнением в натурных условиях.

15.2.4 При определении ледовой нагрузки расчетную толщину льда следует принимать наибольшей из наблюдаемого ряда натурных измерений в период ледохода, при вскрытии акватории или возможных ветровых нагонах льда в акваторию порта.

При отсутствии данных о размерах льдин и их скорости движения ледовые нагрузки допускается определять в соответствии с СП 38.13330.

15.2.5 Статические нагрузки от температурного расширения льда и влияние работы ледокола в непосредственной близости от сооружения для причальных сооружений в морских акваториях допускается не учитывать. В речных условиях статическую нагрузку от температурного расширения льда следует определять в соответствии с требованиями СП 38.13330.

15.2.6 Нагрузки от примерзания к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды в ливных морях следует учитывать в соответствии с требованиями СП 38.13330.

15.2.7 Расчет засыпных причальных сооружений следует проводить с учетом изменения прочностных и деформационных характеристик мерзлого грунта, который формируется в теле засыпки постоянно или временно в осенне-зимний и весенний периоды, во время воздействия ледовых нагрузок.

15.2.8 Высоту ледогрунтового ядра в засыпке следует определять по результатам натурных наблюдений.

При отсутствии таких данных высоту ледогрунтового ядра допускается принимать равной расстоянию от отметки кордона сооружения до нижней кромки льда на расчетный момент времени.

15.2.9 Расчетные характеристики мерзлых грунтов допускается принимать:

- угол внутреннего трения мерзлых грунтов равным углу внутреннего трения талого (немерзлого) грунта;

- предельно длительное сцепление мерзлых грунтов

| (15.1)

где ас и bс – параметры, кПа, зависящие от грунта:

- для песка

aс = 0, bс = 100;

- для связных грунтов

aс = 30 кПа, bс = 50;

|t| – абсолютное значение отрицательной температуры грунта °С;

Допускается в расчетах принимать для мерзлых грунтов предельное эквивалентное сцепление как комплексную характеристику, учитывающую совместно силы сцепления и трения, определяемую в соответствии с ГОСТ 12248 и СП 25.13330.

15.2.10 Ледяные причальные сооружения следует, как правило, рассчитывать на эксплуатационную равномерно распределенную нагрузку q = 40 кПа.

15.3 Расчет причальных сооружений типа больверк на ледовую нагрузку

15.3.1 Дополнительные усилия в элементах стенок больверка от ледовых нагрузок суммируются с усилиями, полученными статическим расчетом лицевой и экранирующих стенок больверка в соответствии с требованиями раздела 11.

15.3.2 В основу расчета больверков на ледовую нагрузку положен расчет балки на условных упруго оседающих опорах со следующими допущениями:

- коэффициент постели изменяется по высоте стенки больверка по линейному закону;

- при деформации стенки больверка в сторону акватории условные опоры, расположенные выше отметки дна у сооружения, из расчета исключаются, жесткость условных опор ниже отметки дна определяют по характеристикам грунта перед стенкой;

- при нагрузке на условную опору, превышающую ее несущую способность, опора заменяется силой, равной по значению несущей способности условной опоры и направленной в противоположную сторону нагрузке.

15.3.3 Расчет стенок больверка на ледовую нагрузку следует проводить по апробированным методикам, при этом эксплуатационная нагрузка на территории причала не учитывается.

15.3.4 При расчете обычного больверка (безанкерного, заанкеренного) эксплуатирующегося с первого дня с мерзлым грунтом в теле засыпки, интенсивность активного давления грунта на лицевую стенку больверка определяется:

- в зоне мерзлого грунта

| (15.2)

- ниже слоя промерзшей засыпки

| (15.3)

где qh – интенсивность вертикального давления грунта на отметке нижней границы слоя промерзшей засыпки, кПа;

– коэффициент, определяемый по формуле (15.4);

– удельный вес грунта, кН/м3;

z – текущая координата, отсчитываемая от отметки нижней границы слоя промерзшей засыпки, м;

λп – коэффициент бокового давления грунта.

Коэффициент определяют по формуле

| (15.4)

где

| (15.5)

| (15.6)

– угол внутреннего трения грунта, град;

м – угол трения призмы обрушения по слою промерзшей засыпки, принимаемый равный 0,33, град;

– угол трения грунта о стенку, принимаемый равный 0,667, град.

15.3.5 Коэффициент пропорциональности мерзлых грунтов при отсутствии натурных данных допускается определять по формуле

| (15.7)

где k – коэффициент пропорциональности талого грунта, кН/м4, по 8.20;

Ем, Е – модули упругости мерзлого и талого грунтов соответственно, кПа.

В предварительных расчетах для песчаной засыпки допускается принимать Км = 8К.

Модуль упругости мерзлого грунта Ем допускается приблизительно определять по таблице 15.1.

Т а б л и ц а 15.1 – Модуль упругости мерзлых грунтов в зависимости от температуры

Наименование грунта | Модуль упругости Е103 (кПа) при температуре грунта | от –0,2 С до –0,5 С | от –0,5 С до –1,5 °С | от –1,5 С до –6 С Песок | 1000 | 3000 | 5000 Супесь | 800 | 2000 | 3000 Суглинок | 500 | 1200 | 2000 Глина | 300 | 600 | 1000

15.3.6 При расчете больверков на ледовую нагрузку следует учитывать возможность повышения эксплуатационных равномерно распределенных нагрузок на территории причала в осенне-зимний и весенний периоды за счет промерзания засыпки.

Величину повышенной эксплуатационной равномерно распределенной нагрузки допускается определять по формуле

| (15.8)

где q – эксплуатационная равномерно распределенная нагрузка на территории причала, кПа.

Для таких случаев следует проверить прочность и устойчивость сооружения при повышенной эксплуатационной равномерно распределенной нагрузке.

15.4 Расчет конструкций из цилиндрических ячеек

15.4.1 Расчет устойчивости конструкций из цилиндрических ячеек на сдвиг по вертикальной плоскости следует проводить в соответствии с разделом 14 и настоящим разделом.

15.4.2 При расчете цилиндрических конструкций суммарный момент Мrя удерживающих сил с учетом промерзания засыпки определяют по формуле

| (15.9)

где Мr – суммарный момент удерживающих сил, кНм, определяемый по 14.2.4;

d – диаметр конструкции, м;

hя – высота ледогрунтового ядра, м;

Rcp – прочность ледогрунтового ядра на срез, кПа;

Мс.я – реактивный момент, кНм, возникающий при отрыве ледогрунтового ядра от конструкции в результате ее смещения в плоскости смерзания;

Мп.я – реактивный момент, кНм, возникающий при отрыве ледогрунтового ядра от конструкции в результате ее поворота в плоскости, перпендикулярной плоскости смерзания.

Реактивные моменты Мс.я, Мп.я допускается определять по формулам

| (15.10)

| (15.11)

где Rсм – прочность смерзания ледогрунтового ядра с материалом конструкции, кПа;

Rп – прочность ледогрунтового ядра на изгиб, кПа, принимаемая равной 0,5Rсж (Rсж – прочность на сжатие).

П р и м е ч а н и е – При отсутствии натурных данных, подтверждающих смерзание ледогрунтового ядра с конструкцией, реактивные моменты Мс.я и Мп.я принимают равными нулю.

15.5 Расчет конструкций узких засыпных пирсов