регистрация компании дать объявление быстрый поиск лента публикаций восстановление доступа о портале
    
Строительный портал СтройПлан.ру
Подбор проекта Новости отраслиПубликации
 
КОРЗИНА (0)  
 >>>  ПОИСК ДОКУМЕНТОВ  
  Дополнительные материалы  [ + развернуть]  
Утвержден: Минавтодор РСФСР (10.02.1984)
Дата введения: 10 февраля 1984 г.
скачать бесплатно "Руководство по строительству сборных железобетонных малых и средних мостов"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ТРАНСПОРТНОМУ СТРОИТЕЛЬСТВУ СССР

ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР МОСТОВ ИЗ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОБОЛОЧЕК
ВСН 110-64

Государственный производственный комитет по транспортному строительству СССР

ОРГТРАНССТРОЙ
Москва 1965

Содержание

Раздел I ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР ИЗ ОБОЛОЧЕК

Глава I ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Общие указания

2. Общие требования к конструкциям опор и основаниям

Глава II КОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР

1. Общие указания

2. Материалы

3. Схемы фундаментов и опор

Предельный наклон

4. Конструктивные детали

Главa III РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР

1. Основные положения

2. Способы расчета фундаментов в случае, когда оси столбов расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости действия нагрузки

а) Общие положения

б) Основной способ

в) Приближенный способ расчета фундаментов со столбами большой относительной жесткости при

г) Приближенный способ расчета фундаментов при *

3. Способы расчета фундаментов с вертикальными столбами в случае, когда их оси расположены в нескольких плоскостях, перпендикулярных плоскости действия нагрузки

а) Общие положения

б) Основной способ расчета фундаментов, не учитывающий деформацию плиты ростверка

в) Приближенный способ расчета фундаментов, не учитывающий деформацию плиты ростверка

г) Основной способ расчета фундаментов, учитывающий деформацию плиты ростверка

д) Приближенный способ расчета фундаментов, учитывающий деформацию плиты ростверка

4. Расчет фундаментов с наклонными столбами

Пример расчета фундамента с вертикальными столбами

Пример расчета фундамента с наклонными оболочками

Глава IV РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОСНОВАНИИ

1. Общие указания

2. Песчаные и гравийные (гравийно-песчаные) основания

3. Скальные основания

Глава V РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК НА УСИЛИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ПОГРУЖЕНИИ

1. Общие положения

2. Определение расчетных величин продольных усилий

3. Проверка оболочек на расчетные усилия

Раздел II СТРОИТЕЛЬСТВО ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР ИЗ ОБОЛОЧЕК

Глава VI ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Общие указания

2. Организация строительства

Глава VII ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЛОЧЕК

1. Общие указания

2. Требования к арматуре

3. Требования к стыковым соединениям и наконечникам

4. Натяжение продольной арматуры

5. Требования к бетонной смеси

6. Укладка бетонной смеси в стальные виброформы

7. Формование оболочек методом центрифугирования

8. Тепловлажностная обработка оболочек

9. Контроль качества, приемка и складирование оболочек

Глава VIII ПОГРУЖЕНИЕ ОБОЛОЧЕК В ГРУНТ

1. Общие указания

2. Подготовительные работы

3. Транспортирование оболочек

4. Направляющие устройства

5. Погружение оболочек в грунт

6. Применение подмыва для погружения оболочек

7. Контроль качества работ

Глава IX УСТРОЙСТВО УШИРЕНИй В ОCНOBAНИИ ОБОЛОЧЕК

1. Общие указания

2. Устройство камуфлетных уширений

3. Разбуривание уширений станками ЦНИИСа

Глава X БУРЕНИЕ СКАЛЬНЫХ ПОРОД СТАНКАМИ УДАРНО-КАНАТНОГО ДЕЙСТВИЯ

1. Общие указания

2. Подготовительные работы

3. Бурение скважин в скальной породе

4. Контроль качества и приемки работ

Глава XI ПОДВОДНОЕ БЕТОНИРОВАНИЕ СПОСОБОМ ВЕРТИКАЛЬНО ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ ТРУБЫ

1. Общие указания

2. Оборудование

3. Опалубка для подводного бетона

4. Требования к бетонной смеси

5. Подготовка к бетонированию

6. Производство бетонирования

7. Контроль за подводным бетонированием

Глава XII УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТНОЙ ПЛИТЫ

1. Общие указания

2. Шпунтовые ограждения

3. Щитовые ограждения и ящики

4. Устройство фундаментной плиты

Глава XIII ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ

1. Общие указания

2. Изготовление оболочек

3. Погружение оболочек в грунт

4. Устройство уширений и бурение скважин в основании оболочек

5. Подводное бетонирование

6. Устройство фундаментной плиты

Приложение 1 НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ УЧЕТУ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОБОЛОЧЕК

Приложение 2 ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБОЛОЧЕК, ПОГРУЖЕННЫХ ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЯМИ

Приложение 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ СКАЛЬНЫХ ПОРОД НА ОДНООСНОЕ СЖАТИЕ

Приложение 4 АКТ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ И ПРИЕМКИ ПОЛОСТИ ОБОЛОЧКИ, УШИРЕНИЯ ИЛИ СКВАЖИНЫ ФУНДАМЕНТА ОПОРЫ

Приложение 5 АКТ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ И ПРИЕМКИ ФУНДАМЕНТА ОПОРЫ ИЗ ОБОЛОЧЕК

Приложение 6 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРИФУГ ПРОЕКТИРОВКИ ЦПКБ МОСТОТРЕСТА

Приложение 7 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЕЙ

Приложение 8 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИБОРА ФПЗ С ТРЕХЗНАЧНОЙ СИСТЕМОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Приложение 9 МЕРЫ ПО ПОДДЕРЖАНИЮ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА ВИБРОПОГРУЖЕНИЯ ОБОЛОЧЕК

Приложение 10 УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЕЙ

Приложение 11 ЖУРНАЛ ВИБРОПОГРУЖЕНИЯ ОБОЛОЧЕК

Приложение 12 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ПОГРУЖЕННЫХ ОБОЛОЧЕК

Приложение 13 ТРЕБОВАНИЯ К ГЛИНИСТОМУ РАСТВОРУ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ

Приложения 15 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ камуфлетированных оболочеК

Приложение 16 ЖУРНАЛ разбуривания уширений в основании оболочЕК

Приложение 17 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ РАЗБУРЕННЫХ УШИРЕНИЙ

Приложение 18 ЖУРНАЛ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ОСНОВАНИИ ОБОЛОЧЕК

Приложение 19 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ПРОБУРЕННЫХ СКВАЖИН

Приложение 20 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ СОХРАНЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ СМЕСИ

Приложение 21 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДООТДЕЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Приложение 22 ЖУРНАЛ ЗАПОЛНЕНИЯ БЕТОНОМ СКВАЖИН, УШИРЕНИЙ И ОБОЛОЧЕК

Приложение 23 СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ ЗАПОЛНЕННЫХ БЕТОНОМ СКВАЖИН, УШИРЕНИЙ И ОБОЛОЧЕК

 

Государственный производственный комитет по транспортному строительству СССР

Ведомственные строительные нормы

ВСН 110-64

Технические указания по проектированию и строительству фундаментов и опор мостов из сборных железобетонных оболочек

Взамен*

Раздел I
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР ИЗ ОБОЛОЧЕК

Глава I
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Общие указания

1.1. Указания настоящего раздела распространяются на проектирование для различных геологических условий фундаментов и опор из сборных железобетонных пустотелых цилиндров-оболочек и столбов, заполненных бетоном оболочек, применяемых при возведении железнодорожных, автодорожных и городских мостов.

«Технические указания» не распространяются на проектирование фундаментов и районах с вечномерзлымм грунтами.

* Технических указаний по изготовлению в полигонных условиях железобетонных тонкостенных оболочек ;

Технических указании по вибропогружению железобетонных тонкостенных оболочек большого диаметра ;

Технических указаний по бурению скальных пород станками ударно-канатного действии в основании оболочек, используемых дли фундаментов сооружений ;

Технических указаний но подводному заполнению оболочек бетоном способом вертикально перемещающейся трубы ;

Технических указании по расчету оболочек фундаментов опор мостов на усилия, возникающие при вибропогружении, и по поддержанию нормального режима погружения ;

Технических указании по расчету фундаментов из оболочек диаметром от 1 м и более ;

Технических указании по расчету несущей способности песчаных и скальных оснований фундаментов глубокого заложения из сборных железобетонных оболочек ;

Внесены Всесоюзный научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИСом)

Утверждены Техническим управлением Государственного производственного комитета по транспортному строительству СССР приказом № 43 от 17 сентября 1964 г.

Срок введения с 1 апреля 1965 г.

1.2. В указаниях отражены только специфические особенности использования оболочек в конструкции мостов. При рассмотрении общих вопросов проектирования фундаментов и опор мостов (расчеты общего и местного размывов дна русла, расчет железобетонных элементов и т.д.), не охваченных настоящими указаниями, следует руководствоваться рекомендациями действующих нормативных документов, перечень которых приведен в приложении 1.

1.3. Целесообразность применения оболочек в каждом конкретном случае должна быть обоснована технико-экономическими расчетами, выполненными в результате всесторонних проектных обследовании различных решении, в том числе вариантов фундаментов на естественном основании, сооружаемых и котлованах под защитой ограждении, фундаментов из железобетонных забивных или буровых сван сплошного сечения, а также массивных опускных колодцев.

2. Общие требования к конструкциям опор и основаниям

1.4. Конструктивные решения фундаментов и опор мостов должны предусматривать широкую индустриализацию строительства на базе современных средств комплексной механизации производства, а также удовлетворять возможности максимального использования местных материалов.

Конструкции следует применять, как правило, сборные, выполненные по типовым проектам, нормалям и стандартам.

1.5. Размеры железобетонных оболочек, применяемых в фундаментах и опорах, необходимо назначать с учетом данных табл. 1.

Таблица 1

Размеры оболочек

Наружный диаметр в см

40

60

80

100

120

160

200

300

Минимальная толщина стенки в см

8

10

10

12

12

12

12

12

Примечания. 1. При соответствующем технико-экономическом обосновании для строительства мостов допускается применять оболочки диаметрами 400 и 500 см.

2. Длину секций и толщину стенок оболочек необходимо принимать кратными 1 м по длине секции и 2 см по толщине стенки исходя из мощности имеющегося оборудования для изготовления и транспортировки оболочек.

1.6. Для фундаментов и опор следует применять, как правило, типовые сборные железобетонные оболочки с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой из стержней диаметром не менее 12 мм.

Оболочки с напрягаемой арматурой рекомендуется применять в целях повышения эффективности вибропогружения их в грунт на глубину более 20 м, а также предотвращения появления трещин в оболочках, воспринимающих значительные изгибающие моменты.

1.7. Специальные мероприятия по защите от коррозии фундаментов и опор, расположенных в агрессивной среде, должны быть приведены в проекте моста и выполняться в соответствии с указаниями глав СНиП I-В.27-62 и III-В.6-62.

1.8. Проекты фундаментов и опор из оболочек необходимо разрабатывать на основании подробных инженерно-геологических изысканий.

Значения физико-механических характеристик грунтов (угол внутреннего трения, объемный вес, сцепление, модуль деформации и др.) должны определяться лабораторными и полевыми исследованиями с учетом природного состоянии грунта и возможных его последующих изменений.

1.9. Расчетные сопротивления грунтовых оснований фундаментов из оболочек должны назначаться по физико-механическим характеристикам грунтов, полученных в результате инженерно-геологических изысканий, и в отдельных случаях уточняться штамповыми испытаниями грунтов.

Глава II
КОНСТРУКЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР

1. Общие указания

2.1. Выбор типа фундаментов и опор, включая назначение размеров оболочек, следует производить в зависимости от гидрогеологических условий, характера и величины действующих нагрузок, а также фактических возможностей изготовления и погружения оболочек.

2.2. Оболочки диаметрами 0,4-0,8 м можно применять в различных грунтах. Оболочки диаметром 1 м и более экономически целесообразно применять в случае опирания их низа на грунт с расчетным сопротивлением под подошвой оболочки не менее 15 кг/см2.

Допускается, при соответствующем технико-экономическом обосновании, применение оболочек диаметром свыше 1 м также в толще слабых грунтов.

2.3. Для экономии материалов и снижения стоимости строительства фундаментов рекомендуется в основании оболочек устраивать камуфлетные или буровые уширения, которые следует располагать в слое грунта с расчетным сопротивлением в уровне подошвы уширения, как правило, не менее 10 кг/см2.

2.4. В галечно-валунных отложениях, а также в грунтах с включением валунов или заиленных деревьев оболочки могут быть применены при наличии у строительной организации оборудования, необходимого для разработки таких грунтов.

При затруднениях с погружением оболочек оптимального диаметра следует применять оболочки меньшего диаметра или телескопически погружаемые оболочки.

2.5. Глубину погружения оболочки в грунт следует назначать исходя из отметки залегания несущего слоя грунта, расчетного размыва дна русла и обеспечения достаточной заделки оболочки в грунте.

2.6. Подошву оболочек и уширений необходимо заглублять в несущий слой грунта не менее чем на диаметр оболочек или уширений, но не менее 2 м.

2.7. Мощность толщи несущего слоя грунта ниже подошвы оболочек или уширения должна быть не менее диаметра оболочки или уширения. При меньшей толщине несущего слоя грунта и более низкой несущей способности подстилающего слоя грунта необходимо производить проверку давлений на подстилающий слой согласно СН 200-62, приложение 23.

2. Материалы

2.8. В фундаментах и опорах из оболочек должен применяться тяжелый бетон марок, не ниже указанных в табл. 2, отвечающий требованиям ГОСТа 4795-59 и главы СНиПа I-B.3-62.

Таблица 2

Минимальная марка бетона оболочек, плит, насадок и заполнения оболочек

 

Зона расположения

Марка бетона

 

по прочности на сжатие

по морозостойкости

по водонепроницаемости

1.

Под водой и под землей (ниже зоны промерзания):

 

 

 

 

оболочки

400

Нe нормируется

Не нормируется

 

заполнение полостей оболочек и уширенной пяты

100

То же

То же

 

заполнение скважины в скальной породе

200

"

"

 

плиты

200

"

"

2.

Над водой и над землей:

 

 

 

 

оболочки

400

Мрз 200

"

 

заполнение полости оболочек

150

Не нормируется

"

 

плиты и насадки

300

Мрз 200

"

3.

В зоне переменного горизонта воды или промерзания в условиях умеренного климата:

 

 

 

 

оболочки

400

Мрз 200

В-2

 

заполнение полости

150

Мрз 100

Не нормируется

 

плиты

300

Мрз 200

То же

4.

В зоне переменного горизонта воды или промерзания в условиях сурового климата:

 

 

 

 

оболочки

400

Мрз 300

В-2

 

заполнение полости

200

Мрз 200

Не нормируется

 

плиты

300

Мрз 300

То же

Примечание. Зона переменного горизонта волы определяется с учетом высоты волны и капиллярного подсоса.

2.9. Материалы для приготовления бетона должны удовлетворять требованиям ГОСТа 4797-56 и глав СНиПа I-B.1-62, I-B.2-62, I-B.3-62 и III-Д.2-62.

2.10. В качестве вяжущих для бетонов фундаментов и опор могут применяться следующие цементы, удовлетворяющие требованиям действующих ГОСТов:

а) для оболочек, плит и насадок в неагрессивной среде - портланд-цемент, пластифицированный и гидрофобный портланд-цементы, портланд-цемент с умеренной экзотермией, быстротвердеющий портланд-цемент; в агрессивной среде - сульфатостойкий портланд-цемент;

б) для заполнения полости оболочек и водозащитной подушки, бетонируемых подводным способом в неагрессивной среде, - портланд-цемент, пуццолановый портланд-цемент, пластифицированный портланд-цемент; в агрессивной среде - сульфатостойкий портланд-цемент, сульфатостойкий пуццолановый портланд-цемент.

Примечание. Для оболочек, изготовляемых способом центрифугирования, следует применять цементы с минимальным количеством минеральных добавок.

2.11. В качестве крупного заполнителя для бетона оболочек должен применяться щебень. Для остальных элементов фундаментов и опор допускается применение гравия.

2.12. Марка щебня по прочности исходной породы при сжатии должна быть, как правило, выше марки бетона не менее чем в 2 раза для бетона (оболочек и насадок) марки 300 и более и в 1,5 раза - для бетона (остальных элементов фундаментов и опор) марок ниже 300.

Щебень из изверженных пород должен иметь марку не ниже 800, щебень из метаморфических пород - не ниже 600, щебень из осадочных карбонатных пород - не ниже 300.

2.13. Морозостойкость щебня или гравия должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки по морозостойкости.

2.14. Для бетона оболочек с толщиной стенки до 12 см рекомендуется применять щебень крупностью до 20 мм, в оболочках с более толстыми стенками допускается применение щебня крупностью до 40 мм.

Бетонную смесь, укладываемую способом вертикально перемещающейся трубы, следует изготовлять со щебнем или гравием крупностью до 40 мм. Для бетона плит допускается применять щебень или гравий крупностью до 70 мм.

2.15. В качестве мелкого заполнителя следует употреблять природные пески или пески, полученные от дробления скальных пород.

2.16. Для фундаментов и опор из оболочек следует применять арматуру, отвечающую требованиям проекта, соответствующих ГОСТов и глав СНиПа I-B.4-62 и II-Д.7-62.

2.17. В качестве арматуры ненапряженных оболочек, плит, насадок и для дополнительного армирования внутренней полости оболочек, заполненных бетоном, допускается применять: стержни круглые гладкие из углеродистой мартеновской горячекатаной стали класса A-I, стержни периодического профиля из углеродистом мартеновской горячекатаной стали класса А-II, стержни периодического профиля из низколегированной мартеновской горячекатаной стали класса А-III, не подвергнутые упрочнению.

Для армирования предварительно напряженных оболочек допускается использовать: стержни периодического профиля из низколегированной мартеновской горячекатаной стали класса А- IIIв, упрочненные вытяжкой, и класса A-IV, не подвергнутые упрочнению.

2.18. Закладные части (фланцы, обечайки, наконечники и др.) в оболочках следует выполнять из листовой и полосовой стали толщиной не менее 8 мм марок М16С по ГОСТу 6713 для стыков сварной конструкции и ВСт.3 по ГОСТу 380-60 - для остальных элементов.

3. Схемы фундаментов и опор

2.19. Для опор на мелководных реках следует, как правило, применять низкие ростверки с плитой, расположенной ниже горизонта ледохода (рис.1,а). При значительной глубине воды (свыше 5 м с учетом размыва) рекомендуется делать высокие ростверки (рис.1,б).

2.20. Опоры пешеходных мостов, путепроводов и эстакад следует проектировать из вертикальных или наклонных оболочек диаметром 0,4-0,8 м, заглубленных нижними концами в грунт и объединенных в верхней части насадкой или подферменной плитой (рис. 2).

2.21. Оболочки диаметром 1-3 м рекомендуется применять в конструкции опор средних и больших мостов (рис. 3).

