СП 287.1325800.2016 Действует

Вес грунта засыпки пазух, каменной, щебеночной или гравийной постели определяется в зависимости от заданной плотности и влажности.

8.5 Давление грунта принимается действующим на расчетную плоскость.

Рекомендации по определению положения расчетной плоскости приведены в разделах 10–14.

8.6 Усилие (нагрузки) предварительного обжатия и эксцентриситет его приложения относительно центра тяжести приведенного сечения следует определять в соответствии с СП 41.13330.

8.7 Нагрузки на территории причала от перегрузочных и транспортных средств, а также от складируемых грузов определяются проектом технологии производства погрузочно-разгрузочных работ с учетом [15].

Нагрузки от кранов и железнодорожных составов следует принимать равномерно распределенными как вдоль пути, так и по ширине подкрановых балок или длине шпал.

Для распорных конструкций сосредоточенную нагрузку fк от кранов допускается заменять эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой qэ (рисунок 8.1, а).

При этом следует учитывать нагрузку только от прикордонной опоры крана, принимая нагрузку от тыловой опоры равной равномерно распределенной от складирования грузов в этой зоне.

Эквивалентную равномерно распределенную нагрузку по ширине подкрановых балок или длине шпалы допускается определять по формуле

| (8.2)

где – максимальная нагрузка от группы сосредоточенных сил при эксплуатации одиночных или сближенных кранов, возможная по технологическим условиям их работы, кН; Fк= Fкi;

b – ширина подкрановой балки или длина шпалы, м;

l – длина полосы распределения нагрузки Fк вдоль линии кордона причала, м, определяемая в соответствии со схемами, приведенными на рисунке 8.1, б, в.

Для одиночной опоры крана (рисунок 8.1, б)

| (8.3)

где lк – база тележки, м;

– угол внутреннего трения грунта засыпки, град;

h – зона распределения нагрузки Fк, м;

| (8.4)

здесь a – расстояние от линии кордона до оси подкранового пути, м.

а), б) – схемы сосредоточенной нагрузки от ноги крана; в) – схема нагрузки от сближенных кранов

φ – угол внутреннего трения грунта засыпки, град; m – база тележки, м; λа – коэффициент горизонтальной составляющей активного давления грунта; γ – объемная масса грунта; hi – высота i-го слоя грунта с неизменными физико-механическими характеристиками

Примечание – См. также обозначения в формулах (8.2)–(8.5)

Рисунок 8.1 – Схемы к определению нагрузок от кранов

Для сближенных опор кранов (рисунок 8.1, в), когда aк < 2h tg + 1,

| (8.5)

где – расстояние между тележками, м.

8.8 Эпюра нагрузок от фильтрационного давления воды определяется построением в зависимости от типа сооружения (рисунок 8.2 а, б).

Максимальная ордината рф эпюры нагрузок определяется по формуле

| (8.6)

где h – разность уровней за и перед сооружением, м.

Нулевая ордината p0 эпюры нагрузок принимается для шпунтовых стенок на уровне подошвы стенки, для сплошного свайного ряда – на уровне подошвы уплотняющих (омоноличивающих) швы устройств.

Фильтрационное давление воды не учитывается при устройстве дренажных систем, исключающих образование подпора, или в сооружениях, имеющих в основании каменную или щебеночную постель.

При значительном и интенсивном понижении уровня воды в акватории и малой проницаемости основания при определении веса грунта в зоне понижения следует принимать удельный вес грунта, как для грунта с учетом заполнения пор водой.

8.9 Влияние воздействия неравномерных деформаций следует учитывать при выборе расчетных схем причальных сооружений.

8.10 Волновые нагрузки следует определять в соответствии с требованиями СП 38.13330.

Нагрузку от волнового воздействия допускается не учитывать при высоте исходной волны у сооружения менее 1 м.

