СП 287.1325800.2016 Действует

Коэффициент постели определяют по 8.20.

П р и м е ч а н и е – В случаях, когда в верхнем слое ниже уровня дна залегают слабые илистые грунты мощностью более 0,3 глубины погружения элементов стенки больверка, коэффициент пропорциональности для определения коэффициента постели следует принимать по верхнему слою.

11.3.11 Расчетную глубину погружения элементов лицевой стенки безанкерного больверка следует принимать наибольшей из полученных расчетом (из уравнения равновесия моментов сил от активного и пассивного давления грунта относительно низа стенки) и расчетом устойчивости (см. 11.3.9).

11.3.12 Лицевую стенку заанкеренного больверка следует рассчитывать как статически неопределимую балку на действие активного давления от веса грунта и эксплуатационных нагрузок на территории причала.

За расчетную схему следует принимать балку шириной 1 м по фронту причала жесткостью Вл, опертую в точке крепления анкера на упругоподатливую опору и размещенную ниже уровня дна в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели (см. 11.3.10).

11.3.13 При определении активного давления грунта на лицевую стенку экранированного больверка необходимо определять его на наданкерную и пролетную части отдельно.

На наданкерную часть воздействует давление от веса грунта засыпки, расположенного над разгрузочной платформой, и эксплуатационных нагрузок на территории причала.

На пролетную часть воздействуют силосное давление грунта между стенками и дополнительное давление, определяемое с учетом коэффициента распределения давления грунта в системе, учитывающего жесткостные характеристики стенок больверка.

Дополнительное давление грунта определяется суммированием давления от веса грунта за экранирующими стенками, передаваемого на лицевую стенку больверка по законам распределения напряжений в линейно-деформируемой среде, и эксплуатационных нагрузок на территории причала, расположенных за разгрузочной платформой (включая вес грунта наданкерной части).

11.3.14 Лицевую стенку экранированного больверка следует рассчитывать аналогично лицевой стенке заанкеренного больверка (см. 11.3.12).

11.3.15 Глубину погружения элементов лицевой стенки больверка, полученную расчетом устойчивости (см. 11.3.9), следует уточнить из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера при действии активного и пассивного давления грунта.

Расчетная глубина погружения элементов лицевой стенки больверка следует принимать не менее наибольшей из полученных расчетами.

11.3.16 Экранирующие стенки больверка следует рассчитывать на действие активного давления от веса грунта (см. 11.3.17, 11.3.18) и эксплуатационных нагрузок на территории причала, расположенных за разгрузочной платформой (включая вес грунта наданкерной части), с учетом коэффициентов распределения давления грунта в системе.

11.3.17 Активное давление от веса грунта для больверка с одной экранирующей стенкой определяется разностью давления от веса грунта, расположенного ниже отметки уровня анкеров, и силосного давления грунта между стенками.

11.3.18 Активное давление от веса грунта для больверка с двумя экранирующими стенками определяется:

- для первой экранирующей стенки – разностью давлений между стенками с учетом дополнительного давления от веса грунта за второй экранирующей стенкой, передаваемого на экранирующую стенку по законам распределения напряжений в линейно-деформируемой среде;

- для второй экранирующей стенки – аналогично активному давлению, определяемому по 11.3.17.

11.3.19 Экранирующую стенку больверка следует рассчитывать как статически неопределимую балку.

За расчетную схему экранирующей стенки больверка принимают балку шириной 1 м по фронту причала жесткостью bэi, опертую в точке крепления анкера на упругоподатливую опору и размещенную ниже уровня условной свободной поверхности (далее – уровень УСП) в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели.

Положение уровня УСП определяют от точки крепления анкера величиной hэi (рисунок 11.2), рассчитываемой по формуле

| (11.3)

где lл – условный пролет лицевой стенки больверка, м, определяемый по формуле (11.4);

аi – расстояние от расчетной плоскости лицевой стенки больверка до расчетной плоскости соответствующей экранирующей стенки, м;

i – угол внутреннего трения грунта в слое, расположенном на расстоянии lл от уровня крепления анкера, град;

hл – высота от уровня крепления анкера до дна, м;

dmin – минимально допустимая глубина погружения элементов экранирующей стенки больверка, м (см. 11.3.9).

Условный пролет лицевой стенки больверка следует определять по формуле

| (11.4)

где dл – глубина погружения лицевой стенки больверка, м.