2.22. Для эстакад, путепроводов и временных сооружений, возводимых на несвязных грунтах при допускаемом размыве дна не более 1 м, целесообразно применять фундаменты из оболочек диаметром 1,6-2 м с несущей диафрагмой (рис. 4). Фундамент должен быть заглублен в грунт не менее чем на 2,5 диаметра оболочки. Несущую диафрагму в зависимости от плотности грунта следует располагать на 0,5-1 диаметр оболочки ниже естественной поверхности грунта, так как при вибропогружении фундамента вследствие уплотнения грунта происходит осадка последнего в полости оболочки.

Рис. 1. Схемы фундаментов из оболочек различного диаметра:
а-с низким ростверком; б-с высоким ростверком; 1-диаметр оболочек-0,4-0,8 м; 2-диаметр оболочек-1-2 м; 3-диаметр оболочек - 3 м и более

2.23. Промежуточные опоры следует проектировать преимущественно на вертикальных оболочках. При недостаточном горизонтальной устойчивости и жесткости фундаментов кроме вертикальных необходимо применять и наклонные оболочки (табл.3).

Рис. 2. Схемы опор из оболочек диаметром 0,4-0,8 м

Рис. 3. Схемы опор из оболочек диаметром 1 м и более

Таблица 3

Рекомендуемые предельные наклоны оболочек

Диаметр оболочек в м

0,4 и 0,6

0,8 и 1

1,2 и 1,6

2

3

Предельный наклон

3:1

4:1

5:1

8:1

-

Рис. 4. Фундамент из оболочек с несущей диафрагмой

Устои рекомендуется проектировать, как правило, с применением наклонно расположенных оболочек.

2.24. Оболочки фундаментов и опор следует размещать рядами или в шахматном порядке. Расстояние между осями оболочек диаметром 0,4 и 0,8 м, работающих как висячие сваи, должно быть не менее трех диаметров оболочки в уровне острия и не менее 1,5 диаметра - в уровне подошвы плиты; для оболочек диаметром 1 м и более - не менее 1 м в свету как в нижнем части, так и в плоскости плиты ростверка или насадки.

2.25. Количество рядов оболочек в опоре или фундаменте должно назначаться в зависимости от величины и характера действующих нагрузок, а также гидрогеологических условии.

При затруднениях с погружением оболочек в один ряд с предусмотренной в проекте точностью следует оболочки располагать в два или более рядов.

2.26. Размеры плиты ростверка или насадки и плане следует назначать таким образом, чтобы расстояние от края плиты до ближайшей оболочки в свету было не менее 0,25 м. Для оболочек диаметром свыше 2 м допускается устройство плит без свеса. Допускается также устройство насадок без свесов для опор, состоящих из двух оболочек любого диаметра.

2.27. Высоту плит, а также насадок необходимо определять расчетом и принимать не меньше размера, необходимого для осуществления заделки оболочек, но не менее 40 см.

При высоте плиты свыше 2 м боковые грани ее следует делать наклонными или с уступами.

Размеры уступов или величина наклона граней должны определяться расчетом.

2.28. При необходимости устройства обреза фундамента в зоне колебаний уровня воды и льда на плите следует устраивать фаску не менее 0,5´0,5 м, а плите придать в плане обтекаемую форму.

2.29. Подошва плиты фундамента должна располагаться:

а) в крупнообломочных, а также в крупных и средних песчаных грунтах - на любом уровне, независимо от глубины промерзания, при условии простирания толщи указанных грунтов ниже глубины промерзания и отсутствия при замерзании напорных грунтовых вод;

б) в глинистых и суглинистых, а также мелких и пылеватых песчаных грунтах - ниже уровня промерзания не менее 0,25 м;

в) в русле реки - на любом уровне (в том числе выше дна русла реки) при отсутствии промерзания воды до дна, но не менее чем на b+0,25 м ниже уровня низкого ледостава, где b-толщина льда в м;

г) при наличии ледохода или плывущих деревьев, пней и др. - с таким расчетом, чтобы оболочки не могли подвергаться их действию.

2.30. Для изоляции котлована от поступления воды снизу, при сооружении фундаментной плиты и тела опоры ниже отметки рабочего горизонта воды, надлежит устраивать водозащитную подушку из бетона, укладываемого подводным способом. Водозащитная подушка не укладывается, если возможно провести водоотлив из котлована без нарушения механических свойств грунта основания и фундаментную плиту забетонировать насухо.

2.31. Толщина водозащитной подушки должна назначаться в зависимости от величины давления воды на подушку снизу, диаметра оболочек, расстояния между ними, а также прочности бетона к моменту начала водоотлива из котлована. Толщина подушки должна быть не менее 1 м.

2.32. Запрещается использовать водозащитную подушку из бетона, уложенного подводным способом, в качестве фундаментной плиты, передающей на оболочки расчетные вертикальные нагрузки.

4. Конструктивные детали

2.33. Сборные железобетонные оболочки следует, как правило, изготовлять отдельными секциями (рис.5) с арматурой, расположенной в один или два ряда. Двухрядное расположение арматуры рекомендуется для оболочек диаметром 1,6 м и более с толщиной стенки свыше 16 см, применяемых в конструкции фундаментов и опор, как правило, без заполнения внутренней полости бетоном.

Оболочки с двухрядной арматурой и утолщенной стенкой рекомендуется также применять при погружении их в грунты, имеющие включения отдельных валунов.

2.34. Для армирования оболочек диаметром до 1,6 м рекомендуется применять стержни диаметром не менее 12 мм, а спираль - из проволоки диаметром не менее 6 мм; для оболочек диаметром 1,6 м и более - стержни диаметром не менее 18 мм и спираль - из проволоки диаметром не менее 8 мм.

2.35. Продольные стержни арматуры оболочек следует располагать на расстоянии в свету не менее 5 и не более 20 см, но не свыше полуторной толщины стенки оболочки.

Шаг спиральной арматуры оболочек рекомендуется назначать 10-15 см. Вблизи концов секции оболочек на длине 1-1,5 м шаг спирали следует уменьшать в полтора-два раза против принятого на остальной части оболочки.

Рис. 5. Железобетонная оболочка:
1
-секция оболочки; 2-нож; 3-фланец; 4-болт; 5-стержни продольной арматуры; 6-спиральная арматура

2.36. Защитный слой бетона с внешней и внутренней сторон оболочек диаметром 0,4 м должен быть не менее 3 см. Для оболочек диаметром 0,6 м и более защитный слой с внешней стороны должен быть не менее 4 см, с внутренней стороны - не менее 3 см.

2.37. Если армирование типовых оболочек недостаточно для воспринятия растягивающих напряжений, в полость оболочек, надлежит устанавливать дополнительную арматуру с последующим ее омоноличиванием бетоном.

Дополнительную арматуру следует располагать в местах, определяемых расчетом. Диаметр стержней дополнительной арматуры должен быть не менее 18 мм, а спираль - не менее 8 мм.

2.38. Секции оболочек допускается соединять на фланцах (рис. 6), сваркой обечаек (рис. 7), комбинированным стыкованием обечаек и выпусков продольных стержней (рис. 8), а также сваркой выпусков продольных стержней с двухсторонними накладками (рис. 9) или внахлестку (рис. 10).

После сварки выпусков стержней стыки секций должны быть омоноличены бетоном марки по прочности не менее 500 (см. рис. 9 и 10).

2.39. Фланцево-болтовые стыки и сварные соединения обечаек рекомендуется применять для стыкования обычных и предварительно напряженных секций как при укрупнительной сборке, так и на месте погружения оболочек.

2.40. Стыковать секции путем сварки выпусков стержней с последующим омоноличиванием бетоном следует при укрупнительной сборке оболочек из обычного железобетона. Сварку выпусков стержней с двухсторонними накладками (см. рис. 9) можно применять для стыкования оболочек любого диаметра, сварка стержней внахлестку (см. рис. 10) рекомендуется при стыковании секций оболочек диаметром до 1 м.

2.41. Вследствие затруднений с контролем равномерности натяжения болтов во фланцевых соединениях суммарную расчетную прочность болтов необходимо назначать на 20-30% выше прочности продольной арматуры.

2.42. Стальные элементы фланцево-болтовых соединений и обечаек следует защищать от воздействия воды. В качестве антикоррозийной защиты можно применять заливку стыков битумом, покрывать эмалью «Этиноль» или использовать другие покрытия в соответствии с указаниями глав СНиПа I-B.27-62 и III-B.6-62.

Рис. 6. Фланцево-болтовое соединение:
1
-секция оболочки; 2-фланец; 3-болт; 4-стержень продольной арматуры; 5-обечайка фланца; 6-торцовое кольцо; 7-ребра жесткости; 8-упорное кольцо

Рис. 7. Соединение секций оболочки сваркой обечаек:
1
-секция оболочки; 2-стержни продольной арматуры; 3-обечайка; 4-кольцо; 5-ребра

Рис. 8. Комбинированное соединение секции оболочки сваркой продольных стержней и обечаек:
1
-секцня оболочки; 2-спиральная арматура; 3-стержни продольной арматуры; 4-обечайка; 5-упорное кольцо; 6-окантовочное кольцо; 7-антикоррозийное покрытие

Рис. 9. Соединение секций оболочки сваркой выпусков стержней продольной арматуры с двухсторонними накладками с омоноличиванием стыка бетоном

Рис. 10. Соединение секций оболочки сваркой выпусков стержней продольной арматуры внахлестку с омоноличиванием стыка бетоном

В зонах повышенной агрессивности среды стыки рекомендуется покрывать торкретбетоном по предварительно установленной проволочной сетке с ячейками 10-15 мм.

2.43. На нижних концах оболочек (нижних секций) необходимо делать наконечники для облегчения погружения в грунт и предохранения оболочек от разрушения при встрече с препятствиями, при бурении скальных пород или устройстве уширений взрывчатыми веществами. Для оболочек диаметром 0,4-0,8 м следует применять наконечники закрытой конструкции: в обычных грунтах - без окантовки листовой сталью (рис. 11,а), а при опирании на скальные породы - с окантовкой листовой сталью (рис. 11,б). В случае применения подмыва в наконечнике оболочки необходимо предусмотреть центральное отверстие (рис. 11,в).

Наконечник высотой 1,2-1,5 м из листовой стали толщиной 10-12 мм (рис. 11,г) рекомендуется применять при устройстве камуфлетных уширений.

2.44. В оболочках диаметром 1 м и более надлежит применять наконечники (ножи) открытой конструкции.

При погружении оболочек в толщу слабых и средней плотности грунтов, а также при опирании оболочек с утолщенными стенками на поверхность слабых скальных пород при условии обеспечения плотного контакта ножа с породой по всему периметру рекомендуются ножи, усиленные ребрами жесткости (рис. 12,а).

Рис. 11. Наконечники закрытой конструкции для оболочек:
а
-погружаемых в обычные грунты; б-опираемых на скальные породы: в-погружаемых с центральным подмывом: г-погружаемых с устройством камуфлетного уширения

Ножи с бетонным заполнением несимметричного профиля (рис. 12,б) рекомендуются для тонкостенных оболочек, погружаемых в плотные и средней плотности грунты.

Для предохранения нижней части оболочек от разрушения при бурении скважин в скальной породе станками ударно-канатного действия (для заделки низа несущих столбов) следует применять стальные ножи высотой до 1 м (рис. 12,в).

Для толстостенных оболочек, заглубляемых и плотные и средней плотности грунты, рекомендуется применять ножи симметричного профиля (рис. 12,г).

2.45. Наконечник (нож) следует приваривать непосредственно к продольной арматуре или к стыковым закладным частям оболочки.

2.46. При скорости течения воды в реке свыше 3 м/сек наружную поверхность оболочек, находящуюся в зоне воздействия перемещающихся гравийно-галечных и галечно-валунных отложений, следует защищать от истирания листовой сталью толщиной 10-12 мм.

Рис. 12. Наконечники открытой конструкции (ножи) для оболочек:
а-тонкостенных, погружаемых в грунты слабой и средней плотности, и толстостенных, опираемых на поверхность слабых скальных пород; б-тонкостенных, погружаемых в плотные и средней плотности грунты, в-тонкостенных при бурении скважин в скальной породе; г-с утолщенной стенкой, погружаемых в плотные и средней плотности грунты

2.47. Внутренней поверхности оболочек, в полости которых предусмотрено устройство бетонных пробок, для улучшения сцепления с бетоном заполнения необходимо придавать шероховатость с глубиной впадин 1-2 см.

В оболочках, изготовляемых в стальных виброформах, шероховатость следует создавать путем устройства неровностей на поверхности внутренней формы. В оболочках, изготовленных методом центрифугирования, шероховатость рекомендуется образовывать в процессе очистки шлама с внутренней поверхности.

Оболочки центрифугированного изготовления со сплошным бетонным заполнением, расположенным в зоне воздействия отрицательных температур, перед укладкой в них бетонной смеси должны быть обязательно тщательно очищены от шлама.

2.48. Оболочки опор, расположенные вне зоны воздействия воды, и оболочки фундаментов, находящихся в грунте или воде ниже уровня возможного промерзания, как правило, не рекомендуется заполнять бетоном, если оболочки имеют достаточную прочность и устойчивость.

2.49. Разрешается не заполнять бетоном полость оболочек, расположенных на затапливаемых поймах рек без ледохода и периодических водотоках, при условии обеспечения возможности свободного медленного ухода воды из оболочек в грунт ниже уровня промерзания (в процессе замерзания воды в полости оболочки). При невозможности обеспечить свободный уход воды из оболочки внутреннюю полость рекомендуется заполнять специальной смесью.

Такая смесь может быть составлена из топливного мазута марок 20-100 (ГОСТ 1501) с песком в пропорции 1:5 или с песчано-гравийной смесью в пропорции 1:6. Для приготовления смеси следует брать мазут с содержанием серы менее 0,5%.

При содержании серы в мазуте заполнителя свыше 0,5% оболочки должны изготовляться с использованием сульфатостойкого цемента.

2.50. В зоне переменного горизонта воды (в зоне возможного промерзания) внутреннюю полость оболочек допускается заполнять бетоном в пределах на 1 м выше горизонта высокой воды и на 1 м ниже отметки низкого ледостава. В этом случае в бетонную смесь заполнения следует вводить воздухововлекающие добавки в количестве 0,02-0,05% отвеса цемента, а водо-цементное отношение смеси принимать не более 0,5.

2.51. Полость погруженных в различные грунты оболочек диаметром более 1 м с минимальной толщиной стенок (см. табл. 1) следует, как правило, заполнять бетоном в соответствии со схемой, приведенной на рис. 13,а.

В полости оболочек диаметром более 1 м с утолщенными стенками, воспринимающими расчетные нагрузки при отсутствии бетонного заполнения, рекомендуется устраивать бетонную пробку (рис. 13,б).

Рис. 13. Схемы заполнения полости погруженных в грунт оболочек:
а
-сплошное бетонное заполнение тонкостенной оболочки; б-бетонная пробка в оболочке с утолщенной стенкой; в-грунтовое заполнение оболочки с утолщенной стенкой;
1-грунт; 2-оболочка; 3-плита ростверки; 4-бетон; 5-грунтовое заполнение оболочки

2.52. В оболочках диаметром до 1,6 м, воспринимающих расчетные нагрузки без бетонного заполнения, допускается оставлять ядро из несвязного грунта, образующееся в процессе погружения оболочек (рис. 13,в).

Минимально необходимая высота ядра, обеспечивающая передачу на основание длительно действующих нагрузок, должна определяться по результатам статического испытания оболочки, в конкретных геологических условиях.

2.53. Грунтовое ядро высотой, равной диаметру оболочки, но не менее 2 м (см. рис. 13,а и б) необходимо сохранять в основании оболочек в процессе их погружения в грунт, а также при необходимости удаления грунта из полости оболочек после окончания их вибропогружения.

2.54. Внутреннюю полость оболочек следует заполнять бетоном сплошь только при устройстве в их основании уширений или при заделке низа оболочек в скальные породы, а также при недостаточной прочности, неудовлетворительной общей и местной устойчивости стенок оболочек на воспринятие действующих нагрузок, включая навал плывущих предметов и давление льда.

2.55. Уширения в основании оболочек, увеличивающие их несущую способность по грунту, могут быть образованы взрывчатыми веществами или специальными буровыми станками.

Камуфлетные уширения, образованные взрывчатыми веществами и превышающие диаметр оболочки в среднем на 0,8-1 м, следует применять в основании оболочек диаметрами до 1,2 м.

Уширения в основании оболочек диаметрами 1,6 м и более необходимо устраивать буровыми станками.

При использовании бурового станка ЦНИИСа размеры уширения в основании оболочек диаметрами 1,6 и 2 м следует назначать в соответствии со схемой, приведенной на рис. 14.

2.56. Железобетонные оболочки столбов с уширениями в основании, сделанными буровым станком, рекомендуется заглублять в грунт не менее чем на 3 диаметра (в зависимости от плотности грунта и диаметра оболочки) ниже уровня размыва до отметки, где растягивающие напряжения от изгиба не превышают расчетного сопротивления бетона столба на растяжение.

Допускается ограничиваться заглублением оболочек на 1-2 м ниже отметки размыва при условии передачи растягивающих напряжений от момента в столбе (без оболочки) на арматурный каркас, установленный в бетонном заполнении скважины.

2.57. В зависимости от физико-механических свойств и состояния поверхности скальной породы, наличия или отсутствия неразмываемой толщи наносных отложений на поверхности породы, величины и характера действующих нагрузок нижнюю часть оболочек следует опирать на породу или заглублять в нее.

Рис. 14. Контур уширения в основании оболочки, разбуриваемого станком ЦНИИСа

2.58. Оболочки и столбы рекомендуется опирать на поверхность скальных пород при наличии толщи неразмываемых наносных отложений, которая погашает воздействие изгибающих моментов таким образом, что в уровне низа оболочек отсутствуют растягивающие напряжения.

2.59. Допускается опирание оболочек на скальную породу наконечником (рис. 15,а), ножом (рис. 15,б), бетонной пробкой (рис. 15,в) и сплошным бетонным заполнением (рис. 15,г). По двум последним схемам (см. рис. 15,в и г) возможно опирание оболочек на поверхность породы как без удаления выветренного слоя, так и с предварительным его разбуриванием.

2.60. Оболочки диаметром 0,4-0,8 м, опираемые закрытым наконечником па поверхность породы (см. рис. 15,а), должны быть забиты в её поверхностный слой молотами до получения отказа, близкою к нулю.

Мощность молота следует назначать из условия обеспечения требуемой расчетной несущей способности оболочки по основанию.

2.61. Толстостенные оболочки диаметром 1 и 1,6 м, опираемые стальным ножом (см. рис. 15,б) на невыветренную горизонтальную поверхность слабых скальных пород (главным образом мергелей, прикрытых глиной) прочностью до 150 кг/см2, должны заглубляться вибропогружателем до получения расчетного отказа, величину которого необходимо проверить статическим испытанием не менее чем одной оболочки в конкретных геологических условиях.

2.62. При необходимости повышения расчетной несущей способности скального основания толстостенных оболочек диаметром 1-2 м, опираемых на выветренный слой слабых и средней прочности пород, рекомендуется в полости оболочек устраивать бетонную пробку высотой не менее 2 м (см. рис. 15, в).