При этом интенсивность волнового давления (интерферированной, скользящей, косоподходящей волны) при подходе ложбины волны к стенке, учитывая скорость колебания уровня за сооружением, допускается определять с коэффициентом уменьшения 0,5.

8.11 При расчете причальных сооружений необходимо учитывать следующие ледовые нагрузки:

- от ледяных полей;

- сплошного ледяного покрова при его температурном расширении;

- торосов, заторов, зажоров;

- примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды.

Ледовые нагрузки следует определять с учетом требований СП 38.13330.

Нагрузки от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды допускается учитывать при расчете сооружений только в особо суровых природно-климатических условиях при специальном обосновании.

8.12 Нагрузки от судов следует определять в соответствии с требованиями СП 38.13330.

При этом следует учитывать:

- нагрузки от навала судна при подходе к сооружению;

- нагрузки от навала пришвартованного судна;

- нагрузки от натяжения швартовов.

8.13 Нагрузки, действующие в строительный период, следует определять в каждом конкретном случае отдельно в зависимости от методов, технологий и последовательности производства работ, типов подъемно-транспортного оборудования и т. д.

8.14 Нагрузки, вызванные изменением температуры, следует учитывать при расчете отдельных элементов конструкций причальных сооружений, возводимых в особо суровых природно-климатических условиях.

Изменение средних температур и перепады в теплое и холодное времена года для элементов конструкций следует определять на основе теплотехнических расчетов.

8.15 Усадку и ползучесть бетона следует учитывать в соответствии с требованиями СП 41.13330.

8.16 Сейсмические нагрузки следует определять в соответствии с требованиями СП 14.13330 и раздела 16.

а) – для шпунтовой стенки; б) – для сооружения гравитационного типа; 1 – поверхность дна; 2 – расчетный уровень моря; 3 – уровень фильтрационных вод; 4 – эпюра гидростатического давления; 5 – эпюра взвешивающего гидростатического давления

Рисунок 8.2 – Схемы к определению фильтрационного давления воды

8.17 Собственный вес элементов бетонных и железобетонных конструкций при определении усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, следует умножать на коэффициент динамичности, определяемый по СП 63.13330, СП 24.13330, принимая при этом коэффициент надежности по нагрузке = 1,0.

8.18 Нагрузки от бокового давления грунта следует определять в соответствии с требованиями СП 101.13330.

8.19 При определении реактивного давления грунта, вызванного смещением сооружения, грунт рассматривается как линейно деформируемое основание, характеризуемое модулем деформации Еn и коэффициентом поперечной деформации грунта или коэффициентом постели сz.

8.20 Модуль деформации грунта Еn следует принимать на основании данных лабораторных или полевых исследований в соответствии с требованиями СП 23.13330 и приложением Г.

Коэффициент постели сz принимается линейно возрастающим с глубиной

| (8.7)

где k – коэффициент пропорциональности упругих свойств грунта, кН/м4, принимаемый по таблице 8.1;

z – текущая координата по высоте стенки (глубина расположения сечения сваи в грунте), для которой определяется коэффициент постели, по отношению к поверхности грунта, м.

Т а б л и ц а 8.1 – Коэффициенты пропорциональности упругих свойств грунта

Наименование, вид грунта и его характеристика | k, кН/м4 Текучепластичные глины и суглинки (0,75 < IL 1,00) | 500–2000 Мягкопластичные глины и суглинки (0,50 < IL 0,75), пластичные супеси (0 < IL 1,00), пылеватые пески (0,60 < e < 0,80) | 2000–4000 Тугопластичные и полутвердые глины и суглинки (0< IL 0,50), твердые супеси (IL < 0) и мелкие пески (0,60 < е 0,75) и средней крупности (0,55 < е 0,70) | 4000–6000 Твердые глины и суглинки (IL < 0), крупные пески (0,55 < е 0,70) | 6000–10000 Гравелистые пески (0,55 < е 0,70), гравий и галька с песчаным заполнением | 10000–20000