11.3.20 Перемещение лицевой стенки больверка на уровне крепления анкера следует определять по формуле

| (11.5)

где la – длина анкера (расстояние от расчетной плоскости лицевой стенки больверка до анкерной опоры), м, определяемая по 10.5.12;

Ry – расчетное сопротивление материала анкера, кПа, принимаемое по СП 16.13330;

Еа – модуль упругости материала анкера, кПа;

U – перемещение анкерной опоры, м, определяемое расчетом.

П р и м е ч а н и е – См. обозначения в 11.3.19.

Рисунок 11.2 – Схема к определению положения уровня УСП

В случаях, когда лицевая стенка анкеруется за экранирующую, а экранирующая за анкерную опору, при определении перемещения экранирующей стенки длину анкера la принимают равной расстоянию от расчетной плоскости экранирующей стенки до анкерной опоры.

П р и м е ч а н и я

1 Для рационального распределения усилий в элементах больверка рекомендуется варьировать значением перемещения стенок больверка на уровне крепления анкера, что обеспечивается либо технологией строительства, либо конструктивными устройствами.

2 Горизонтальное перемещение козловой опоры на уровне крепления анкера принимают равным нулю.

11.3.21 Статический расчет лицевой и экранирующей стенок больверка рекомендуется выполнять с использованием апробированных методик.

При учете нагрузок от фильтрационного и волнового давлений воды статический расчет лицевой стенки больверка следует выполнять на заданную нагрузку.

П р и м е ч а н и е – Допускается для приближенных расчетов больверка использовать графоаналитический метод упругой линии.

11.3.22 Статический расчет лицевой стенки заанкеренного больверка (в том числе экранированного) при учете нагрузок от фильтрационного и волнового давлений воды следует проводить в два этапа:

- на первом этапе расчет проводят на действие активного давления от веса грунта и эксплуатационных нагрузок на территории причала;

- на втором – с дополнительной нагрузкой от фильтрационного и волнового давлений воды.

Расчетный максимальный изгибающий момент Мл в элементе лицевой стенки больверка определяют по формуле

| (11.6)

где Mmax – максимальный изгибающий момент в элементе лицевой стенки больверка, кН∙м, полученный на первом этапе расчета;

M2, M1 – максимальный изгибающий момент (на 1 м стенки по длине сооружения), кНм/м, полученный от фильтрационного и волнового давлений соответственно;

bл – ширина элемента по длине сооружения, м;

ал – расстояние (проектный зазор) между элементами, м.

Расчетную анкерную реакцию на 1 м стенки по длине сооружения определяют статическим расчетом на втором этапе.

П р и м е ч а н и е – Для металлического шпунта расчет максимального изгибающего момента ведут на 1 м по длине стенки.

11.3.23 Расчет стенок больверка на нагрузки от навала судна при подходе к сооружению следует проводить в соответствии с приложением Ж, от ледовых нагрузок – с разделом 15.

Усилия (изгибающие моменты) в элементах стенок больверка от навала судна и ледовых нагрузок суммируются с усилиями, полученными статическим расчетом по 11.3.21.

11.3.24 Анкерные стенки и плиты следует рассчитывать:

- при определении устойчивости (высоты) на суммарную нагрузку от активного и пассивного давлений грунта с учетом эксплуатационных нагрузок на территории причала за анкерной опорой и анкерного усилия Rа;

- при определении прочности на реактивное давление грунта перед опорой, вызванное действием анкерного усилия Rа;

- на усилия от швартовных воздействий, определяемых по 11.3.25.

Величина анкерного усилия Rа на 1 м стенки по длине сооружения равна расчетной анкерной реакции, полученной статическим расчетом по 11.3.21 с учетом коэффициента Ка, учитывающего перераспределение эпюры активного давления грунта, неравномерность натяжения анкеров, зависание грунта на анкерах.

Коэффициент Ка принимают равным 1,5.

П р и м е ч а н и я

1 В первом приближении значение анкерного усилия Rа принимают по аналогам.

2 Усилия от швартовных воздействий учитывают только при расчетах стенок тумбовых массивов.

11.3.25 Усилие от расчетной швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкера определяют по формуле

| (11.7)

где Sg – поперечная проекция расчетной швартовной нагрузки, кН, определяемая в соответствии с требованиями СП 38.13330;

lТ – длина тумбового массива, м;

– высота от уровня крепления анкера по линии приложения нагрузки Sg, м;

lл – условный пролет лицевой стенки больверка, м, определяемый статическим расчетом лицевой стенки больверка (см. 11.3.19).

Усилие от швартовной нагрузки суммируют с анкерным усилием Rа.

11.3.26 Анкерную стенку следует рассчитывать методами строительной механики.

11.3.27 Анкерную плиту следует рассчитывать как двухконсольную балку с опорой в месте крепления анкера.