2.63. В случае недостаточной несущей способности выветренного слоя породы бетонную пробку или сплошное заполнение полости оболочки следует укладывать в скважину, пробуренную на 25 см ниже отметки, на которой расчетное сопротивление основания по результатам испытаний получается не менее величины давления фундамента (см. рис. 15,г).

2.64. Несущие столбы фундаментов и опор необходимо заделывать в скальные породы на величину, определяемую расчетом в соответствии с указаниями главы IV в случаях:

недостаточной несущей способности верхнего слоя породы;

возможности размыва верхнего слоя слабых пород;

отсутствия наносных отложении или недостаточной их мощности для обеспечения заделки столбов;

необходимости передачи изгибающих моментов на скальное основание;

наклона поверхности пород более 1:20 и наличия местных неровностей высотой свыше 20 см.

Рис. 15. Схема опирания оболочек на скальную породу:
а-наконечником закрытой конструкции; б-ножом; в-бетонной пробкой; г-сплошным бетонным заполнением;
1-невыветренная скальная порода; 2-выветренный слой породы; 3-грунт; 4-оболочка; 5-нож

2.65. Заделку столбов в скальное основание следует осуществлять по одной из двух схем: диаметр заглубленной части столба ранен внутреннему диаметру оболочки (рис. 16,а);

Рис. 16. Заделка столбов в скальную породу:
а-диаметр скважины равен внутреннему диаметру оболочки: б-диаметр скважины меньше внутреннего диаметра оболочки;
1-невыветренная порода; 2-выветренный слои породы; 3-грунт; 4-оболочка; 5-нож; 6-скважина; 7-арматурный каркас; 8-бетон

диаметр заделываемой части меньше внутреннего диаметра оболочки (рис. 16,б). Последний вариант заделки рекомендуется применять при использовании столбов диаметром 2 и 3 м.

Для передачи изгибающих моментов на скальное основание в месте заделки столба следует ставить по расчету арматурный каркас.

2.66. Несущие столбы, как правило, должны прорезать тонкие скальные прослойки. Допускается опирание на прослойки толщиной свыше 0,5 м из невыветренных пород при условии, что величина давления под торцом столба не превосходит расчетного сопротивления породы, а давление на подстилающий слои грунта, подсчитанное при тангенсе угла распространения 0,5, не превышает величины расчетного сопротивления грунта.

2.67. Верхние концы оболочек с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой должны быть заделаны в плиту ростверка (выше слоя бетона, уложенного подводным способом) или в железобетонную насадку (ригель) на величину, определяемую расчетом (при наличии растягивающих усилий), причем в плиту ростверка - не менее чем на два диаметра, а при диаметре свыше 60 см - не менее чем на 1,2 м (рис. 17,а). Допускается также заделка в плите и насадке оболочек на длине не менее 15 см при условии, что остальная часть заделки осуществляется при помощи выпусков стержней продольной арматуры (без устройства крюков) на длине, определяемой расчетом, но не менее 20 диаметров стержня при арматуре периодического профиля и 40 диаметров стержня при гладкой арматуре (рис. 17,б). В местах заделки в плиту или насадку выпуски стержней продольной арматуры оболочек рекомендуется делать прямыми без отгибов.

Рис. 17. Заделка оболочек в плиту ростверка:
а
-путем защемления верхней части оболочки; б-путем замоноличивания выпусков стержней продольной арматуры;
1-оболочка; 2-водозащитная подушка; 3-плита; 4-стержень продольной арматуры; 5-спиральная арматура

2.68. Взаимное соединение стоек из железобетонных оболочек с насадками и плитами сборных опор допускается осуществлять с использованием конструкций стыков, применяемых для секций оболочек (см. рис. 6-10), или же вариантов стыков, приведенных на рис. 18.

Прочность соединении должна определяться расчетом в зависимости от характера и величины действующих нагрузок.

Рис. 18. Схемы соединения сборных насадок и плит с оболочками:
а
-фланцево-болтовым стыком; б-бетонной пробкой; в-сварным фланцевым стыком; г-приваркой выпусков стержней продольной арматуры;
1-плита; 2-оболочка; 3-фланец; 4-насадка (ригель); 5-анкерный болт; 6-бетонная пробка; 7-арматурный анкерный каркас; 8-стержни продольной арматуры; 9-бетон омоноличивания стыка; 10-ребра; 11-монтажный электросварочный шов; 12-анкерный уголок с ребрами и приваренными к ним анкерами; 13-фланец без торцового кольца

Главa III
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР

1. Основные положения

3.1. Указания настоящей главы охватывают расчет фундаментов и опор мостов из оболочек диаметром 1 м и более. Расчет фундаментов и опор из оболочек меньшего диаметра производят по действующим техническим указаниям проектирования свайных ростверков опор мостов.

3.2. Фундаменты рассчитывают по трем предельным состояниям:

1) по прочности конструкции и грунтового основания;

2) по деформациям конструкции и основания с определением вертикальной осадки последнего и горизонтальных смещений верха опоры;

3) по трещиностойкости конструкции.

3.3. Вертикальную осадку основания опоры определяют в соответствии с п.694 «Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» (СН 200-62) и приложением 27 к ним.

При этом среднее давление s по подошве фундамента от нормативных постоянных нагрузок, передаваемое на грунты основания, устанавливают в предположении о распределении давления в грунте под углом  (рис. 19,а), где jср - средневзвешенное значение расчетных углов внутреннего трения грунтов, пройденных оболочками. Для фундаментов с наклонными оболочками (столбами) в тех случаях, когда угол наклона крайних рядов оболочек к вертикали превышает величину , его принимают за угол распределения давления в грунте (см. рис. 19,б).

3.4. Горизонтальные смещения верха опоры, давления на грунт, а также необходимые для проверки прочности и трещиностойкости фундамента внутренние усилия в его сечениях определяют с учетом заделки оболочек (столбов) в грунте.

3.5. Поверхность грунта при расчете фундаментов принимают с учетом местного размыва при расчетном расходе воды.

Рис. 19. Схемы распределения давления в грунте:
а
-для фундаментов с вертикальными оболочками; б-для фундаментов с наклонными оболочками при угле наклона крайних рядов, превышающем

Глубину h заложения столбов в грунте при опирании на нескальный грунт или скальную породу (без забуривания в последнюю) принимают равной фактическом глубине их заложения, а при забуренных в скалу столбах

h = hс + Δh,

где hс - глубина заложения поверхности скальном породы;

Δh - дополнительная глубина, принимаемая равном:

а) при забуривании столбов в слабые ракушечники или мергель ;

б) при забуривании столбов в известняк или песчаник ;

в) при забуривании столбов в кристаллические породы Δh = 0.

3.6. Расчет заделки столбов в грунте производят в предположении, что грунт представляет собой упруго-деформируемую среду с коэффициентом постели, нарастающим пропорционально глубине.

Коэффициенты пропорциональности, характеризующие изменение коэффициентов постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента (m), и грунта в основании фундамента (mосн), принимают по табл. 3 соответственно по наименованиям грунта, расположенного выше подошвы фундамента, к грунта в основании фундамента. В пределах величин, указанных в табл. 3, коэффициенты пропорциональности принимают тем большими, чем плотнее грунт.

Taблица 3

Коэффициенты пропорциональности m и mосн

№ пп

Наименование грунта

Значения m и mосн (m/м4)

1

Текучепластичные глины, суглинки и илы

50-200

2

Мягкопластичные супеси, суглинки и глины; пылеватые пески, а также пески рыхлые

200-400

3

Тугопластичные супеси, суглинки и глины; пески мелкой и средней крупности

400-600

4

Твердые супеси, суглинки и глины; крупные пески

600-1000

5

Пески гравелистые, гравий, галька

1000-2000

Для песков и супесей, указанных в строках 3-5 табл. 3, значения m и mосн относятся к грунтам средней плотности. Для плотных песков и супесей наибольшие табличные значения коэффициентов пропорциональности повышают на 30%.

При наличии выше отметки заложения столбов нескольких слоев грунта в расчет вводят значение коэффициента т, соответствующее грунту в верхней толще глубиной hm. Значение hm, выраженное в метрах, может быть определено по формуле:

hm = 2(d + l).

где d - диаметр столба в м.

При наличии в толще hm двух слоев грунта значение т определяют по формуле:

                                                                   (3.1)

а при наличии в этой толще трех слоев - по формуле:

                                            (3.2)

где h1- толщина первого (верхнего) слоя грунта;

h2 - толщина второго слоя грунта;

h3 - толщина третьего слоя грунта, равная

h3 = hm - (h1 + h2);

m1, m2, m3 - значения коэффициентов m, принимаемые по табл. 3 в зависимости от наименования грунтов, соответственно в первом, втором и третьем слоях.

Формулы (3.1) и (3.2) дают осредненное значение коэффициента m с учетом того обстоятельства, что чем ближе к поверхности расположен слой грунта, тем больше его свойства оказывают влияние на величину горизонтальных перемещении столбов в грунте.

3.7. Скальное основание рассматривают как упруго-деформируемое с коэффициентом постели С, не зависящим от глубины расположения поверхности скальной породы. Коэффициент постели принимают в зависимости от кубиковой прочности Rсж скальной породы. При Rсж = 100 т/м2 С = 30000 т/м3; при Rсж ³ 2500 т/м2 С = 1500000 т/м3; в промежуточных случаях значения С определяют линейной интерполяцией.

3.8. В расчетных формулах давление грунта на подошву столба устанавливается с учетом действительного ее очертания, а на боковую поверхность определяется, как для работающего в условиях плоской задачи отдельно стоящего столба, имеющего квадратное сечение с шириной bр. Отличие фактических условий работы столбов (круглая форма сечения, пространственные условия работы, а также взаимное влияние столбов на их поведение в грунте при горизонтальной нагрузке) от принятых при выводе формул учитывают специальными коэффициентами при переходе от диаметра столба к расчетной ширине* (см. пп. 3.14, 3.34 и 3.61).

* Замена каждого столба фундамента эквивалентным по сопротивляемости грунта столбом, работающим в менее сложных условиях, способствует существенному упрощению расчетных формул.

3.9. Определенные расчетом осадка опоры и горизонтальные смещения ее верха не должны превышать величин, установленных СН 200-62, п. 55.

3.10. Определенные расчетом давления под подошвами столбов не должны превышать расчетных сопротивлений грунтовых оснований, принимаемых в соответствии с СН 200-62, а для песчаных и скальных оснований-сопротивлений, принимаемых в соответствии с данными главы IV настоящих «Технических указаний» и с СН 200-62.

В тех случаях, когда нижние концы столбов заделаны в скалу, в соответствии с рекомендациями главы IV настоящих «Технических указаний» проверяют несущую способность заделки на действие внутренних усилий, возникающих в поперечных сечениях столбов на глубине h от поверхности грунта.

3.11. При расчете фундаментов на столбах, имеющих приведенную глубину заложения в грунте * (см. п. 3.16), следует проверить, чтобы величины горизонтальных давлений sh/3 и sh, действующих по контакту с боковой поверхностью столба соответственно на глубинах  и z = h, удовлетворили условиям:

                                                                     (3.3)

                                                                           (3.4)

* Приведенная (безразмерная) глубина  характеризует соотношение между жесткостями столба и окружающего его грунта (чем меньше значение , тем больше относительная жесткость столба).

При  в случае, когда наибольшее горизонтальное давление  на передней части боковой поверхности столба действует на глубине , следует проверить выполнение условия:

                                                                         (3.5)

в случае же, когда давление  действует на глубине , следует проверить выполнение условия (3.3). В формулах (3.3), (3.4) и (3.5) обозначены:

jр - расчетное значение угла внутреннего трения грунта, принимаемое меньше нормативного на 10% и не менее чем на 2°;

g - объемный вес грунта с учетом гидростатического давления;

ср - расчетное значение сцепления грунта, принимаемое меньше нормативного в 2 раза;

h1 - коэффициент, зависящий от системы опирающихся на опору пролетных строении и принимаемый равным 1 во всех случаях, кроме случаев опирания на опору статически неопределимых арочных распорных пролетных строений, и которых следует принимать его равным 0,7;

h2 - коэффициент, учитывающий долю постоянной горизонтальной нагрузки в суммарной.

Коэффициент h2 принимают равным:

где Мn и М - моменты в сечении по подошве фундамента: Мn - от постоянных нагрузок и М - от постоянных и временных нагрузок. Значения Мn и М определяют: а) при расчете фундаментов в соответствии с указаниями пп. 3.13-3.33 - от вертикальных и горизонтальных нагрузок; б) при расчете фундаментов в соответствии, с указаниями пп. 3.34-3.69 - только от горизонтальных нагрузок.

В промежуточных случаях, когда , коэффициент h2 находят линейной интерполяцией.

При нескольких слоях грунта значения jр, g и ср можно определить как соответствующие средневзвешенные значения для грунтовой толщи на участке эпюры горизонтальных давлений, где действует проверяемое давление.

3.12. Расчет фундаментов зависит от расположения столбов и направления действия нагрузок. Способы расчета, включающие определение горизонтального смещения верха опоры, давлений на грунт по контакту с подошвой столбов и их боковой поверхностью, а также определение внутренних усилий в поперечных сечениях столбов и в радиальных сечениях полых оболочек, даны в пп. 3.13-3.69.

В пп. 3.13-3.33 изложены способы, охватывающие расчет фундаментов в случае, когда оси столбов расположены в одной плоскости, перпендикулярном плоскости действия нагрузки (рис. 20,а). Ими может быть также осуществлен расчет фундаментов, состоящих из одного столба.

Пп. 3.34-3.59 содержат способы расчета фундаментов с вертикальными столбами в случае, когда их оси расположены в нескольких плоскостях, перпендикулярных плоскости действия нагрузки (рис. 20,б).

Рис. 20. Случаи расчета фундаментов:
а
-со столбами, оси которых расположены в одной плоскости перпендикулярной плоскости действия нагрузки; б-с вертикальными столбами, оси которых расположены в нескольких плоскостях, перпендикулярных плоскости действия нагрузки; в-с наклонными столбами

В соответствии с пп. 3.60-3.69 производят расчет фундаментов с наклонными столбами (рис. 20,в).

2. Способы расчета фундаментов в случае, когда оси столбов расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости действия нагрузки

а) Общие положения

3.13 В предположении о том, что нагрузки поровну распределяются между столбами, определяют продольную силу N, действующую на голову каждого из столбов, а также изгибающий момент Мв и поперечную силу Н1, действующие в сечении каждого столба на уровне поверхности грунта.

3.14. Расчетную ширину столба bр принимают равной

                                                                          (3.6)

где d - наружный диаметр столба в м;

0,9 - коэффициент, учитывающий отличие условий работы столба круглого сечения от столба квадратного сечения;

 - коэффициент, учитывающий отличие фактических (пространственных) условий работы столба от условий плоской задачи.

3.15. Определяют коэффициент деформации a столба в грунте по формуле:

                                                                                                        (3.7)

где Е - расчетный модуль упругости бетона столба;

I - момент инерции бетонного сечения столба.

При определении коэффициента a может быть использована табл. 4, в которой его значения даны в зависимости от величины

                                                                                                    (3.8)

Таблица 4

Значения коэффициента деформации a

К, м-1

a, м-1

К, м-1

a, м-1

К, м-1

a, м-1

К, м-1

a, м-1

1,000

0,1000

3,436

0,1280

9,239

0,1560

21,091

0,1840

1,104

0,1020

3,713

0,1300

9,847

0,1580

22,262

0,1860

1,217

0,1040

4,007

0,1320

10,486

0,1600

23,485

0,1880

1,338

0,1060

4,320

0,1340

11,158

0,1620

24,761

0,1900

1,409

0,1080

4,653

0,1360

11,864

0,1640

26,091

0,1920

1,611

0,1100

5,005

0,1380

12,605

0,1660

27,479

0,1940

1,762

0,1120

5,378

0,1400

13,383

0,1680

28,925

0,1960

1,925

0,1140

5,774

0,1420

14,199

0,1700

30,432

0,1980

2,082

0,1160

6,222

0,1440

15,054

0,1720

32,000

0,2000

2,288

0,1180

6,634

0,1460

15,949

0,1740

33,632

0,2020

2,449

0,1200

7,101

0,1480

16,887

0,1760

35,331

0,2040

2,703

0,1220

7,594

0,1500

17,869

0,1780

37,097

0,2060

2,932

0,1240

8,114

0,1520

18,896

0,1800

38,933

0,2080

3,170

0,1260

8,662

0,1540

19,969

0,1820

40,841

0,2100

42,823

0,2120

148,88

0,2720

403,36

0,3320

925,61

0,3920

44,882

0,2140

154,44

0,2740

415,65

0,3340

949,47

0,3940

47,018

0,2160

160,16

0,2760

428,25

0,3360

973,81

0,3960

49,236

0,2180

166,04

0,2780

441,15

0,3380

998,65

0,3980

51,536

0,2200

172,10

0,2800

454,35

0,3400

1024,00

0,4000

53,922

0,2220

178,34

0,2820

467,88

0,3420

1049,86

0,4020

56,395

0,2240

184,75

0,2840

481,72

0,3440

1076,23

0,4040

58,958

0,2260

191,35

0,2860

495,88

0,3460

1103,14

0,4060

61,613

0,2280

198,14

0,2880

510,38

0,3480

1130,58

0,4080

64,363

0,2300

205,11

0,2900

625,22

0,3500

1158,56

0,4100

67,211

0,2320

212,28

0,2920

540,40

0,3520

1187,10

0,4120

70,158

0,2340

219,65

0,2910

555,92

0.3540

1216,19

0,4140

73,208

0,2360

227,23

0,2960

571,81

0,3560

1245,85

0,4160

76,363

0,2380

235,01

0,2930

588,05

0,3580

1276,09

0,4180

79,626

0,2400

243,00

0,3000

604,66

0,3600

1306.91

0,4200

83,000

0,2420

251,21

0,3020

621,65

0,3620

1338,33

0,4220

86,487

0,2440

259,64

0,3040

639,01

0,3640

1370,34

0,4240

90,090

0,2460

268,29

0,3060

656,76

0,3660

1402,97

0,4260

93,812

0,2480

277,17

0,3080

674,90

0,3680

1436,22

0,4280

97,656

0,2500

286,29

0,3100

693,44

0,3700

1468,49

0,4300

101,636

0,2520

295,65

0,3120

712,38

0,3720

1504,59

0,4320

105,721

0,2540

305,24

0,3140

731,74

0,3740

1539,74

0,4340

109,950

0,2560

315,09

0,3160

751,52

0,3760

1575,55

0,4360

114,314

0,2580

325,19

0,3180

771,72

0,3780

1612,02

0,4380

118,810

0,2600

335,54

0,3200

792,35

0,3800

1649,16

0,4400

123,450

0,2620

346,16

0,3220

813,42

0,3820

1686,99

0,4420

128,240

0,2640

357,05

0,3240

831,94

0,3840

1725,50

0,4440

133,170

0,2660

368,20

0,3260

856,91

0,3860

1764,71

0,4160

138,25

0,2680

379,38

0,3280

879,34

0,3880

1804,64

0,4480

143,49

0,2700

391,35

0,3300

902,24

0,3900

1845,28

0,4500

3.16. Приведенную (безразмерную) глубину  заложения столба в грунте находят по формуле:

                                                                                                             (3.9)

3.17. Дальнейший расчет фундаментов выполняют основным способом или одним из двух приближенных.