П р и м е ч а н и я 1 Меньшие значения коэффициента k соответствуют более высоким значениям показателя текучести IL глинистых и коэффициентов пористости песчаных грунтов, указанных в скобках, а большие значения коэффициента k – более низким значениям IL и е соответственно. Для грунта с промежуточными значениями характеристик IL и е значения коэффициента k определяются интерполяцией. 2 Коэффициенты k для плотных песков (е 0,55) принимают на 30 % выше, чем наибольшие значения, указанные для данного вида грунта. 3 Коэффициенты k для насыпных грунтов принимают на 30% ниже, чем указанные в настоящей таблице значения для данного вида грунта.

8.21 При расчетах прочности, устойчивости, деформации интенсивность реактивного давления грунта не должна превышать интенсивности пассивного давления грунта.

9.1 Основные положения расчета

9.1.1 Расчеты устойчивости системы «сооружение–основание» следует проводить методами, учитывающими все условия равновесия в предельном состоянии. Допускается применять и другие методы расчета, результаты которых проверены опытом проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

9.1.2 Критерием обеспечения устойчивости (несущей способности) системы «сооружение–основание» по СП 23.13330 является выполнение условия

| (9.1)

где lс, c, n – то же, что в 7.4;

F и R – расчетные значения соответственно обобщенных сдвигающих сил и сил предельного сопротивления или моментов сил, стремящихся сдвинуть (повернуть) и удержать систему «сооружение–основание».

9.1.3 При проектировании причальных сооружений следует выполнять расчеты общей устойчивости:

- на плоский сдвиг по каменной постели или вместе с постелью;

- на опрокидывание вокруг переднего ребра;

- на поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера;

- на сдвиг грунта засыпки ячеистых сооружений по вертикальной плоскости;

- на анкерующую способность массива грунта перед анкерными плитами или стенками;

- по схеме глубинного или смешанного сдвига по профилю поверхности скольжения, ограничивающему область предельного состояния грунта основания, либо по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения.

9.1.4 Расчеты общей устойчивости причальных сооружений следует проводить с учетом конкретных характеристик конструкции, грунтов основания и эксплуатационных нагрузок для условий плоской или пространственной задачи.

В условиях плоской задачи расчеты проводят на 1 м длины сооружения, в условиях пространственной задачи – на всю длину сооружения или ограниченного участка.

9.1.5 Расчеты общей устойчивости в условиях пространственной задачи следует выполнять в случаях, когда длина сдвигаемого участка сооружения l меньше 5h (h – высота сооружения от дна до верха стенки).

При решении пространственной задачи к удерживающим силам необходимо добавить силы трения и сцепления, реализованные по торцевым сечениям сдвигаемого объема грунта основания. Значения равнодействующих сил трения при этом допускается определять как произведение равнодействующих горизонтальных составляющих активного давления грунта по указанным сечениям на коэффициент трения tg, а сил сцепления – как произведение удельного сцепления на соответствующие площади участков торцевого сечения.

9.1.6 Расчеты устойчивости причальных сооружений на плоский сдвиг, опрокидывание, поворот лицевой стенки больверка вокруг точки крепления анкера, анкерующую способность массива грунта перед анкерными опорами следует выполнять в соответствии с требованиями СП 23.13330 и раздела 13.

Расчеты устойчивости грунта засыпки ячеистых сооружений на сдвиг по вертикальной плоскости выполняются по указаниям раздела 14.

9.1.7 Расчеты устойчивости сооружений на однородных основаниях по схеме глубинного или смешанного сдвига следует проводить методами теории предельного равновесия по СП 23.13330, а на неоднородных основаниях – методами, оперирующими расчлененной на элементы призмой обрушения, сдвигаемой по ломаным фиксированным или круглоцилиндрическим поверхностям сдвига.