Усилия, действующие в элементах железобетонных анкерных плит таврового или ребристого сечений, в поперечном направлении определяются:

- в плите между ребрами – как в балке на двух опорах с консолями;

- в полке – как в консольной балке, защемленной в месте примыкания полки к ребру.

Расчет анкерной плиты следует выполнять с использованием апробированных методик.

11.3.28 Анкерные козловые опоры следует рассчитывать:

- на вертикальную нагрузку от веса шапочной балки, веса грунта над ней, а для сжатой сваи – дополнительно от эксплуатационных нагрузок на территории причала;

- горизонтальную нагрузку, равную анкерному усилию (см. 11.3.24).

Вертикальные нагрузки принимают по длине, равной шагу свайных козловых опор.

11.3.29 Продольные сжимающие усилия Nс и растягивающие Np в сваях козловых опор определяют графически (рисунок 11.3) или по формулам

| (11.8)

| (11.9)

где F – расчетная вертикальная нагрузка, кН;

p, c – углы наклона к вертикали растянутой и сжатой соответственно свай козловых опор, град;

Ra – анкерное усилие, кН/м (см. 11.3.24);

sк – шаг свайных козловых опор, м;

Gc – вес сваи в конструкции, кН, определяемый при коэффициенте надежности по нагрузке f = 1,05 для сжатой сваи и f = 0,95 для растянутой сваи козловых опор.

11.3.30 Расчет несущей способности и глубины погружения свай козловых опор следует проводить в соответствии с требованиями СП 24.13330.

V – расчетная вертикальная нагрузка, кН

П р и м е ч а н и е – См. обозначения в 11.3.29.

Рисунок 11.3 – Схема к определению усилий в сваях козловых опор

11.3.31 Расстояние от расчетной плоскости лицевой (экранирующей) стенки больверка до анкерной опоры (длину анкера la) следует принимать из условия пересечения на поверхности территории плоскости обрушения, проведенной от расчетной плоскости из точки на уровне условного пролета стенки, с плоскостью выпора, проведенной от подошвы анкерной плиты, а для анкерной стенки – из точки, отстоящей вверх от подошвы на расстоянии 2d (d – дополнительная глубина на защемление). Длину анкера la определяют расчетом.

11.3.32 Если по компоновочным требованиям (из-за стесненности территории) или технико-экономическим соображениям возможно или целесообразно приблизить анкерную стенку или плиту к лицевой (экранирующей) стенке или если в поверхностных слоях основания между лицевой (экранирующей) стенкой и анкерными устройствами залегают грунты, которые значительно слабее по прочностным свойствам, чем грунты засыпки, следует проверить устойчивость массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление сооружения.

11.3.33 Козловые анкерные опоры следует располагать непосредственно за линией естественного откоса.

В случаях приближения опор к лицевой (экранирующей) стенке несущую способность участков свай, расположенных выше естественного откоса, следует принимать не более 50 % определенной для того же грунта в условиях естественного залегания.

11.3.34 Анкерные тяги рассчитываются на растяжение из условия прочности

| (11.10)

где Rа.т – растягивающее усилие в анкерной тяге, кН, определяемое по 11.3.35;

An – площадь сечения тяги нетто, м2;

с = 1;

Ry – расчетное сопротивление материала анкерной тяги растяжению, кПа, принимаемое по СП 16.13330.

В местах резьбовых соединений расчетное поперечное сечение тяги принимают по внутреннему диаметру резьбы.

11.3.35 Растягивающее усилие в анкерной тяге определяют по формуле

| (11.11)

где Rа – анкерное усилие, кН/м (см. 11.3.24);

Sa – шаг анкеров, м;

– угол наклона анкерной тяги к горизонтали, град. В случаях, когда в экранированном больверке лицевая стенка анкеруется за экранирующую, а экранирующая – за анкерную опору, усилие в переднем анкере определяется по формуле

| (11.12)

где Кa – коэффициент, принимаемый по 11.3.24;

Rл – усилие в переднем анкере на 1 м стенки по длине сооружения, кН/м, равное расчетной анкерной реакции лицевой стенки больверка, полученной статическим расчетом по 11.3.21;

Sп – шаг передних анкеров, м;

п – угол наклона передней анкерной тяги к горизонтали, град.

При расчете анкерных тяг тумбовых массивов следует учитывать усилия от швартовных воздействий по 11.3.25.

11.3.36 Распределительный пояс следует рассчитывать по схемам многопролетных неразрезных балок с учетом пластических деформаций материала.

Усилия для подбора сечения распределительного пояса следует определять по формулам:

| (11.13)

| (11.14)

где l – расчетный пролет многопролетной балки, м, равный шагу анкеров.