Основной способ является универсальным. Подавляющее большинство фундаментов можно рассчитать и приближенными способами. Одни из них применяют для расчета фундаментов со столбами большой относительной жесткости (при ), опертыми на нескальный грунт или скалу (без забуривания в нее). Другой применяют для расчета фундаментов со столбами, имеющими приведенную глубину  к опертыми на нескальный грунт.

б) Основной способ

3.18. Определяют горизонтальное перемещение dнн столба и угол поворота dмн, его сечения в уровне поверхности грунта от силы Н=1, приложенной в том же уровне, и горизонтальное перемещение dнм столба и угол поворота dмм его сечения в уровне поверхности грунта от момента М=1 (рис. (21).

Рис. 21. Схемы перемещений столба от единичных усилий, приложенных на уровне поверхности грунта

Для случая столба с забуренным в скалу нижним концом значения dнн, dмн = dнм и dмм вычисляют по формулам:

                                                                                     (3.10)

в остальных случаях - по формулам:

                                                                   (3.11)

Величины А0, В0, С0, А01, B01, С01, D01, А02, В02, С02 и D02 принимают по табл. 5 и 6 в зависимости от значения приведенной глубины  заложения столба в грунте. Если значение  оказывается заключенным между табличными значениями этой величины, его округляют до ближайшего значения , приведенного в таблицах. При  принимают .

Таблица 5

Величины А0, В0 и С0

h

А0

В0

С0

h

А0

В0

С0

0,0

0,00000

0,00000

0,00000

1,5

1,01382

1,02816

1,11516

0,1

0,00033

0,00500

0,10000

1,6

1,18632

1,13380

1,47990

0,2

0,00269

0,02000

0,20000

1,7

1,36088

1,23219

1,53540

0,3

0,00900

0,04500

0,30000

1,8

1,53179

1,32058

1,58115

0,4

0,02133

0,07999

0,39996

1,9

1,69343

1,39688

1,61718

0,5

0,04165

0,12495

0,49988

2,0

1,84091

1,45979

1,61405

0,6

0,07192

0,17983

0,59962

2,2

2,08041

1,54549

1,67490

0,7

0,11406

0,24448

0,69902

2,4

2,23974

1,58566

1,68520

0,8

0,16985

0,31867

0,79783

2,6

2,32965

1,59617

1,68665

0,9

0,24092

0,40199

0,89562

2,8

2,37119

1,59262

1,68717

1,0

0,32855

0,49374

0,99179

3,0

2,38548

1,58606

1,69051

1,1

0,43351

0,59294

1,08560

3,5

2,38891

1,58435

1,71100

1,2

0,55589

0,69811

1,17605

4,0

2,40074

1,59979

1,73218

1,3

0,69488

0,80737

1,26199

4,5

2,41681

1,61296

1,74308

1,4

0,84855

0,91831

1,34213

5,0

2,42582

1,61823

1,74620

Таблица 6

Величины А01, B01, С01, D01, А02, В02, С02, D02,

А01

B01

С01

D01

А02

В02

С02

D02

0

0

1

0

0

0

0

0

0

¥

¥

¥

0,1

0,00002

1

0

0,005

0,00033

0,00003

0,005

0,0005

3770,49

54098,4

819672

0,2

0,0004

1,00004

0

0,02

0,00267

0,00033

0,02

0,004

421,771

2807,28

21023,6

0,3

0,00203

1,00029

0,00001

0,045

0,009

0,00169

0,045

0,0135

196,135

869,565

4317,97

0,4

0,0061

1,0012

0,00006

0,07999

0,02133

0,00533

0,08001

0,032

111,936

372,93

1399,07

0,5

0,01563

1,00365

0,00022

0,12504

0,04167

0,01303

0,12505

0,06251

72,102

192,214

576,825

0,6

0,0324

1,00917

0,00065

0,18013

0,07203

0,02701

0,1802

0,10804

50,0123

111,179

278,134

0,7

0,06006

1,01962

0,00163

0,24535

0,11443

0,05004

0,24559

0,17161

36,7401

70,0006

150,236

0,8

0,10248

1,03824

0,00365

0,32091

0,17094

0,08539

0,3215

0,25632

28,1075

46,8843

88,1788

0,9

0,16426

1,06893

0,00738

0,40709

0,24374

0,13685

0,40842

0,36533

22,2454

33,0092

55,3115

1

0,25062

1,11679

0,0139

0,50436

0,33507

0,20873

0,50714

0,50194

18,0276

24,1023

36,479

1,1

0,36747

1,18823

0,02464

0,61351

0,44739

0,306

0,61893

0,66965

14,9154

18,1598

25,1218

1,2

0,52158

1,29111

0,04156

0,73565

0,58346

0,43412

0,74562

0,87232

12,55

14,039

17,9408

1,3

0,72057

1,43498

0,06724

0,87244

0,7465

0,5994

0,88991

1,11429

10,7164

11,102

13,2348

1,4

0,97317

1,63125

0,10504

1,02612

0,94032

0,80887

1,0555

1,40059

9,26477

8,95202

10,0486

1,5

1,28938

1,89349

0,15916

1,19981

1,1696

1,07061

1,24752

1,7372

8,10116

7,34858

7,83815

1,6

1,68091

2,23776

0,23497

1,39771

1,44015

1,39379

1,47277

2,13135

7,15372

6,12908

6,26791

1,7

2,16145

2,68296

0,33904

1,62522

1,75934

1,78918

1,74019

2,592

6,37521

5,18918

5,1327

1,8

2,74734

3,25143

0,47951

1,88946

2,13653

2,26933

2,06147

3,13039

5,72947

4,45565

4,29912

1,9

3,45833

3,96945

0,66632

2,19944

2,58362

2,84909

2,45147

3,76049

5,19019

3,87745

3,67912

2

4,31831

4,86824

0,91158

2,56664

3,11583

3,54638

2,92905

4,49999

4,73717

3,41805

3,21316

2,2

6,61044

7,36356

1,63962

3,53366

4,51846

5,38469

4,24806

6,40196

4,03169

2,7558

2,59088

2,1

9,9551

11,1313

2,82366

4,95288

6,57001

8,02219

6,288

9,0922

3,5256

2,32678

2,2269

2,6

14,868

16,7406

4,70118

7,07178

9,6289

11,8206

9,46294

12,9719

3,1626

2,04818

2,01289

2,8

22,1571

25,0651

7,62658

10,2642

14,2571

17,3362

14,4032

18,6636

2,90524

1,8694

1,88855

3

33,0879

37,3807

12,1353

15,0922

21,3285

25,4275

22,068

27,1257

2,72658

1,75755

1,81849

3,5

92,209

101,369

36,858

41,0182

60,47

67,4982

64,7696

72,0485

2,50174

1,64078

1,75727

4

266,061

279,996

109,012

114,722

176,709

185,996

190,834

200,047

2,44066

1,621

1,75058

4,5

788,091

795,764

324,088

327,749

525,455

529,831

567,247

571,666

2,43172

1,62133

1,75029

5

2382

2324,47

979,678

956,662

1588,43

1549,61

1713,28

1672,28

2,43141

1,62138

1,74882

В формулах (3.11) коэффициент Kh учитывает влияние сопротивления грунта повороту подошвы столба на единичные перемещении dнн, dмн = dнм и dмм. Значение Kh устанавливают по формуле:

                                                                                                (3.12)

где Iосн - момент инерции основания столба;

С - коэффициент постели основания, значение которого при опирании фундамента на скалу следует принимать в соответствии с п. 3.7, а при опирании на нескальный грунт - равным:

C = mоснh.                                                                                                          (3.13)

В случаях, когда при опирании фундамента на нескальный грунт , а при опирании фундамента на скалу , влияние значения Kh на величины dнн, dмн = dнм и dмм становится несущественным и при определении последних можно принять Kh = 0.

3.19. Горизонтальное перемещение у0 и угол поворота j0 сечения столба, расположенного в уровне поверхности грунта, находят по формулам:

                                                                                       (3.14)

3.20. Горизонтальное смещение верха опоры вычисляют по формуле:

а' = у0 + j0(l0 +hоп) + d0,                                                                                    (3.15)

где l0 - расстояние от верхнего сечения столбов до поверхности грунта;

hоп - разность отметок верха опоры и верхнего сечения столбов;

d0 - перемещение верха опоры за счет деформации ее тела и части фундамента, расположенной выше поверхности грунта.

3.21. Изгибающие моменты Мz и поперечные силы Qz, действующие в сечениях столба на разных глубинах z от поверхности грунта, определяют по формулам:

                                                     (3.16)

                                                   (3.17)

Горизонтальные давления на грунт, возникающие по контакту с боковой поверхностью столба на разных глубинах z, вычисляют по формуле:

                                               (3.18)

В формулах (3.16) - (3.18) А1, B1, С1, D1, А3, B3, С3, D3, А4, B4, С4 и D4 - величины, принимаемые по табл.7 в зависимости от приведенной (безразмерной) глубины .

Для приведенных глубин  значения Мz, Qz и sz можно принимать равными нулю.

Формула (3.16) при подстановке в нее величин А3, B3, С3 и D3, соответствующих значению, дает момент Мh, действующий в основании столба.

3.22. Наибольшее smах и наименьшее smin давления на грунт в основании столба определяют по формуле:

                                                                                        (3.19)

где Nh - продольная сила, действующая в основании столба;

Fосн и Wосн - соответственно площадь и момент сопротивления основания столба (подошвы столба).

Значение Nh при нескальном грунте в основании столба вычисляют по формуле:

Nh = N  + G + T,                                                                                                 (3.20)

а при скальной породе - по формуле:

Nh = N + G,                                                                                                        (3.21)

где G - расчетный вес столба (или оболочки с заполнением);

Т - расчетная сила трения грунта по наружной поверхности оболочки, определяемая в соответствии с приложением 21 к СН 200-62, а для песчаных грунтов - также главой IV настоящих «Технических указании».


Таблица 7

Величины А1, B1, С1, D1, А3, B3, С3, D3, А4, B4, С4 и D4

А1

B1

С1

D1

А3

B3

С3

D3

А4

B4

С4

D4

0,0

1,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00000

1,00000

0,00000

0,00000

0,00000

0,00010

1,00000

0,1

1,00000

0,10000

0,00500

0,00017

-0,00017

-0,00001

1,00000

0,10000

-0,00500

-0,00033

-0,00001

1,00000

0,2

1,00000

0,20000

0,02000

0,00133

-0,00133

-0,00013

0,99999

0,20000

-0,02000

-0,00267

-0,00020

0,99999

0,3

0,99998

0,30000

0,04500

0,00450

-0,00450

-0,00067

0,99994

0,30000

-0,04500

-0,00900

-0,00101

0,99992

0,4

0,99991

0,39999

0,08000

0,01067

-0,01067

-0,00213

0,99974

0,39998

-0,08000

-0,02133

-0,00320

0,99966

0,5

0,99974

0,49996

0,12500

0,02083

-0,02083

-0,00521

0,99922

0,49991

-0,12499

-0,04167

-0,00781

0,99890

0,6

0,99935

0,59987

0,17998

0,03600

-0,03000

-0,01080

0,99806

0,59974

-0,17997

-0,07199

-0,01620

0,99741

0,7

0,99860

0,69967

0,24495

0,05716

-0,05716

-0,02001

0,99580

0,69935

-0,24490

-0,11433

-0,03001

0,99440

0,8

0,99727

0,79927

0,31988

0,08532

-0,08532

-0,03412

0,99181

0,79854

-0,31975

-0,17060

-0,05120

0,98908

0,9

0,99508

0,89852

0,40472

0,12146

-0,12144

-0,05466

0,98524

0,89705

-0,40443

-0,24284

-0,08198

0,98032

1,0

0,99167

0,99722

0,49941

0,16657

-0,16652

-0,08329

0,97501

0,99445

-0,49881

-0,33298

-0,12493

0,96667

1,1

0,98658

1,09508

0,60384

0,22163

-0,22152

-0,12192

0,95975

1,09016

-0,60268

-0,44292

-0,18285

0,94634

1,2

0,97927

1,19171

0,71787

0,28758

-0,28737

-0,17260

0,93783

1,18342

-0,71573

-0,57450

-0,25886

0,91712

1,3

0,96908

1,28660

0,84127

0,36536

-0,36496

-0,23760

0,90727

1,27320

-0,83753

-0,72950

-0,35631

0,87638

1,4

0,95523

1,37910

0,97373

0,45588

-0,45515

-0,31933

0,86573

1,35821

-0,96746

-0,90954

-0,47883

0,82102

1,5

0,93681

1,46839

1,11484

0,55997

-0,55870

-0,42039

0,81054

1,43680

-1,10468

-1,11609

-0,63027

0,74745

1,6

0,91280

1,55346

1,26403

0,67842

-0,67629

-0,54348

0,73859

1,50695

-1,24808

- 1,35042

-0,81466

0,65155

1,7

0,88201

1,63307

1,42061

0,81193

-0,80848

-0,69144

0,64637

1,56621

-1,39623

-1,61346

-1,03616

0,52871

1,8

0,84313

1,70575

1,58362

0,96109

-0,95564

-0,86715

0,52997

1,61162

-1,54728

-1,90577

-1,29909

0,37368

1,9

0,79467

1,76972

1,75190

1,12637

-1,11796

-1,07357

0,38503

1,63969

-1,69889

-2,22745

-1,60770

0,18071

2,0

0,73502

1,82294

1,92402

1,30801

-1,29535

-1,31361

0,20676

1,64628

-1,84818

-2,57798

-1,96620

-0,05652

2,2

0,57491

1,88709

2,27217

1,72042

-1,69334

-1,90567

-0,27087

1,57538

-2,12481

-3,35952

-2,84858

-0,69158

2,4

0,34691

1,87450

2,60882

2,19535

-2,14117

-2,66329

-0,94885

1,35201

-2,33901

-4,22811

-3,97323

-1,59151

2,6

0,033146

1,75473

2,90670

2,72365

-2,62126

-3,59987

-1,87734

0,91679

-2,43695

-5,14023

-5,35541

-2,82106

2,8

-0,38548

1,49037

3,12843

3,28769

-3,10341

-4,71748

-3,10791

0,19729

-2,34558

-6,02299

-6,99007

-4,44491

3,0

-0,92809

1,03679

3,22471

3,85838

-3,54058

-5,99979

-4,68788

-0,89126

-1,96928

-6,76460

-8,84029

-6,51972

3,5

-2,92799

-1,27172

2,46304

4,97982

-3,91921

-9,54367

-10,3404

-5,85402

1,07408

-6,78895

-13,6924

-13,8261

4,0

-5,35333

-5,94097

-0,92677

4,54780

-1,61428

-11,7307

-17,9186

-15,0755

9,24368

-0,35762

-15,6105

-23,1404

4,5

-9,05930

-13,4160

-8,77276

0,25502

6,63993

-7,60958

-24,0843

-28,4841

25,2321

19,8922

-6,09194

-29,1054

5,0

-10,3941

-22,4761

-22,4278

-11,1581

24,9767

11,9485

-19,6011

-41,3554

49,0851

62,7051

30,0745

-17,6764


3.23. Изгибающие моменты и продольные силы, действующие в радиальных сечениях полых оболочек (т.е. в сечениях их плоскостями, проходящими через оси оболочек) на глубине z от поверхности грунта, определяют по формулам:

                                                                                            (3.22)

где М1, М2 и М3 - изгибающие моменты в радиальных сечениях 1, 2, 3 (рис. 22) оболочки, соответственно, отнесенные к участку радиального сечения с высотой, равной единице; положительные значения моментов соответствуют растяжению внутренних волокон оболочки;

N1, N2 и N3 - продольные силы в радиальных сечениях 1, 2, 3 оболочки, соответственно, отнесенные к участку радиального сечения с высотой, равной единице; положительные значения продольных сил соответствуют сжатию радиальных сечений;

j1, j2, j3, i1, i2 и i3 - безразмерные коэффициенты, определяемые по графику (рис. 23) в зависимости от безразмерного параметра

                                                                                        (3.23)

k0 - коэффициент, учитывающий пространственный характер работы оболочки, принимаемый равным 0,75 для участков радиальных сечений, расположенных выше уровня, в котором давление s0 равно нулю, и равным 1 для остальных участков. При наличии в нижней части оболочки сплошного бетонного заполнения значение коэффициента k0 принимают равным 0,75 для всех участков радиальных сечений оболочки;

q - интенсивность давления оболочки на грунт, определяемая формулой:

q = sz·bp                                                                                                             (3.24)

Rср и d - средний радиус поперечного сечения и толщина оболочки соответственно.

Рис. 22. Схема расположения радиальных сечений полых оболочек, в которых действуют определяемые расчетом внутренние усилия

Рис. 23. Графики для определении безразмерных коэффициентов, используемых при расчете радиальных сечений полых оболочек

При выборе участков радиальных сечении, на которых производится прочерка прочности и трещиностойкости оболочек, следует учитывать, что изгибающие моменты М1, М2 и М3 возрастают с увеличением q (и, следовательно, с увеличением sz) и убывают с увеличением z.

в) Приближенный способ* расчета фундаментов со столбами большой относительной жесткости при

* Способ основан на использовании формул, предусматривающих бесконечно большую жесткость столбов.

3.24. Горизонтальные давления sz на грунт, действующие по контакту с боковой поверхностью столбов на разных глубинах z (рис. 24), вычисляют по формуле:

                                                                                           (3.25)

где

                                                                                (3.26)

dосн - диаметр основания столба;

z0 - глубина расположения оси поворота столбов, определяемая по формуле:

                                                                     (3.27)

 - расстояние от равнодействующей внешних горизонтальных нагрузок до подошвы фундамента;

b0 - отношение коэффициентов постели, характеризующих сжимаемость на глубине h грунта, расположенного выше подошвы фундамента, и грунта в его основании, определяемое по формуле:

                                                                                                           (3.28)

Рис. 24. Эпюры давлений на грунт фундамента большой жесткости ()

Значение коэффициента постели С основания устанавливают в соответствии с п. 3.18.

Подлежащие проверке в соответствии с п. 3.11 горизонтальные давления sh/3 и sh вычисляют по формуле (3.25) путем подстановки в нее соответственно  и .

3.25. Наибольшее smах и наименьшее smin давления в основании столба определяют по формуле:

                                                                                  (3.29)

Продольную силу Nh в основании столба находят в соответствии с указаниями п. 3.22 по формуле (3.20) или (3.21).

3.26. Горизонтальное смещение а' верха опоры определяют по формуле:

а' = w[z0k1 + (l0 +hоп)k2] + d0,                                                                            (3.30)

где w - угол поворота, определяемый формулой:

                                                                                                         (3.31)

предусматривающей бесконечно большую жесткость столбов;

k1 - коэффициент, учитывающий влияние деформации столбов на горизонтальное перемещение фундамента в уровне поверхности грунта;

k2 - коэффициент, учитывающий влияние деформации столбов на угол поворота сечения фундамента в уровне поверхности грунта.