9.1.8 Расчеты общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим или ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения, а также по схеме смешанного сдвига, следует выполнять по формуле

| (9.2)

где Мt – сумма моментов сил, вызывающих сдвиг сооружения относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кН∙м;

Мr – сумма моментов сил, удерживающих сооружение от сдвига относительно выбранного центра круглоцилиндрической поверхности, кН∙м;

dc – дополнительный коэффициент условий работы, независимый от класса сооружения и работы, принимаемый:

- для причальных сооружений dc = 1,05 (что соответствует запасу устойчивости 0,95 по методу Крея–Терцаги для сооружений класса III);

- для откосов dc = 1,1 (что соответствует запасу устойчивости 1,05 по методу Крея–Терцаги для сооружений класса III).

9.1.9 При выполнении расчетов на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим и ломаным (фиксированным) поверхностям необходимо учитывать следующее:

- если поверхность скольжения проходит по контакту двух слоев грунта, в расчете следует принять характеристики более слабого слоя;

- в случае расположения в основании рассчитываемого вертикального элемента разнородных грунтов расчет следует выполнять с учетом средневзвешенных характеристик;

- при расположении в пределах сдвигаемой части основания временных нагрузок в виде штабеля навалочного груза поверхность скольжения выше отметки территории причала следует принять по плоскости обрушения штабеля.

9.1.10 При выполнении расчета устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения графоаналитическим способом ширину вертикальных элементов следует принимать не более 0,1r (r – радиус поверхности скольжения).

9.2 Определение расположения поверхностей скольжения

при глубинном сдвиге

9.2.1 При расчете общей устойчивости на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям необходимо рассматривать следующие поверхности скольжения:

- для сооружений типа больверк – проходящие через нижнюю точку лицевой стенки шпунта (рисунок 9.1, а);

- для гравитационных сооружений – проходящие через тыловую грань подошвы стенки или через точку пересечения подошвы постели с линией, проведенной из тыловой грани подошвы стенки под углом 45° от вертикали в сторону берега;

- для сооружений эстакадного типа на оболочках большого диаметра при однородном основании – проходящие по подошве оболочек или в зависимости от конструкции элемента сопряжения эстакады с берегом при гравитационной стенке – через тыловую грань стенки, при заднем шпунте – через нижнюю точку шпунта, при уголковой стенке – через нижнюю тыловую грань стенки или по подошве оболочек, для сооружений с высоким свайным ростверком – проходящие по нижним точкам заднего или переднего шпунтов, а в отдельных случаях – по точке скопления наибольшего числа свай.

9.2.2 При расчете устойчивости сооружений по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения временная равномерно распределенная нагрузка на территории причала принимается отодвинутой от линии кордона на расстояние аq (см. рисунок 9.1, а):

| (9.3)

где r – радиус поверхности скольжения, м;

– угол внутреннего трения грунта по поверхности скольжения под прикордонным участком, град;

а – расстояние от вертикали, проведенной от центра поверхности скольжения, до лицевой стенки причала, м.

В случае расположения в основании причалов слабого грунта временная нагрузка на территории причала учитывается полностью, то есть аq= 0.

9.2.3 При пересечении поверхностью скольжения элементов конструкции сооружения (свайных или других жестких связей) следует учитывать в расчете силу сопротивления разрушению этих элементов.

9.2.4 Расчет устойчивости причальных сооружений по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения следует выполнять при наличии в основании слабых прослоек грунта.

9.2.5 Необходимо рассмотреть следующие поверхности скольжения:

- в случае расположения в нижней части основания больверка и свайных сооружений слабых грунтов – поверхности АБК, АБВГ, АБДВГ (рисунок 9.1, в); в этом случае необходима также проверка по поверхностям АБСВГ или АБСДВГ (рисунок 9.1, в);

- для сооружений гравитационного типа в зависимости от расположения слабой прослойки у подошвы стенки – проходящие через точки А, Б, В, Д, Е с выходом к территории причала по слабому слою (рисунок 9.1,г) и А, Б, В, Г, включающие в себя призму обрушения КВГ;

- для опор гравитационного типа и ячеистых палов – проходящие через точки А, Б, В, Г (рисунок 9.1, д).