Сечение распределительного пояса следует определять расчетом на прочность при изгибе согласно требованиям СП 16.13330.

11.3.37 Болты крепления распределительного пояса и подкладки под гайки рассчитывают на усилия, определяемые в предположении равномерного распределения нагрузки, равной Ra l, между болтами.

11.3.38 Расчет конструктивных элементов больверка по прочности следует выполнять по формуле (7.1) при коэффициенте условий работы c = 1,15, кроме расчета прочности анкерных тяг.

Расчет прочности анкерных тяг следует выполнять по 11.3.34.

11.3.39 Расчет лицевой стенки безанкерного больверка по деформациям следует проводить с использованием апробированных методик.

Перемещение стенки больверка следует определять при расчетных характеристиках грунтов и нагрузках, применяемых в расчетах по второй группе предельных состояний.

Перемещение от эксплуатационных нагрузок не должно превышать предельно допустимых перемещений, если нет других ограничений.

Предельно допустимые перемещения приведены в [23].

11.3.40 Расчет по деформациям анкерных опор следует выполнять при расчетных характеристиках грунтов и нагрузках, применяемых в расчетах по первой группе предельных состояний.

11.3.41 Расчет по деформациям анкерных тяг и распределительных поясов допускается не проводить.

11.3.42 Расчеты железобетонных элементов лицевой, экранирующих стенок больверка, анкерных опор по образованию и раскрытию трещин следует выполнять на усилия, полученные статическим расчетом соответственно по 11.3.21, 11.3.26, 11.3.28 и 11.3.29 при расчетных нагрузках и характеристиках грунтов, коэффициенты, надежности которых по нагрузкам и весу грунта равны единице. При этом усилия от навала судна или ледовых нагрузок не учитываются.

11.3.43 При расчете лицевой стенки заанкеренного больверка, экранирующих стенок экранированного больверка следует увеличить глубину их погружения против минимально допустимой из условия устойчивости (см. 11.3.9) в случаях, если это целесообразно для выравнивания изгибающих моментов в пролете и защемлении или требуется для повышения несущей способности экранирующей стенки на вертикальные нагрузки.

11.3.44 При расчете лицевой стенки экранированного больверка рекомендуется уменьшать глубину ее погружения против минимально допустимой из условия устойчивости в случаях, если при ее расчете по 11.3.21 полученная эпюра изгибающих моментов два раза или более меняет знак ниже уровня дна, до значения, определяемого уровнем второго пересечения эпюры изгибающих моментов оси ординат.

При этом глубина погружения элементов лицевой стенки больверка должна быть не менее полученной из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера (см. 11.3.15).

11.3.45 При расчете больверка с двумя экранирующими стенками рекомендуется уменьшать глубину погружения элементов второй экранирующей стенки против минимально допустимой из условия устойчивости в случаях, если при расчете по 11.3.21 полученная эпюра изгибающих моментов два раза или более меняет знак ниже уровня УСП, до значения, определяемого уровнем второго пересечения эпюры изгибающих моментов оси координат.

При этом должны быть обеспечены устойчивость и прочность первой экранирующей стенки.

11.4 Особенности расчета причальных сооружений на слабых грунтах

11.4.1 К слабым грунтам в соответствии с СП 34.13330 относят водонасыщенные глинистые и илистые грунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,075 МПа или модуль общей деформации ниже 5,0 МПа.

11.4.2 Особенности расчета причальных сооружений на слабых грунтах заключаются в оценке допустимых деформаций, вызванных вязкой ползучестью слабых грунтов.

11.4.3 Значение общих длительных деформаций следует определять только в тех случаях, когда обеспечение условий общей устойчивости сооружения приводит к необходимости значительных изменений в конструкции проектируемого сооружения, неприемлемых по техническим или экономическим соображениям.

11.4.4 Значение общих длительных деформаций сооружения рекомендуется определять по процедуре расчета общих длительных деформаций, входящей в методику расчета общей устойчивости по круглоцинлиндрической поверхности скольжения.

11.4.5 Расчетное значение общих длительных деформаций определяют как глубинный сдвиг массива грунта за расчетный срок службы сооружения по формуле

| (11.15)

где j – индекс точки на лицевой стенке, для которой определяется деформация;

v – линейная скорость деформации, м/сут, по касательной к дуге поверхности скольжения сдвигаемого массива;

t – период времени, сут, соответствующий расчетному сроку службы сооружения;

rj – величина радиуса, м, до j-й точки, в которой определяют деформацию;

r – радиус сдвигаемого массива, м.