Значения коэффициентов k1 и k2 принимают по табл. 8 в зависимости от приведенной глубины  заложения фундамента в грунте и от относительной высоты  приложения равнодействующей горизонтальных нагрузок (от подошвы фундамента).

При  следует принимать k1 = k2 = 1,0.

3.27. Изгибающие моменты в поперечных сечениях столба на разных глубинах z определяют но формуле:

                                                                (3.32)

3.28. В случае, когда момент  создается внецентренно приложенной вертикальной силой (случай, когда H1 = 0 и l = ¥), величины sz, smах и smin вычисляют по формулам:

                                                                                      (3.33)

                                                                                  (3.34)

                                                                                                            (3.35)

                                                                              (3.36)

Горизонтальное смещение верха а' опоры в рассматриваемом случае определяют в соответствии с п. 3.26, с той лишь разницей, что в формулу (3.30) подставляют значение z0, вычисленное по формуле (3.35), и значение w, равное

                                                                                                       (3.37)

Таблица 8

Значения коэффициентов k1 и k2

Коэффициенты

l/h

1

2

3

5

¥

1,6

k1

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

k2

1,0

1,1

1,1

1,1

1,1

1,8

k1

1,0

1,1

1,1

1,1

1,1

k2

1,1

1,2

1,2

1,2

1,3

2,0

k1

1,1

1,1

1,1

1,1

1,2

k2

1,2

1,3

1,4

1,4

1,4

2,2

k1

1,1

1,2

1,2

1,2

1,2

k2

1,2

1,5

1,6

1,6

1,7

2,4

k1

1,1

1,2

1,3

1,3

1,3

k2

1,3

1,8

1,9

1,9

2,0

2,5

k1

1,2

1,3

1,4

1,4

1,4

k2

1,4

1,9

2,1

2,2

2,3

3.29. Расчет внутренних усилии в радиальных сечениях полых оболочек производят в соответствии с п. 3.23.

г) Приближенный способ расчета фундаментов при *

*Способ не содержит формул, необходимых для построения эпюры горизонтальных давлений фундамента на грунт и поэтому не даст необходимых данных для расчета внутренних усилий в радиальных сечениях полых оболочек.

3.30. Горизонтальное смещение а' верха опоры определяют в соответствии с пп. 3.18-3.20 по формулам (3.11) - (3.15).

3.31. Наибольшее smах и наименьшее smin давления в основании столбов определяют по формуле:

                                                                      (3.38)

где x1 - коэффициент, учитывающий влияние конечной жесткости столбов на распределение давлений по их подошве и принимаемый равным:

                                                                        (3.39)

Значения А и b0 в формуле (3.38) определяются формулами (3.26) и (3.28).

3.32. Проверяют выполнение условия:

                                                               (3.40)

где h0 - глубина, принимаемая равной

                                                                                                           (3.41)

 - горизонтальное давление на глубине .

Горизонтальное давление  определяют по формуле:

                                                                            (3.42)

где x2 - коэффициент, который при  принимают равным 0,7, а в интервале  вычисляют по формуле:

x2 = 1,5 - 0,2h.                                                                                                   (3.43)

Выполнение условия (3.40) гарантирует удовлетворение условии п. 2.11, ограничивающего величины горизонтальных давлении на грунт.

3.33. Наибольшее значение изгибающего момента Мн в поперечном сечении на участке столба, расположенном в грунте, вычисляют по формуле:

                                                                                          (3.44)

где hмм - величина, принимаемая по табл. 9 в зависимости от a и , а при  также и от значения коэффициента h, который учитывает влияние сопротивления грунта повороту подошвы столба на величину Мн и определяется формулой:

                                                                                                    (3.45)

Формула 3.45 основана на расчетной схеме, в которой распределенное сопротивление грунта заменено условной заделкой, расположенной на глубине hмм от поверхности грунта.

3. Способы расчета фундаментов с вертикальными столбами в случае, когда их оси расположены в нескольких плоскостях, перпендикулярных плоскости действия нагрузки

а) Общие положения

3.34. Расчетную ширину столбов принимают равной

                                                                       (3.46)

Входящий в формулу (3.46) коэффициент k учитывает взаимное влияние столбов, расположенных в одном ряду* (параллельном плоскости действия нагрузки), на их работу в грунте. Смысл остальных величин пояснен в п. 3.14.

* В дальнейшем имеются в виду ряды, расположенные в плоскости, параллельной плоскости действия нагрузки. Исключение составляют специально оговоренные случаи.

Таблица 9

Значения глубин hмм

a, м-1

h=1,5·10-4

h=1,5·10-3

h=1,5·10-2

h=1,5·10-4

h=1,5·10-3

h=1,5·10-2

0,100

7,3

6,9

6,5

6,8

7,8

5,3

6,3

9,0

0,125

5,9

5,7

5,4

5,6

6,4

4,4

5,1

7,2

0,150

5,0

4,6

4,3

4,4

5,0

3,5

3,8

5,4

0,175

4,3

4,0

3,7

3,8

4,2

3,0

3,2

4,5

0,200

3,7

3,5

3,2

3,3

3,5

2,6

2,7

3,7

0,225

3,3

3,1

2,9

2,9

3,2

-

-

-

0,250

3,0

2,8

2,6

2,6

2,8

-

-

-

0,275

2,7

2,5

-

-

-

-

-

-

0,300

2,5

2,3

-

-

-

-

-

-

0,325

2,3

-

-

-

-

-

-

-

0,350

2,1

-

-

-

-

-

-

-

0,400

1,8

-

-

-

-

-

-

-

Примечание. В таблице значения hмм выражены в м.

При расстоянии Lp в свету между столбами, расположенными в одном ряду, равном или большем 0,6hр, принимают k = 1. Величину hр в м определяют по формуле:

hр  = 3(d + 1)                                                                                                     (3.47)

Если определенное по формуле (3.47) значение hр превышает глубину h заложения столбов в грунте, следует принимать hр = h.

При Lp < 0,6hр значение коэффициента k находят по формуле:

                                                                                                (3.48)

где b - коэффициент, зависящий от числа пр столбов в ряду.

Значения коэффициента b при различных значениях пр будут:

пр...............

1

2

3

³4

b................

1

0,6

0,5

0,45

В тех случаях, когда в рядах разное количество столбов, значение k устанавливают для ряда с наибольшим их числом.

При расположении столбов в шахматном порядке и при расстоянии между осями соседних рядов, меньшем (d + 1) м, значение k устанавливают, как для ряда, полученного проектированием столбов фундамента на плоскость действия нагрузки (рис. 25).

3.35. В соответствии с пп. 3.15 и 3.16 по формулам (3.7) - (3.9) определяют коэффициент деформации и приведенную глубину  заложения столбов в грунте.

3.36. Дальнейший расчет производят способами, учитывающими или не учитывающими деформацию плиты ростверка.

По формулам, не учитывающим деформацию плиты, рассчитывают фундаменты (на все виды нагрузок), у которых плита ростверка с примыкающим к ней телом опоры образует сплошной диск с высотой hп (рис. 26,а), удовлетворяющей условию:

                                                                                                              (3.49)

где lп - расстояние между осями крайних столбов в плоскости действия нагрузки.

Рис. 25. Схема для установления коэффициента k при шахматном порядке расположения столбов

Рис. 26. Схемы работы фундаментов:
а
-общий случай действия на фундамент внешней нагрузки; б-случай действия на фундамент только горизонтальной нагрузки

Расчет фундаментов на действие одной горизонтальной нагрузки (рис. 26,б) может быть выполнен по формулам, не учитывающим деформацию плиты ростверка, при выполнении неравенства:

                                                                                                        (3.50)

где Iр - момент инерции бетонного сечения плиты ростверка;

Iс - суммарный момент инерции бетонного сечения всех столбов, расположенных в одном ряду, перпендикулярном плоскости действия нагрузки;

L - расстояние между осями столбов в плоскости действия нагрузки;

lм - расчетная длина столбов на изгиб, определяемая по формуле:

lм = l0 + hм,                                                                                                        (3.51)

в которой hм - глубина расположения условного жесткого закрепления столба против его горизонтальных смещении и поворотов.

При столбах, опертых на нескальный грунт или скальную породу (без забуривания в последнюю), глубину hм находят по графику (рис. 27) в зависимости от коэффициента деформации a. При забуренных в скалу столбах hм принимают равной глубине расположения поверхности скальной породы, но не более величины, которая на графике (см. рис. 27) соответствует значению коэффициента a.

Рис. 27. График зависимости hм = f(a)

3.37. Расчет фундаментов как с учетом, так и без учета деформации плиты ростверка выполняют основным и приближенным способами. Основные способы применяют при любых относительных жесткостях столбов и грунтовых условиях (в том числе и для расчета фундаментов со столбами, нижние концы которых забурены в скальную породу). Приближенные способы, являющиеся более простыми, могут использоваться для расчета фундаментов со столбами, имеющими приведенную глубину  и опертыми на нескальный грунт.

Приводимые ниже формулы основного и приближенною способов, не учитывающих деформацию плиты ростверка, применимы для расчета фундаментов, имеющих хотя бы одну вертикальную плоскость симметрии, при условии, что нагрузки расположены либо в плоскости симметрии, либо в плоскости, ей перпендикулярной и проходящей через центр тяжести столбчатого основания. В более сложных случаях расчет может быть выполнен по формулам действующих технических указаний по проектированию свайных ростверков с использованием значений r1, r2, r3 и r4, определенных в соответствии с пп. 3.39-3.41.

Основной и приближенный способы, учитывающие деформации плиты ростверка, применимы для расчета фундаментов, имеющих хотя бы одну плоскость симметрии, при условии действия нагрузки в этой плоскости.

б) Основной способ расчета фундаментов, не учитывающий деформацию плиты ростверка

3.38. Собранную внешнюю нагрузку приводят к точке О, расположенной в центре тяжести столбчатого основания в уровне подошвы плиты ростверка, и раскладывают на вертикальную силу Р, горизонтальную силу Нх и момент Мy (рис. 28).

Силы Р и Нх положительны, когда их направления совпадают с положительными -направлениями осей z и х соответственно.

Момент Му положителен, когда он действует в направлении движения часовой стрелки при взгляде на точку О с положительного конца оси у.

3.39. В соответствии с п. 3.18 по формулам (3.10) или (3.11) определяют единичные перемещения dнн, dмн = dнм и dмм (в уровне поверхности грунта) столбов со свободными верхними концами (см. рис. 21).

Рис. 28. Схема приведенной внешней нагрузки при расчете фундаментов с жесткой плитой

Рис. 29. Схемы перемещений столба со свободным верхним концом от единичных усилий, приложенных на уровне низа плиты ростверка

3.40. Вычисляют единичные перемещения d1, d2 и d3 (в уровне низа плиты ростверка) столбов со свободными верхними концами (рис. 29) по формулам:

                                                                     (3.52)

3.41. Реакции r1, r2, r3 и r4 от единичных перемещений столбов (рис. 30) вычисляют по формулам:

                                                                                         (3.53)

                                                                                               (3.54)

Рис. 30. Схемы деформации столба, соответствующие реакциям r1, r2, r3 и r4

В формуле (3.53):

F и Fосн - соответственно площади столба и его основания;

С - коэффициент постели фундамента, устанавливаемый в соответствии с п. 3.18;

кn - коэффициент, учитывающий уменьшение осадок основании (при одних и тех же величинах давлении) с уменьшением площади подошвы столбов.

Значение коэффициента кn принимают равным:

                                                                                                          (3.55)

но не более кn = 1.

В формулу (3.55) подставляют диаметр dосн основания столба, выраженный в м.

3.42. Горизонтальное перемещение a низа плиты ростверка и угол b ее поворота относительно оси у определяют по формулам:

                                                                                   (3.56)

                                                                                               (3.57)

                                                                                         (3.58)

где n - количество столбов фундамента;

x - расстояние (с учетом знака) в плане от центра сечения столба до оси у, перпендикулярной плоскости действия нагрузки (см. рис. 28).

Знак S означает суммирование по всем столбам фундамента. Перемещения a и b положительны, когда их направления совпадают с положительными направлениями Нх и Му соответственно.

3.43. Горизонтальное смещение a' верха опоры определяют по формуле:

a' = a + bhоп + dоп,                                                                                           (3.59)

где dоп -горизонтальное смещение верха опоры за счет деформации ее надфундаментной части.

3.44. Продольную силу N, поперечную силу Н и изгибающий момент Мв, действующие в верхнем сечении столба (совпадающем с подошвой плиты ростверка), находят по формулам:

                                                                                           (3.60)

Сила N положительна, когда она вызывает сжатие столба. За положительные направления усилий N и Мв, передаваемых от плиты ростверка на головы столбов, принимают на правления, совпадающие с положительными направлениями перемещении a и b соответственно.

3.45. Изгибающий момент  и поперечную силу Н1, действующие в сечении столба, расположенном в уровне поверхности грунта, находят по формулам:

                                                                                   (3.61)

3.46. Дальнейший расчет фундамента выполняют в соответствии с пп. 3.19, 3.21-3.23 по формулам (3.14), (3.16) - (3.24).

в) Приближенный способ расчета фундаментов, не учитывающий деформацию плиты ростверка

3.47. Внешнюю нагрузку приводят к точке О в соответствии с указаниями п. 3.38.

3.48. Перемещения плиты ростверка и усилия, действующие в верхних сечениях столбов, определяют в предположении, что столбы в нижней части имеют два жестких закрепления: одно против продольного смещения, расположенное на расстоянии lN, а другое против поперечных смещений и поворотов, расположенное на расстоянии lм от подошвы плиты ростверка (рис. 31).

Расчетную длину столба lN на сжатие определяют по формуле:

                                                                                          (3.62)

Входящие в формулу (3.62) величины пояснены в п. 3.41.

Расчетную длину столба lм на изгиб вычисляют по формуле (3.51), приняв глубину hм расположения (от поверхности грунта) соответствующего жесткого закрепления в соответствии с графиком (см. рис. 27).

Рис. 31. Схема приближенного расчета фундаментов с жесткой плитой ростверка

3.49. Горизонтальное перемещение a низа плиты ростверка и угол b ее поворота, а также продольную силу N, изгибающий момент Мв и поперечную силу Н, действующие в верхнем сечении каждого столба, находят по формулам*:

                                                    (3.63)

где п - количество столбов фундамента;

-радиус инерции поперечного сечения столба;

Iр - величина, определяемая по формуле:

                                                                                            (3.64)

* Формулы (3.63) предложены инженером Ленгипротрансмоста Д.А. Зеликовичем.

3.50. Горизонтальное перемещение a' верха опоры определяют по формуле (3.59).

3.51. По формуле (3.61) находят изгибающий момент М и поперечную силу H1, действующие в сечении столба на уровне поверхности грунта.

3.52. Дальнейший расчет фундаментов зависит от приведенной глубины заложения столбов. При  его выполняют в соответствии с пп. 3.24, 3.25 и 3.27 по формулам (3.25)-(3.29) и (3.32); при  - в соответствии с пп. 3.31-3.33 по формулам (3.38) -(3.45).

г) Основной способ расчета фундаментов, учитывающий деформацию плиты ростверка

3.53. Нагрузки на фундамент устанавливают в результате расчета надфундаментной части опоры.

3.54. В соответствии с п. 3.18 по формулам (3.10) или (3.11) определяют единичные перемещения dнн, dмн = dнм и dмм (в уровне поверхности грунта) столбов со свободными верхними концами (см. рис. 21).

3.55. Фундамент рассчитывают, как раму с ригелем (плитой ростверка) конечной жесткости и со стойками (столбами), имеющими на уровне поверхности грунта упругую заделку, которая от единичной горизонтальной силы смещается по горизонтали на величину dнн и поворачивается на угол dмн (рис. 32,а), от единичного момента смещается по горизонтали

Рис. 32. Схемы перемещении упругой заделки столба, расположенном на уровне поверхности грунта:
а-от поперечной силы Н = 1; б-от момента М = 1; в-от продольной силы N = 1

на величину dмн = dнм и поворачивается на величину dмм (рис. 32,б) и от единичной вертикальной силы смещается по вертикали на величину dNN (рис. 32,в), определяемую формулой:

                                                                                         (3.65)

Входящие в формулу (3.65) величины пояснены в п. 3.41.

Расчет фундамента как рамной системы рекомендуется производить методом сил, при этом деформацию ригеля (плиты ростверка) учитывают лишь на участках между столбами в свету. В результате такого расчета определяют перемещения фундамента и внутренние усилия, действующие в поперечных сечениях его надземной части, в том числе и продольную силу N, действующую в верхнем сечении каждого из столбов, изгибающий момент  и поперечную силу H1, действующие в поперечном сечении каждого столба на уровне поверхности грунта.

3.56. Дальнейший расчет фундамента выполняют в соответствии с пп. 3.19, 3.21-3.23 по формулам (3.14), (3.16) - (3.24).

д) Приближенный способ расчета фундаментов, учитывающий деформацию плиты ростверка

3.57. Нагрузки на фундамент устанавливают в результате расчета надфундаментной части опоры.

3.58. Перемещения фундамента и усилия, действующие в верхних сечениях столбов, определяют в результате расчета рамы со стойками (столбами), которые в нижней части имеют два жестких закрепления: одно против продольного смещения, расположенное на расстоянии lN, а другое против поперечных смещений и поворотов, расположенное на расстоянии lм от оси ригеля (рис. 33).

Расчетную длину столба lN на сжатие определяют по формуле:

                                                                                  (3.66)

где hп - высота поперечного сечения ригеля (плиты ростверка).

Рис. 33. Схема приближенного расчета фундаментов с гибкой плитой

Остальные величины, входящие в формулу (3.66), пояснены в п. 3.41.

Расчетную длину столба lм на изгиб находят по формуле:

                                                                                               (3.67)

Глубину hм расположения соответствующего жесткого закрепления (от поверхности грунта) устанавливают по графику (см. рис. 27) в зависимости от значения коэффициента деформации a.

Расчет фундамента как рамной системы рекомендуется производить методом сил, при этом деформацию ригеля (плиты ростверка) учитывают лишь на участках между столбами в свету. В результате такого расчета определяют перемещения фундамента и внутренние усилия, действующие в поперечных сечениях его надземной части, в том числе и продольную силу N, действующую в верхнем сечении каждого из столбов, изгибающий момент  и поперечную силу H1, действующие в поперечном сечении на уровне поверхности грунта.

3.59. Дальнейший расчет фундаментов выполняют в соответствии с п. 3.52.

4. Расчет фундаментов с наклонными столбами

3.60. В настоящей главе даются рекомендации по расчету симметричных, имеющих хотя бы одну вертикальную плоскость симметрии фундаментов (ростверков) с жесткими плитами.

3.61. Расчетную ширину bр столба определяют по формуле (3.46). Коэффициент k, входящий в эту формулу, принимают одинаковым для всех столбов фундамента и равным меньшей из соответствующих величин, подсчитанных для столбов, расположенных в каждой из вертикальных плоскостей, параллельных плоскости действия нагрузок. Величину коэффициента k для столбов, расположенных в каждой из плоскостей, устанавливают как для ряда вертикальных столбов (см. п. 3.34) с размером Lp, равным среднему расстоянию в свету между столбами на уровне поверхности грунта.