а), б), в) – сооружение типа больверк; г) – гравитационная стенка;

д) – опоры гравитационного типа и ячеистые

Рисунок 9.1 – Расположение поверхностей скольжения

9.2.6 При построении ломанных поверхностей скольжения необходимо принимать следующие углы наклона плоскостей:

- перед сооружением типа подпорных стенок – под углом отпора грунта (рисунок 9.1, б, в, г);

- в тыловой части со стороны берега – под углом распора грунта (рисунок 9.1, б, в, г);

- для опор гравитационного типа и ячеистых палов в сторону приложения горизонтальной сосредоточенной нагрузки – под углом отпора грунта, а в противоположную сторону – под углом распора грунта (рисунок 9.1, б, д).

Углы наклона остальных плоскостей, расположенные между призмами отпора и распора, определяются по отметкам нижних точек лицевой стенки больверка и анкерных опор, а в случае гравитационных стенок – по наклону слабых прослоек.

9.2.7 При расчетах устойчивости по ломаным поверхностям скольжения временную равномерно распределенную нагрузку на территории причалов следует принимать от линии кордона.

В случае если угол наклона участка ломаной поверхности скольжения меньше угла внутреннего трения грунта, временная равномерно распределенная нагрузка на этом участке принимается равной нулю.

9.2.8 Сдвигаемый объем грунта, ограниченный возможными поверхностями скольжения, расчленяется на отдельные вертикальные элементы (блоки) таким образом, чтобы в основании каждого элемента был однородный грунт.

Если в основании одного элемента располагаются грунты с различными характеристиками, следует принимать средневзвешенное значение характеристик в основании таких элементов.

10.1 Основные конструктивные требования

10.1.1 Требования, изложенные в настоящем разделе, распространяются на следующие конструкции гравитационных причальных сооружений:

- уголковые стенки контрфорсного типа;

- уголковые стенки с внешней и внутренней анкеровками;

- стенки из массивовой кладки с массивами верхнего курса, имеющими разгружающий консольный свес;

- стенки из массивов столбовой кладки массой до 300 т;

- стенки из пустотелых бетонных массивов столбовой кладки;

- стенки из массивовой кладки равной массы;

- стенки из массивов-гигантов;

- стенки из оболочек большого диаметра.

10.1.2 Причальные сооружения гравитационного типа, особенно из массивовой кладки, не следует применять при неблагоприятных геологических условиях, когда можно ожидать значительной и неравномерной осадки основания сооружения.

Возрастание нагрузок на основание в процессе возведения причальных сооружений не должно вызывать неравномерных осадок, раскрытия швов кладки и разрушения конструкции.

П р и м е ч а н и е – Под неблагоприятными геологическими условиями, особенно для сооружений из массивовой кладки, следует понимать наличие в основании сооружения: водонасыщенных глинистых грунтов пластичной и тугопластичной консистенции при степени влажности Sr ≥ 0,80 с расчетным сопротивлением R < 300 кПа и модулем деформации Еn 15 МПа.

Дополнительными характеристиками для указанных грунтов являются: малая плотность (коэффициент пористости е 0,75), значительная сжимаемость (коэффициент сжимаемости а > 0,05 см/кгс); малый и неодинаковый во всех направлениях коэффициент фильтрации kф < 0,001 м/сут; относительно малая прочность (показатель сопротивления сдвигу < 56 кПа при расчетных сдвиговых показателях по трению < 20° и сцеплению С < 20 кПа).

При возведении сооружения на глинистых грунтах, подверженных реологическим изменениям, следует учитывать длительную прочность этих грунтов.

10.1.3 Конструкцию набережных гравитационного типа следует разделять по длине на секции сквозными вертикальными температурно-осадочными швами.

Длина секции определяется в зависимости от геологического строения основания, типа конструкции, высоты стенки и толщины постели по таблице 10.1.