3.62. Коэффициент деформации a и приведенную (безразмерную) глубину заложения столбов в грунте определяют в соответствии с пп. 3.15 и 3.16 по формулам (3.7) - (3.9). При определении значения не делают различия между наклонными и вертикальными столбами и в формуле (3.9) глубину h заложения столба в грунте принимают равной глубине заложения фундамента.

3.63. Величины единичных перемещений столбов со свободными верхними концами в уровнях поверхности грунта (dнн, dмн = dнм и dмм) и низа плиты ростверка (d1, d2 и d3), а также значения реакций r1, r2, r3 и r4 от единичных перемещений столбов находят в соответствии с пп. 3.18, 3.40 и 3.41 по формулам (3.10) или (3.11) -(3.13) и формулам (3.52) - (3.55).

Во всех случаях расчета, за исключением случаев расчета фундаментов со столбами, забуренными в скальную породу, значения r1, r2, r3 и r4 могут быть вычислены и по более простым формулам:

                                                                                                      (3.68)

Формулы (3.68) основаны на предположении, что каждый столб в нижней части имеет два жестких закрепления (рис. 34). Расчетные длины на сжатие ln и изгиб lм определяют в соответствии с п. 3.48 по формулам (3.62) и (3.51).

При определении перемещений di, и реакций ri не делают различия между наклонными и вертикальными столбами и принимают величину h равной глубине заложения фундамента в грунте, а величину l0 - расстоянию от подошвы плиты ростверка до поверхности грунта.

3.64. Расчет ростверков на нагрузки, действующие в плоскости их симметрии, выполняют по плоской схеме, получаемой проектированием ростверка на плоскость действия нагрузок. При более сложном действии нагрузок расчет может быть произведен по формулам действующих технических указаний по проектированию спайных ростверков мостовых опор с использованием значений r1, r2, r3 и r4, определенных в соответствии с п. 3.63 настоящих «Технических указаний».

3.65. При расчете ростверка по плоской схеме принимают систему координат с горизонтальной осью х, вертикальной осью z и центром в произвольной точке О, расположенной в уровне подошвы плиты (рис. 35,а). В случае, когда плоская схема имеет вертикальную ось симметрии, точку О следует принимать расположенной на этой оси.

Рис. 34. Схемы деформации столба с условными жесткими закреплениями, соответствующие реакциям r1, r2, r3 и r4

Рис. 35. Схемы, используемые при расчете фундаментов с наклонными столбами:
а-для определения перемещений ростверка и внутренних усилий в верхних сечениях столбов; б-для определения внутренних усилий в сечениях столбов и давлений на грунт, возникающих на разных глубинах от поверхности грунта

Внешнюю нагрузку приводят к точке О и раскладывают на вертикальную силу Р, горизонтальную силу Нх и момент Му. Силы Р и Нх положительны, когда их направления совпадают с положительным направлением осей z и х соответственно. Момент Му положителен, когда он действует в направлении, в котором надо повернуть на 90° ось к (вокруг точки О), чтобы положительные направления осей х и z совпали (см. рис. 35, а).

3.66. При плоской схеме с вертикальной осью симметрии горизонтальное смещение a низа плиты и угол b ее поворота относительно точки О определяют по формулам (3.56) и (3.57), а вертикальное смещение с* точки О плиты - по формуле:

                                                                                                               (3.69)

*Определение смещения с по формуле (3.69) или в результате решения системы уравнений (3.70) не устраняет необходимости расчета вертикальной осадки основания фундамента в соответствии с п. 3.3.

При несимметричной плоской схеме перемещения a, с и b определяют в результате решения системы уравнений:

                                                                           (3.70)

Величины, входящие в формулы (3.56) и (3.57), а также в уравнения (3.70), вычисляют по формулам:

                                          (3.71)

                                                             (3.72)

где x - расстояние (с учетом знака) от точки О до пересечения оси столба с подошвой плиты ростверка;

j - угол между осью столба и вертикалью, который принимают положительным, когда для совмещения оси столба с вертикалью ее надо повернуть на острый угол в направлении действия положительного момента Му (см. рис. 35,а);

r0 = r1 -r2                                                                                                          (3.73)

Перемещения a, с и b положительны, когда их направления совпадают с положительными направлениями Нх, Р и Му соответственно.

3.67. Продольную силу N, поперечную силу Н и изгибающий момент Мв в верхнем сечении каждого столба определяют по формулам:

                                                      (3.74)

Правило знаков для N, Н и Мв дано в п. 3.44.

3.68. Дальнейший расчет выполняют в соответствии с пп. 3.45, 3.19, 3.21-3.23 по формулам (3.61), (3.14), (3.16) - (3.24), как для вертикальных столбов, погруженных в грунт на глубину h и загруженных на расстоянии l0 от поверхности грунта продольной силой N, поперечной силой Н и моментом Мв (см. рис. 35,б).

Как правило, дальнейший расчет может быть выполнен также по приближенным формулам:

а) при опирании столбов на нескальный грунт или скальную породу (без забуривания в последнюю) и при - по формулам (3.25)-(3.29) и (3.32) пп. 3.24, 3.25 и 3.27;

б) при опирании столбов на нескальный грунт и при  -по формулам (3.38)-(3.45) пп. 3.31-3.33.

Входящие в некоторые из перечисленных формул величины изгибающего момента  и поперечной силы H1 в сечении столба на уровне поверхности грунта вычисляют по формулам (3.61).

3.69. Горизонтальное смещение a' верха опоры определяют по формуле (3.59).

Пример расчета фундамента с вертикальными столбами

Требуется проверить прочность основания и надежность заделки в грунте фундамента опоры моста (рис. 36,а и б) и горизонтальное смещение ее верха, а также определить величину наибольшего изгибающего момента в поперечном сечении каждого из столбов фундаментной части опоры.

Расчет следует произвести при следующих данных.

На опоре установлены балочные пролетные строения пролетом l = 66 м.

Расчетные значения внешних нагрузок составляют: Р1 = 1400 т; Т1 = 133 т; Т2 = 160 т и Т3 = 65 т. Нормативные значения горизонтальных внешних нагрузок равны: Т1 = 115 т; Т2 = 160 т  и Т3 = 54 т.

Горизонтальные нагрузки являются временными, так как они вызваны торможением подвижного состава, давлением ветра и льда.

Столбы опоры представляют собой оболочки, заполненные бетоном. Наружный диаметр d оболочек фундаментной части опоры равен 3 м, толщина стенки - 12 см. Наружный диаметр оболочек надфундаментной части равен 2,4 м, толщина стенки - 12 см. Марка бетона оболочек - 400, а заполнения - 200.

Рис. 36, а. Расчетная схема фундамента опоры моста и эпюры Mz и sz при нагрузках, действующих вдоль оси моста

Рис. 36, б. Расчетная схема фундамента опоры моста и эпюры Mz и sz при нагрузках, действующих поперек оси моста

Столбы прорезают толщу мелкозернистого песка средней плотности с углом внутреннего трения jн = 33° и опираются на плотный мелкозернистый песок. Расчетное сопротивление основания столбов R = 20 кг/см2; расчетное сопротивление сил трения грунта о боковую поверхность столбов t = 3 т/м2.

Расчет фундамента на нагрузки, действующие вдоль оси моста

Так как оси столбов расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости действия нагрузки, фундамент рассчитываем в соответствии с пп. 3.13-3.33.

Для упрощения весь расчет, включая и определение горизонтального смещения а' верха опоры, производим на расчетные нагрузки. Горизонтальное смещение от нормативных нагрузок получим умножением определенного расчетом значения а' на отношение нормативного и расчетного значений горизонтальной силы Т1, равное .

Определяем расчетным вес Gоп надфундаментной части опоры:

При определении Gоп в соответствии с СН 200-62 приняты объемный вес железобетона 2,5 т/м3 и коэффициент перегрузки 1,1.

Согласно п. 3.13 вычисляем продольную силу N, действующую на голову столба диаметром 3 м, а также изгибающий момент Мв и поперечную силу Н1, действующие в сечении столба на уровне поверхности грунта:

По формуле (3.6) находим расчетную ширину столба:

 bр = 0,9(3 + 1) = 3,6 м.

В соответствии с пп. 153 и 228 СН 200-62 расчетные модули упругости бетона принимаем равными:

а) для оболочек: 0,8´3,5´106 = 2,8´106 т/м2;

б) для заполнения: 0,8´2,65´106 = 2,12´106 т/м2.

Вычисляем жесткость столба на изгиб:

В соответствии с п. 3.6 для мелкозернистого песка средней плотности принимаем коэффициент пропорциональности т = 500 т4.

По формуле (3.8) получаем:

Из табл. 4 следует, что значению К = 19,5 м-5 соответствует a = 0,1812 м-1.

По формуле (3.9) определяем приведенную (безразмерную) глубину  заложения столба в грунте:

Согласно п. 3.17 дальнейший расчет может быть выполнен основным способом, являющимся универсальным, и приближенным способом, который охватывает расчет фундаментов со столбами, имеющими приведенную глубину h > 2,5 и опертыми на нескальный грунт.

а) Основной способ расчета. Вычисляем величины, входящие в формулы (3.11) для определения единичных перемещенийdнн, dмн = dнм и dмм:

aEI = 0,1812´9,21´106 = 1,669´106 тм;

a2EI = 0,1812´1,669´106 = 0,3024´106 т;

a3EI = 0,1812´0,3024´106 = 0,5479´105 т.

Значение  в соответствии с п. 3.18 округляем и принимаем . Принимая в формулах (3.11) Kh = 0 (см. п. 3.18) и используя табличные значения отношений  (см табл. 6), имеем:

* Такое округление величины  означает, что при определении перемещений фундамента, внутренних усилий в сечениях столбов и давлении на грунт глубина заложения фундамента принимается не 17,0 м, a  (см. рис. 36, а), что практически не может отразиться на результатах расчета.

По формулам (3.14) находим горизонтальное перемещение у0 и угол поворота j0 сечения столба, расположенного в уровне поверхности грунта:

уо= 1000´5,813´10-6 + 66,5´4,977´10-5 = 9,123´10-3 м;

j0 = 1000´1,089´10-6 + 66,5´5,813´10-6 = 1,476´10-3.

Определяем жесткость на изгиб EI столба диам. 2,4 м:

Горизонтальное смещение d0 верха опоры вследствие деформации ее тела и части фундамента, расположенной выше поверхности грунта, определяем как прогиб консольного стержня переменного сечения (рис. 37), выражаемый формулой:

где

Подставляя численные значения величин в формулу для определения d0, получаем:

По формуле (3.15) определяем горизонтальное смещение а' верха опоры:

a' = 9,123´10-3 + 1,476´10-3(7 + 8) + 9,8´10-3 = 41,0´10-3 м = 4,1 см.

Условие п. 55 СН 200-62, ограничивающее горизонтальное смещение верха опоры, удовлетворяется. Действительно,

По формуле (3.16) получаем следующее выражение для определения изгибающих моментов Мz, действующих в поперечных сечениях столба на разных глубинах z от поверхности грунта:

Дальнейшие вычисления по определению величин Мz сведены в табл. 10. По результатам этих вычислений на рис. 36,а построена эпюра изгибающих моментов в поперечных сечениях столба. Из эпюры следует, что Mmax @ 1150 тм.

 

Рис. 37. Расчётная схема для определения горизонтального смещения верха опоры вследствие деформации ее тела и части фундамента, расположенной выше поверхности грунта

Следует отметить, что момент Мh в нижнем сечении столба (в его основании) получился отрицательным из-за недостаточной точности вычислений*. При определении напряжении по подошве фундамента можно принять Мh = 0.

* Ошибка при определении Мh объясняется тем, что его величина, выраженная однозначным числом, определяется как арифметическая разность пятизначных чисел. В последних при принятой точности вычислений достоверными являются первые четыре цифры, и поэтому ошибка при определении Мh не может превышать 10 тм. Так как момент Мh = 10 тм вызывает в основании фундамента не имеющие значения напряжения, равные всего лишь , расчет может не уточняться, и момент Мh может быть принят равным нулю.

Из формулы (3.18) получаем следующее выражение для определения горизонтальных давлении sz на грунт, возникающих по контакту с боковой поверхностью столбов на разных глубинах z от поверхности грунта:

Дальнейшие вычисления по определению величин sz сведены в табл. 11. По результатам этих вычислений на рис. 36,а построена соответствующая эпюра, из которой следует, что наибольшее горизонтальное давление на передней части боковой поверхности столбов  т2 возникает на глубине z1 = 4,2 м.

Так как z1 = 4,2 м < h/3 = 20/3 = 6,7 м, в соответствии с п. 3.11 проверке подлежит выполнение условия (3.5), являющегося условием надежности заделки фундамента в грунте.

Условие (3.5) выполняется. Действительно, подставляя в неравенство (3.5) значения коэффициентов h1 = h2 = 1, расчетные значения угла внутреннего трения jр = 0,9´33° = 30° и сцепления ср = 0, а также величину объемного веса грунта с учетом гидростатического давления* g =1 т3, имеем:

* Гидростатическое давление учитывается в соответствии с п. 112 СН 200-62.

Таблица 10

Определение изгибающих моментов Мz

z, м

А3

B3

C3

D3

2759А3

2463B3

1000С3

367D3

Mz, тм
(7)-(8)+(9)+(10)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

2,77

0,5

-0,021

-0,005

0,999

0,500

-58

-12

999

184

1147

5,54

1,0

-0,167

-0,083

0,975

0,994

-461

-204

975

365

1083

8,31

1,5

-0,559

-0,420

0,811

1,437

-1542

-1034

811

527

830

11,08

2,0

-1,295

-1,314

0,207

1,646

-3573

-3236

207

604

474

14,37

2,6

-2,621

-3,600

-1,877

0,917

-7231

-8867

-1877

337

96

16,62

3,0

-3,541

-6,000

-4,688

-0,891

-9770

-14778

-4688

-327

-7

Таблица 11

Определение горизонтальных давлении sz

z, м

А1

B1

C1

D1

25,17А1

22,47B1

9,124C1

3,349D1

(7)-(8)+(9)-(10)

sz, т2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2,77

0,5

1,000

0,500

0,125

0,021

25,17

11,24

1,14

0,07

15,14

7,6

5,54

1,0

0,992

0,997

0,449

0,167

24,97

22,40

4,55

0,56

7,68

7,7

8,31

1,5

0,937

1,468

1,115

0,560

23,58

32,99

10,17

1,88

2,64

4,0

11,08

2,0

0,735

1,823

1,924

1,308

18,50

40,96

17,55

4,38

-0,53

-1,1

14,37

2,6

0,033

1,755

2,907

2,724

0,83

39,43

26,52

9,12

-2,96

-7,7

16,62

3,0

-0,928

1,037

3,224

3,858

-23,36

23,30

29,42

12,92

-4,32

-11,7

Определяем расчетный вес столба G с учетом гидростатического давления*, расчетную силу трения Т грунта по наружной поверхности столба, а также площадь основания столба Focн:

Т = 3,14´3´17´3 = 480 т;

* Гидростатическое давление учитывается в соответствии с п. 112 СН 200-62.

По формуле (3.20) вычисляем продольную силу Nh в основании столба, а затем по формуле (3.19) - величину давления в основании фундамента:

Nh = 860 + 314 – 480 = 694 т;

smax = smin = 694/7,05 = 99 m2 = 9,9 кг/см2.

Прочность основания фундамента обеспечена. Действительно, 9,9 кг/см2 < 20 кг/см2.

б) Приближенный способ расчета. Приближенный способ отличается от основного определением давлений в основании фундамента, проверкой горизонтальных давлений фундамента на грунт, а также вычислением наибольшего момента Мmах в поперечных сечениях столбов.

В соответствии с пп. 3.24 и 3.31 вычисляем величины, входящие в формулу (3.38) для определения давлений в основании фундамента. Приняв согласно п. 3.6 для плотного мелкозернистого песка, расположенного в основании фундамента, , имеем:

x1 = 3.5 - 3,1 = 0,4.

По формуле (3.38) получаем:

В соответствии с п. 3.32 по формулам (3.41)-(3.43) определяем глубину h0 и горизонтальное давление  на грунт, возникающее на глубине :

x2 = 1,5 - 0,2´3,1 = 0,88;

Условие (3.40) выполняется. Действительно,

В соответствии с п. 3.33 по табл. 9 устанавливаем, что значениям a = 0,1812 и  соответствует hмм = 3,9 м и по формуле (3.44) определяем величину наибольшего момента в сечении столба:

Мmaxн = 1000 + 66,5´3,9 = 1260 тм.

Результаты расчета опоры приближенным способом достаточно близки к соответствующим результатам, полученным по основному способу.

Расчет фундамента на нагрузки, действующие поперек оси моста

Так как столбы вертикальны и их оси расположены в двух плоскостях, перпендикулярных плоскости действия нагрузки, фундамент рассчитываем и соответствии с пп. 3.34-3.59.

В связи с небольшой разницей в расчетных и нормативных значениях горизонтальной нагрузки, весь расчет, включая и определение горизонтального смещения верха опоры, производим, на расчетные нагрузки.

В соответствии с п. 3.34 по формуле (3.47) определяем величину hp:

hр  = 3(3 + 1) = 12 м.

При двух столбах в ряду коэффициент b = 0,6.

По формуле 3.48 находим значение коэффициента к взаимного влияния столбов:

Расчетную ширину bр столба определяем по формуле (3.46):

bр = 0,9(3 + 1)´0,75 = 2,7 м.

Формула (3.8) даст:

Из табл. 4 следует, что значению К = 14,65 м-5 соответствует a = 0,1711 м-1.

По формуле (3.9) определяем приведенную (безразмерную) глубину  заложения столба в грунте:

Так как в плоскости действия нагрузки надфундаментная часть опоры представляет собой жесткий диск, фундамент рассчитываем как ростверк с плитой бесконечно большой жесткости (без учета деформации плиты). В связи с тем, что фундамент оперт на нескальный грунт и приведенная глубина заложения столбов , дальнейший его расчет может быть выполнен не только основным способом, но и приближенным (см. п. 3.37).

а) Основной способ расчета. В соответствии с п. 3.38 определяем вертикальную силу Р, горизонтальную силу Нх и момент Му, действующие в сечении фундамента в уровне верха столбов d = 3 м:

Р = 1400 + 320 = 1720 т;

Нх = 160 + 65 = 225 т;

Му= 65´13 = 845 тм.

Вычисляем величины, входящие в формулы (3.11) для определения единичных перемещений dнн, dмн = dнм и dмм столбов:

aEI = 0,1711´9,21´106 = 1,624´106 тм;

a2EI = 0,1711´1,624´106 = 2,779´103 т;

a3EI = 0,1711´2,779´105 = 4,755´104 т.

Значение  согласно п. 3.18 округляем и принимаем . Полагая в формулах (3.11) Кh = 0 (см. п. 3.18) и используя табличные значения  (см. табл. 6), имеем:

* Такое округление величины  означает, что при определении перемещений фундамента, внутренних усилий в сечениях столбов и давлении на грунт глубина заложения фундамента принимается не 17,0 м, a  (см. рис. 36,б), что практически не может отразиться на результатах расчета.

По формулам (3.52) вычисляем единичные перемещения d1, d2 и d3 столбов:

Находим величины, входящие в формулу (3.53) для определения значения реакции r1:

С = тоснh = 780´17 = 13200 т/м3;

Из формулы (3.53) следует:

Вычисляем значение знаменателя в формулах (3.54) для определения реакций r2, r3 и r4:

Из формул (3.54) следует:

По формулам (3.58) и (3.57) определяем величины, входящие в выражения (3.56) горизонтального смещения a и угла поворота b сечения фундамента на уровне верха столбов d = 3,0 м:

Из выражении (3.56) следует:

a = (5,669´106´225 + 2,858´105´845)´10,08´10-12 = 1,529´10-2 м;

b = (3,192´104´845 + 2,858´105´225)´10,08´10-12  = 0,9201´10-3.

По формуле (3.59), приняв dоп = 0, определяем горизонтальное смещение верха опоры:

a' = 1,529´10-2 + 0,9201´10-3´8 = 2,27´10-2 м = 2,3 см.

По формуле (3.60) определяем продольную силу N, поперечную силу Н и изгибающий момент Мв, действующие в верхнем сечении более загруженного столба:

Н= 1,596´104´1,529´10-2 - 1,429´105´0,9201´10-3 = 112,5 т;

Мв = - l,429´105´1,529´10-2 + l,811´106´0,9201´10-3 = - 2182 + 1666= - 516 тм.

По формулам (3.61) определяем изгибающий момент  и поперечную силу Н1, действующие в сечении столба на уровне поверхности грунта:

Н1 = 112,5 т.

По формулам (3.14) находим горизонтальное смещение у0 и угол поворота j0 сечения столба на уровне поверхности грунта:

у0 = 272´6,326´10-6 + 112,5´5,735´10-5 = 8,173´10-8 м;

j0 = 272´1,119´10-6 + 112,5´6,326´10-6 = 1,016´10-3.

По формуле (3.16) получаем следующее выражение для определения изгибающих моментов Mz, действующих в поперечных сечениях столба на разных глубинах z от поверхности грунта:

Дальнейшие вычисления по определению величин Mz сведены в табл. 12. По результатам этих вычислений на рис. 36,б построена эпюра изгибающих моментов в поперечных сечениях столба. Из эпюры следует, что наибольший изгибающий момент Мmax @ 680 тм.

По формуле (3.18) получаем следующее выражение для определения горизонтальных давлений sz на грунт, возникающих по контакту с боковой поверхностью столбов на разных глубинах  от поверхности грунта:

Дальнейшие вычисления по определению величин sz сведены в табл. 13. По результатам этих вычислений на рис. 36,б построена соответствующая эпюра, из которой следует, что наибольшее горизонтальное давление возникает на глубине z1 = 5,0 м.

Так как z1 = 5,0 м < h/3 = 17/3 = 5,7 м, в соответствии с п. 3.11, проверке подлежит выполнение условия (3.5), являющегося условием надежности заделки фундамента в грунте.

Условие (3.5) выполняется. Действительно,

По формуле (3.20) вычисляем продольную силу Nh в основании столба, а затем по формуле (3.19) величину наибольшего давления в основании фундамента:

Nh = 1190 + 314 – 480 = 1024 т;

Прочность основания фундамента обеспечена. Действительно, smax = 15 кг/см2 < R = 20 кг/см2.

б) Приближенный способ расчета. По формуле (3.62) определяем расчетную длину столба на сжатие:

В соответствии с п. 3.48 расчетную длину lм столба на изгиб вычисляем по формуле (3.51), предварительно установив на графике (см. рис. 27), что a = 0,1711 м-1 соответствует глубина hм = 13,1 м:

lм = 74 + 13,1 = 20,1 м.

Таблица 12

Определение изгибающих моментов Mz

z, м

А3

B3

C3

D3

2270А3

1650B3

272С3

658D3

Mz, тм
(7)-(8)+(9)+(10)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

2,92

0,5

-0,021

-0,005

0,999

0,500

-48

-8

272

329

561

5,84

1,0

-0,167

-0,083

0,975

0,994

-379

-137

265

654

677

8,76

1,5

-0,559

-0,420

0,811

1,437

-1270

-693

221

946

590

11,68

2,0

-1,295

-1,314

0,207

1,646

-2940

-2168

56

1083

367

15,20

2,6

-2,621

-3,600

-1,877

0,917

-5950

-5940

-511

603

82

17,52

3,0

-3,541

-6,000

-4,688

-0,891

-8038

-9900

-1275

-586

1

Таблица 13

Определение горизонтальных давлений sz

z, м

А1

B1

C1

D1

25,17А1

22,47B1

9,124C1

3,349D1

(7)-(8)+(9)-(10)

sz, т2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2,92

0,5

1,000

0,500

0,125

0,021

23,88

8,68

0,36

0,15

15,71

7,85

5,84

1,0

0,992

0,997

0,499

0,167

23,69

17,30

1,43

1,15

8,97

8,97

8,76

1,5

0,937

1,468

1,115

0,560

22,38

25,47

3,19

3,87

3,97

5,95

11,68

2,0

0,735

1,823

1,924

1,308

17,55

31,63

5,50

9,04

0,46

0,92

15,20

2,6

0,033

1,755

2,907

2,724

0,79

30,45

8,31

18.83

-2,52

-6,55

17,52

3,0

-0,928

1,037

3,225

3,858

-22,16

17,99

9,22

26,67

-4,26

-12,8

Определяем величины, входящие в формулы (3.63):

По формулам (3.63) определяем перемещения a и b, а также внутренние усилия N, Н и Мв в верхнем сечении более нагруженного столба:

По формуле (3.59), приняв dоп = 0, определяем горизонтальное смещение верха опоры:

a' = 1,87´10-2 + 1,05´10-3´8 = 2,71´10-2 м = 2,7 см.

В соответствии с п. 3.51 по формулам (3.61) находим изгибающий момент Мв и поперечную силу Н1 в сечении столба на уровне поверхности грунта:

Определяем величины, необходимые для вычисления по формуле (3.38) наибольшего давления smax в основании фундамента (см. пп. 3.31 и 3.24):

x1 = 3,5 - 2,9 = 0,6.

Из формулы (3.38) следует:

В соответствии с п. 3.32 по формулам (3.41), (3.43) и (3.42) определяем глубину h0, значение коэффициента x2 и горизонтальное давление  на грунт, возникающее на глубине :

x2 = 1,5 - 0,2´2,9 = 0,92;

Условие (3.40) удовлетворяется. Действительно,

В соответствии с п. 3.33 по табл. 9 устанавливаем, что значениям a = 0,1711 м-1 и  соответствует hмм = 4,1 м, и по формуле (3.44) находим величину наибольшего момента в поперечном сечении столба, на части его длины, расположенной в грунте:

Мн = Мmах = 137,5 + 112,5´4,1 = 600 тм.

Величины горизонтального смещения а' верха опоры, наибольшего давления smах в основании фундамента, наибольшего момента Мmах в поперечном сечении столба, а также результаты проверки горизонтальных давлений фундамента на грунт, полученные приближенным способом, близки к соответствующим величинам, вычисленным основным способом.

Пример расчета фундамента с наклонными оболочками

Для опоры, схема которой изображена на рис. 38, требуется проверить несущую способность столбов на продольные усилия и надежность их заделки в грунте, а также определить величину наибольшего изгибающего момента в поперечном сечении столбов и горизонтальное перемещение верха опоры.

Расчет следует произвести при следующих данных.

Расчетные внешние нагрузки, приведенные к точке О, расположенной в уровне низа плиты ростверка па пересечении двух плоскостей симметрии опоры, состоят из вертикальной силы P = 5000 т, горизонтальной силы Hх=500 т и момента Му = 3000 т. Сила Нх и момент Му вызваны временными, нагрузками, и их нормативные значения практически совпадают с расчетными.

Столбы представляют собой заполненные бетоном оболочки с наружным диаметром d = 1,6 м и с толщиной стенки d = 12 см. Марка бетона оболочек - 400, а заполнения - 200.

Столбы прорезают толщу тугопластичной супеси с углом внутреннего трения jн = 28° и сцеплением сн = 0,7 т2 и опираются на плотный мелкозернистый песок. Расчетное сопротивление основания столбов и сил трения грунта об их боковую поверхность, определенные с учетом коэффициента условии работы столбов т2 = 0,9 (см. табл. 1 приложения 21 к СП 200-62), соответственно равны R = 280 т2 и t = 3 т2.

Расчет фундамента

По формуле (3.47) определяем величину hр, необходимую для нахождения коэффициента k взаимного влияния столбов:

hр = 3(1,6 + 1) = 7,8 м.

Наименьшее расстояние (в свету на уровне поверхности грунта) между столбами, расположенными в одной вертикальной плоскости, параллельной плоскости действия нагрузок, составляет:

Рис. 38. Схема фундамента с наклонными оболочками

Так как Lp = 7,3 м > 0,6 hр = 0,6´7,8 = 4,7 м, принимаем k = 1 (см. п. 3.34).

По формуле (3.46) определяем расчетную ширину столба:

bp=0,9(1,6 + 1) = 2,34 м.

В соответствии с пп. 153 и 228 СН 200-62 расчетные модули упругости бетона принимаем равными:

а) для оболочек: 0,8´3,5´106 = 2,8´106 т2;

б) для заполнения: 0,8´2,65´106 = 2,12´106 т2.

Вычисляем жесткость столба на изгиб:

В соответствии с п. 3.6 для тугопластичной супеси средней плотности принимаем коэффициент пропорциональности т = 400 т4.

По формуле (3.8) получаем:

Из табл. 4 следует, что значению К = 119,0 м-5 соответствует коэффициент деформации a = 0,260 м-1.

По формуле (3.9) определяем приведенную (безразмерную) глубину  заполнения столба в грунте:

Вычисляем величины, входящие в формулу (3.62), для определения расчетной длины In столба на сжатие:

а) из формулы (3.55) следует:

б) жесткость столба на сжатие равна:

в) в соответствии с п. 3.6 для плотных мелкозернистых песков принимаем тосн = 1,3´600 = 780 т4 и по формуле (3.13) получаем величину коэффициента постели основания столбов:

С = 780´20 = 15600 т/м3;

г) площадь основания столба:

Подставляя полученные величины в формулу (3.62), получаем:

По графику рис. 27 устанавливаем, что значению a = 0,260 соответствует глубина расположения условной жесткой заделки столба hм = 8,6 м, и по формуле (3.51) находим расчетную длину lм столба на изгиб:

lм = 16 + 8,6 = 24,6 м.

По формулам (3.68) определяем реакции от единичных перемещений столбов:

В табл. 14 для всех рядов столбов фундамента даны значения координаты х пересечения осей столбов с подошвой плиты ростверка и угла j между осями столбов и вертикалью (см. п. 3.66). В данном случае имеются в виду ряды, состоящие из столбов, оси которых проектируются на плоскость действия нагрузки в одну линию (см. рис. 38). В табл. 14 также приведены данные по количеству столбов в каждом таком ряду и значения sinj и cosj.

Таблица 14

Параметры, определяющие положение столбов в ростверке

№ рядов столбов

Количество столбов в ряду

х, м

j

sinj

cosj

1

1

-3,75

-11°19'

-0,196

0,980

2

2

-1,25

-11°19'

-0,196

0,980

3

2

-3,75

0

0

1

4

2

0

0

0

1

5

2

3,75

0

0

1

6

2

1,25

11°19'

0,196

0,980

7

1

3,75

11°19'

0,196

0,980

В соответствии с п. 3.66 для ростверков с симметричной плоской схемой горизонтальное смещение a плиты, угол b ее поворота относительно точки О и вертикальное смещение с этой точки определяются выражениями (3.56) и (3.69). Величины, входящие в эти выражения, находим по формулам (3.73), (3.71) и (3.57):

r0 = 0,558´105 – 0,635´103 = 0,552´105 т;

raa = 0,552´105´6´0,1962 + 12´0,635´103 = 20,32´103 т;

rbb = 0,552´105(2´3,752´0,9802 + 4´1,252´0,9802 + 4´3,752) +0,635´103(6´3,752 + 4´1,252) +2´

´0,783´104(2´3,75´0,196 + 4´1,25´0,196) + 12´1,28´105 = 65,6´105 тм;

rсс = 0,552´105(6´0,9802 + 6) +12´0,635´103 = 6,58´105 т,

rab = 0,552´105(2´3,75´0,196´0,980 + 4´1,25´0,196´0,980) – 0,783´104(6´0,980 + 6) =
= 0,395´105 т;

Из формул (3.56) и (3.69) следует:

Горизонтальное смешение верха опоры находим по формуле (3.59), пренебрегая деформацией тела опоры, представляющей массивную конструкцию, т. е. приняв dоп = 0:

а' = 2,40´10-2 + 3,12´10-4´15 = 2,87´10-2 м = 2,9 см.

Продольную силу N, поперечную силу Н и изгибающий момент Мв в верхнем сечении каждого из столбов определяем по формулам (3.74). Все вычисления сводим в табл. 15.

Результаты вычислений контролируем, проверяя выполнение условии равновесия плиты ростверка:

Р = S(N cosj - Н sinj);

Нх = S(N sinj - Н cosj);

Му= S(N cosj - Н sin j)х +SМв.

Первое из этих равенств выражает условие Sz = 0, второе - Sх = 0 и третье - SМ0 = 0.

Определяем правые части равенств:

S(N cosj - Н sinj) SN cosj - SН sinj =
=
(89 + 2´132 + 2´700 + 742)0,980 + 2(359+424+490) -
- (-13,3 - 2
´13,4+ 2´11,5 + 11,4)0,196 = 4987 т;

S(N sinj - Н cosj) = SN sinj - SН cosj =
= (-89 - 2´132 + 2´700 + 742)0,196 + (13,3 + 2´13,4 +
+ 2
´1,5 + 11,4)0,980 + 6´12,8 = 501 т;

S(N cosj - Н sin j)х+SМв = - (89´0,980 + 13,3´0,196)3,75 - 2(132´0,980 + 13,4´0,196) ´1,25-
-2
´359´3,75 + 2´490´3,75 + 2 (700´0,980 - 11,5´0,196)´1,25 + (742´0,980 - 11,4´0,196) ´
´3,75 - 154 - 2(155 + 3´148 + 132) - 131 = 2996 тм.

Таблица 15

Определение продольных сил N, поперечных сил Н и изгибающих моментов Мв в верхних сечениях столбов

№ рядов столбов

х, м

sinj

cosj

a·sinj, м

хb, м

с+ хb, м

(с+хb)cosj, м

(5)+(8), м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

-3,75

-0,196

0,980

-4,70´10-3

-1,170´10-3

6,43´10-3

6,30´10-3

1,60´10-3

2

-1,25

-0,196

0,980

-4,70´10-3

-0,390´10-3

7,21´10-3

7,07´10-3

2,37´10-3

3

-3,75

0

1

0

- 1,170´10-3

6,43´10-3

6,43´10-3

6,43´10-3

4

0

0

1

0

0

7,60´10-3

7,60´10-3

7,60´10-3

5

3,75

0

1

0

1,170´10-3

8,77´10-3

8,77´10-3

8,77´10-3

6

1,25

0,196

0,980

4,70´10-3

0,390´10-3

7,99´10-3

7,83´10-3

12,53´10-3

7

3,75

0,196

0,980

4,70´10-3

1,170´10-3

8,77´10-3

8,60´10-3

13,30´10-3

продолжение

№ рядов столбов

N=r1[(5)+(8)], т

a·cosj, м

(с+хb)sinj, м

(11)-(12), м

r2[(11)+(12)], т

-r3[(11)-(12)], тм

H=(14)-r3b, m

Мв=(15)+r4b, тм

1

10

11

12

13

14

15

16

17

1

89

23,5´10-3

-1,26´10-3

24,8´10-3

15,75

-194

13,3

-154

2

132

23,5´10-3

-1,43´10-3

24,9´10-3

15,80

-195

13,4

-155

3

359

24,0´10-3

0

24,0´10-3

15,25

-188

12,8

-148

4

424

24,0´10-3

0

24,0´10-3

15,25

-188

12,8

-148

5

490

24,0´10-3

0

24,0´10-3

15,25

-188

12,8

-148

6

700

23,5´10-3

1,57´10-3

21,9´10-3

13,90

-171,5

11,5

-132

7

742

23,5´10-3

1,72´10-3

21,8´10-3

13,85

-170,5

11,4

-131

a = 240´10-3 м; b = 0,312´10-3 рад; с = 7,6´10-3 м; r1 = 55,8´103 т/м; r2 = 0,635´103 т/м; r3 = 7,83´102 т/м; r4 = 128,0´103 т/м; -r3b = 2,44 т; r4b = 40,0 тм.

Равенства, выражающие условия равновесия плиты ростверка, с точностью, обеспечиваемой логарифмической линейкой (с помощью которой производится настоящий расчет), удовлетворяются. Действительно,

Р = 5000 т @ 4987 т;

Нх = 500 т @ 501 т;

Му = 3000 тм @ 2996 тм.

В соответствии с п. 3.68 дальнейший расчет выполняем, как для вертикальных столбов, погруженных в грунт на глубину h и загруженных на расстоянии l0 от поверхности грунта силами N и H и моментом Мв. Так как столбы оперты на нескальный грунт и их приведенная глубина заложения в грунте , этот расчет, заключающийся в определении давлений smах в основании наиболее нагруженного столба, проверке горизонтальных давлений столбов на грунт, а также в выявлении наибольшего изгибающего момента Мн, действующего на расположенном в грунте участке одного из столбов, может быть выполнен по формулам (3.38) - (3.45).

Определяем входящие в формулу (3.38) расчетный вес столба G (с учетом гидростатического давления) и расчетную силу трения Т грунта по наружной поверхности столба:

G = 2,01´36´(1,1´2,5 – 1,0) = 127 т;

Т = 3,14´1,6´20´3,0 = 300 т.

Так как , в соответствии с пояснением к формуле (3.38) принимаем x1 = 0. Это означает, что в основании каждого из столбов имеет место равномерное распределение давлений (smах = smin = s). Величину давлений в основании столба с наибольшим продольным усилием определяем по формуле (3.38):

Несущая способность столбов на продольное усилие обеспечивается. Действительно, s = R = 280 т/м2.

Из табл. 15 следует, что соотношения между величинами Н и Мв для всех столбов одинаковы. Это означает, что в наихудшем положении по условиям заделки в грунте и работы на изгиб должны быть столбы ряда № 2, в верхнем сечении каждого из которых действуют наибольшие Н и Мв.

Для столбов ряда № 2 по формулам (3.61), (3.41) и (3.42) вычисляем величины, необходимые для проверки выполнения неравенства (3.40), являющегося условием надежности заделки столбов в грунте:

Н1 =13,4 т;

При определении горизонтального давления  коэффициент x2 принят равным 0,7 на основе пояснении к формуле (3.42) и в связи со значением .

Условие надежности заделки столбов в грунте обеспечивается. Действительно, подставляя в неравенство (3.40) значения коэффициентов h1 = h2 = 1, расчетные значения угла внутреннего трения грунта jр = 0,9´28 = 25° и сцепления ср = 0,5´0,7 = 0,35 т2, а также величину объемного веса грунта с учетом гидростатического давления g = 1 т3 (см. указания п. 3.11), имеем:

Наибольшее значение изгибающего момента Мн в поперечном сечении на участке столба, расположенном в грунте, вычисляем по формуле (3.44), предварительно по табл. 9 установив, что значениям a = 0,260 и  соответствует глубина hмм = 2,9 м:

Мн = 59 + 13,5´2,9 = 98 тм < | Мв | = 155 тм.

Следовательно, наибольший по абсолютному значению момент действует в верхнем сечении столба (в месте заделки его в плиту ростверка) и равен 155 тм.

Глава IV
РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОСНОВАНИИ

1. Общие указания

4.1. Указания настоящей главы распространяются на расчеты несущей способности песчаных, гравелисто-песчаных и скальных оснований оболочек диаметром 1 м и более. Глинистые основания следует рассчитывать согласно указаниям СН 200-62.

4.2. Расчет несущей способности по грунту оболочек диаметром 0,4-0,8 м, погруженных в различные грунты молотами или вибропогружателями, следует производить согласно указаниям СН 200-62, приложение 21.

4.3. Расчетную несущую способность по грунту оболочек с уширением в основании надлежит определять в соответствии с указаниями СН 200-62.

4.4. Оценка несущей способности оболочек, забитых в грунт молотами, может производиться по фактическому отказу с использованием формул, приведенных в главе СНиП II-Б.5-62.

Несущая способность оболочек, погруженных в грунт вибропогружателями, может быть оценена расчетом, выполненным в соответствии с указаниями приложения 2.

4.5. Несущую способность по грунту оболочек диаметром 0,4-1,6 м следует уточнять по результатам испытаний динамической и, в отдельных случаях, статической нагрузкой.

Статические испытания оболочек диаметром 1 и 1,6 м должны производиться при наличии обоснованных сомнений в несущей способности грунтов или же в случаях необходимости передать на оболочки нагрузки, которые превышают значения, получаемые расчетом по действующим нормам.

Несущую способность оснований оболочек диаметром 2 м и более следует уточнять по результатам штамповых или пенетрационных испытаний.

Необходимость и количество испытаний устанавливаются проектной организацией.

2. Песчаные и гравийные (гравийно-песчаные) основания

4.6. Настоящие указания распространяются на расчеты несущей способности песчаных и гравийных (гравийных с песчаным заполнением пустот) оснований фундаментов глубокого заложения из сборных железобетонных оболочек (столбов) диаметром 1 м и более, погружаемых в грунт с открытым нижним концом.

4.7. Расчетную несущую способность основания одиночной оболочки (столба), воспринимающей осевую сжимающую нагрузку, определяют по формуле:

P0 = UShifi + FR,

где U - периметр поперечного сечения оболочки (столба);

hi - толщина отдельных слоев грунта в которые заглублена оболочка (заглубление оболочки учитывается от поверхности грунта или уровня максимального размыва);

fi - расчетное сопротивление сил трения слоев грунта;

F - площадь подошвы оболочки;

R - расчетное сопротивление песчаного основания под подошвой фундамента.

4.8. Расчетное сопротивление основания под оболочкой находят по формулам:

а) для оболочки, расположенной в толще однородного грунта

б) для оболочки, расположенной в разнородных несвязных грунтах при условии заглубления низа оболочки в слой грунта основания на величину не менее диаметра и не менее 2 м

в) для оболочки с несущей диафрагмой (стаканный фундамент), погруженной без выемки грунта из ее полости

где , и  - безразмерные коэффициенты, принимаемые по графикам (рис. 39 и 40) в зависимости от расчетного угла внутреннего трения грунта j в рабочей зоне основания и относительного заглубления фундамента ;

g - расчетный объемный вес грунта на уровне подошвы оболочки, равный нормативному (фактическому) объемному весу (в водонасыщенных грунтах с учетом гидростатического взвешивания), умноженному на коэффициент однородности 0,8*;

g1 - приведенный объемный вес грунта, расположенного выше подошвы оболочки, равный нормативному объемному весу грунта, умноженному на коэффициент однородности 0,85* ;

* Для случаев учета гидростатического взвешивания коэффициент однородности принимается равным 1.

d - внешний диаметр оболочки;

h - глубина от подошвы оболочки до поверхности грунта или уровня максимального размыва;

a - коэффициент, учитывающий свойства разнородных грунтов, расположенных выше подошвы оболочки. Определяется по графику (рис. 41) соответственно средневзвешенному значению j  для грунтов, пройденных оболочкой;

 - коэффициент условии работы, принимаемый по графику (рис. 42);

aс - коэффициент, учитывающий влияние способа погружения (равен 1 при забивке молотами и 1,5 при заглублении оболочек вибропогружателями);

bс - коэффициент, учитывающий увеличение несущей способности основания вследствие уплотнения грунта в процессе заглубления оболочки; равен отношению () объема грунта по внешнему контуру оболочки к внутреннему объему оболочки ниже диафрагмы (определяется в зависимости от геометрических размеров оболочки и ее заглубления в грунт, но не должен быть более 2,5), умноженному на поправочный коэффициент  (табл. 16), учитывающий начальную пористость грунта до погружения оболочки.

 

Рис. 39. График изменения коэффициента  в зависимости от относительного заглубления оболочки в грунт  при различных значениях расчетного угла внутреннего трения грунта j

Рис. 40. График изменения коэффициентов и  в зависимости от расчетного угла внутреннего трения грунта j

Таблица 16

Зависимость коэффициента  от пористости грунта

Коэффициент пористости грунта e 

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Коэффициент

1,28

1,18

1,10

1,04

1,0

4.9. Расчетную величину угла внутреннего трения j грунта назначают на 2° меньше средней нормативной величины для всей рабочей зоны основания, ограниченной двумя горизонтальными плоскостями (на уровне подошвы фундамента и на 1,5d ниже подошвы) и цилиндрической поверхностью радиусом 2d, продольная ось которой совпадает с продольной осью фундамента.

Фактические значения угла внутреннего трения грунта jн в рабочей зоне устанавливают лабораторными и полевыми испытаниями.

В случае если экспериментальное определение углов внутреннего трения невозможно, а также на стадии разработки проектных заданий, разрешается как для влажных, так и для водонасыщенных песков пользоваться значениями jн, принимаемыми в зависимости от коэффициента пористости (табл. 17).

Рис. 41. График изменения коэффициента a в зависимости от относительного заглубления оболочки в грунт  при различных значениях расчетного угла внутреннего трения грунта j

4.10. Расчетное сопротивление сил трения слоев грунта о боковую поверхность оболочки fi определяется по формуле:

где  - нормативная величина сил трения в т/м2, определяемая по табл. 18 в зависимости от глубины расположения слоя грунта, равной расстоянию от дневной поверхности грунта или линии размыва до середины толщины слоя li;

mf - коэффициент условий работы, принимаемый по табл.19.

Рис. 42. График изменения коэффициента  в зависимости от угла внутреннего трения грунта при оболочках различного диаметра:
1-грунтовое ядро сохраняется выше ножа; 2-грунт уделяется до ножа оболочки

Таблица 17

Зависимость нормативного угла внутреннего трения от пористости песчаных грунтов различной крупности

Вид песков

Коэффициент пористости e

Нормативный угол внутреннего трения jн

Крупные

0,4-0,5

42

0,5-0,6

40

0,6-0,7

38

Средней крупности

0,4-0,5

40

0,5-0,6

38

0,6-0,7

35

Мелкие

0,4-0,5

38

0,5-0,6

36

0,6-0,7

32

Пылеватые

0,5-0,6

36

0,6-0,7

34

0,7-0,8

28

Примечание. Для гравийных (гравийно-песчаных) грунтов, содержащих более 50% частиц крупнее 2 мм, значения jн принимаются на 2° больше аналогичных величин песчаных грунтов соответствующей пористости.

Таблица 18

Нормативная величина сил трения  грунтов по боковой поверхности оболочек

Вид грунтов

Глубина расположения слоя грунта, м

1

2

3

4

5

7

10

15

20

25

30

35

Крупные и средние

3,5

4,2

4,8

5,3

5,6

6,0

6,5

7,2

7,9

8,6

9,3

10,0

Мелкие

2,3

3,0

3,5

3,8

4,0

4,3

4,6

5,1

5,6

6,1

6,6

7,0

Пылеватые

1,5

2,0

2,5

2,7

2,9

3,2

3,4

3,8

4,1

4,4

4,7

5,0

При наличии торфов боковое трение грунтов выше подошвы нижнего слоя торфа учитывается со знаком минус (причем для торфа =0,5 т2 независимо от глубины его залегания);

Таблица 19

Значение коэффициента mf

Условия погружения оболочки

При действии нагрузок

постоянных

временных

Грунтовое ядро сохраняется выше ножа оболочки

0,7

0,9

Грунт удаляется до ножа оболочки

0,3

0,7

4.11. Если из оболочек, заглубленных до проектной отметки, грунт извлекают до низа ножа или несколько ниже его, следует принимать пониженные коэффициенты условии работы (см. рис. 40 и табл. 19).

3. Скальные основания

4.12. Настоящие указания охватывают методы расчета несущей способности скальных оснований железобетонных оболочек различного диаметра, опираемых или заделываемых нижними концами в водостойкие неразмягчаемые породы.

Вопросы использования размягчаемых водорастворимых пород (гипс, ангидриды, соли и т. п.) в качестве оснований, а также назначения расчетных сопротивлении должны решаться на основе специальных исследовании с учетом местных условий и характерных особенностей сооружения.

4.13. Расчетное сопротивление основания столба, опираемого на поверхность разрушенного выветриванием слоя породы в виде щебня и дресвы, прикрытого пластом неразмываемых наносных отложений толщиной не менее двух диаметром оболочки, рекомендуется принимать по нормам СН 200-62 для крупнообломочных грунтов с введением повышающих коэффициентов в зависимости от толщины выветренного слоя, заключенного между низом столба и поверхностью неразрушенной породы:

Толщина слоя разрушенной породы, выраженная в долях от диаметра столба

0,1

0,3

0,6

1,0

Значение повышающего коэффициента

3

2,5

1,5

1,0

Промежуточные значения коэффициента определяются интерполяцией.

4.14. Расчетное сопротивление осевому сжатию основания под торцом оболочки (столба), опираемой на поверхность не разрушенной выветриванием породы, надлежит определять по формуле:

R = mkRсж,

где т - коэффициент условий работы, принимаемый равным 3;

 k - коэффициент однородности породы по прочности на одноосное сжатие (при отсутствии опытных данных принимается равным 0,17);

Rсж - предел прочности на одноосное сжатие образцов пород, испытанных в водонасыщенном состоянии согласно приложению 3.

4.15. Расчетное сопротивление у края подошвы столба, опертого на поверхность не разрушенной выветриванием породы и воспринимающего внецентренную нагрузку, принимают равным 1,2R.

4.16. Расчетную несущую способность скального основания заглубленного в породу столба, воспринимающего осевое сжимающее усилие, следует определять по формуле

где h3 - расчетная глубина заделки столба в породу;

d3 - диаметр заглубленной в породу части столба;

F3 - площадь заглубленной в породу части столба.

4.17. Расчетную несущую способность скального основания заглубленного в породу столба, воспринимающего в уровне поверхности породы продольное сжимающее усилие N, изгибающий момент М и поперечную силу Q (рис. 43), определяют по формуле:

где ke - коэффициент, определяемый по графику (рис. 44) в зависимости от приведенного эксцентриситета еп, равного .

При расчете несущей способности должно соблюдаться условие

N £ P0.

Рис. 43. Схема усилий, воздействующих на столб, заделанный в скальную породу

Рис. 44. График изменения коэффициента ke в зависимости от величины приведенного эксцентриситета еп действующих сил и заглубления столба в породу h3

4.18. При воздействии на столбы внецентренных сжимающих и горизонтальных нагрузок неразмываемый массив наносных отложений толщиной меньше двух диаметров не учитывается в расчетах прочности скальных оснований.

При большей толще наносных отложений уменьшение величины изгибающего момента в месте заделки столба в породу может быть определено на основании расчета, изложенного в третьей главе настоящих указаний.

4.19. Глубина заделки столбов в скальные породы, при расчете по формулам пп. 4.16 и 4.17, должна быть не менее 0,5 м в сплошных и слаботрещиноватых и не менее 1,5 м в трещиноватых и сильнотрещиноватых слабых породах.

Столбы, опираемые на поверхность неразрушенного слоя, должны заглубляться в породу на 0,25 м ниже горизонта, на котором расчетное сопротивление основания, определяемое по формуле п. 4.14, получается не менее величины давления столба.

4.20. При опирании оболочек нижними концами на скальную породу силы трения наносных отложений в расчете несущей способности основания не учитывают.

Глава V
РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК НА УСИЛИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ПОГРУЖЕНИИ

1. Общие положения

5.1. Расчет оболочек на нагрузки, возникающие при погружении, предусматривает:

а) определение расчетных величин продольных (осевых) усилий, возникающих в оболочках, погружаемых в грунт низкочастотными вибропогружателями с частотой действия возмущающей силы до 10 гц (600 периодов в минуту);

б) проверку оболочки на действие указанных сил.

2. Определение расчетных величин продольных усилий

5.2. Расчетные величины продольных (осевых) усилий определяют для проверки (или назначения) толщины стенок оболочек и их армирования, стыковых соединений между секциями оболочек, а также прикрепления наголовника к вибропогружателю и оболочке.

5.3. В стенках оболочек, в соединениях секций и прикреплениях к ним во время вибропогружения возникают растягивающие и сжимающие осевые усилия. Каждый из элементов конструкции оболочки должен быть проверен на воспринятие расчетных усилий, как растягивающих, так и сжимающих.

5.4. Расчетные максимальные растягивающие усилия Npacт, возникающие при вибропогружении оболочек, определяют по формулам:

а) при расчете наголовника и прикрепления вибропогружателя к наголовнику:

Npacт = 1,4F - Gв;

б) при расчете прикрепления наголовника к оболочке:

Npacт = 1,4F - (Gв + Gн);

в) при расчете сечении железобетонных оболочек:

Npacт =1,2F - (Gв + Gн),

где F - максимальное значение возмущающей силы вибропогружателя, принятого для опускания оболочки;

Gв - вес вибропогружателя;

Gн - вес наголовника.

5.5. Расчетное максимальное сжимающее усилие Nсж, возникающее в оболочке при вибропогружении, принимают равным:

Nсж = kGy,

но не менее чем:

Nсж = G + F,

где G - истинный вес вибросистемы;

Gy - вес условной вибросистемы;

k - коэффициент увеличения веса условной вибросистемы;

F - максимальное (паспортное) значение возмущающей силы вибропогружателя.

Коэффициент увеличения веса условной вибросистемы находят по формуле:

k = 0,025апвп0,

где а - расчетный размах колебаний вибросистемы в сантиметрах, зависящий от глубины погружения оболочки в грунт; при глубине погружения оболочки в грунт на 10 м и менее а = 2 см, на 30 м и более а = 1 см, от 10 до 30 м а определяют линейной интерполяцией.

Примечание. Расчетный размах колебаний в размерах меньших, чем это указано выше, можно принимать только после проведения соответствующих опытных работ по погружению запроектированных оболочек;

пв - максимальное (паспортное) число оборотов в секунду грузовых валов вибропогружателя, применяемого для опускания оболочки;

п0 - величина, характеризующая динамические свойства вибросистемы и зависящая от свойств грунта и длины оболочки.

Величину п0 определяют по формуле:

где Н - полная длина оболочки в м;

п - расчетная частота в гц собственных колебаний оболочки (как жесткого тела) в грунте, принимаемая: для слабых грунтов (мелкозернистых и среднезернистых песков, весьма пластичных глин) п = 20; для грунтов средней плотности (крупнозернистых песков с примесью мелкой гальки, пластичных глин) п = 30; для плотных грунтов (плотных песков с крупной галькой, пластичных глин с включением крупной гальки, тугопластичных и мергелистых глин) п = 50.

Истинный вес вибросистемы составляет:

G = Gв + Gн + G0.

Вес условной вибросистемы принимают равным:

В этих формулах приняты следующие обозначения:

G0= p(d + d0)d0Hg0 - вес оболочки;

G'гр= p(d + dгр)dгрhgгр - условный вес колеблющегося грунта, примыкающего к наружной стороне оболочки;

- условный вес столба неизвлеченного грунта, находящегося внутри оболочки,

где d - внешний диаметр оболочки в м;

d0 - толщина стенки оболочки в м;

dгр =0,15 м - условная толщина присоединенного к оболочке снаружи грунта;

Н - полная длина оболочки в м;

h - глубина погружения оболочки в грунт в м;

 g0 @ 2,5 т3 - объемный вес материала оболочки;

gгр  - объемный вес грунта в т3; при отсутствии данных может быть принят равным gгр = 1,7 т3;

hc - расчетная высота столба неизвлеченного грунта внутри оболочки в м.

При внутреннем диаметре погружаемой оболочки (d - 2d0), равном 0,5 м и менее, hc равно глубине погружения, но не более 10 м; при внутреннем диаметре погружаемой оболочки, равном 1, 2 и 5 м, hc равно соответственно 6; 2,5 и 1 м.

Примечания. 1. Для промежуточных значений внутреннего диаметра оболочки расчетная высота столба неизвлеченного грунта принимается по интерполяции.

2. Принимаемая расчетная высота столба hc не связана с уровнем действительной поверхности не извлеченного из оболочки грунта.

При определении истинного веса вибросистемы G и веса условной вибросистемы Gy взвешивающее действие воды не учитывают.

При проверке на сжатие сечений оболочки, расположенных на некотором расстоянии от нижнего конца, размеры истинного и условного веса вибросистемы разрешается принимать исходя из расчетной длины оболочки, равной расстоянию от верхнего конца до рассматриваемого сечения.

3. Проверка оболочек на расчетные усилия

5.6. Железобетонные оболочки рассчитывают на действие строительных нагрузок.

Установленная расчетом несущая способность оболочки на растяжение Рраст и на сжатие Рсж не должна быть меньше расчетных усилий, найденных в соответствии с пп. 5.4 и 5.5.

5.7. Расчетную несущую способность оболочки на растяжение Рраст определяют по формулам:

а) при оболочках из обычного железобетона:

Рраст = RaFa

б) при оболочках из предварительно напряженного железобетона:

Рраст = RнFн  + RaFa

где Fа - площадь сечения ненапряженной продольной арматуры;

Fн - площадь сечения предварительно напряженной продольной арматуры;

Ra - расчетное сопротивление ненапряженной арматуры;

Rн - расчетное сопротивление предварительно напряженной арматуры.

Расчетные сопротивления арматуры Ra и Rн для некоторых видов ее приведены ниже:

Вид арматуры

Ra, кг/см2

Rн, кг/см2

Гладкая из стали марки Ст.3

2100

-

Горячекатаная периодического профиля:

 

 

из стали марки Ст.5

2650

-

    »         марок 25Г2С и 35ГС

3300

-

    »         марки 20ХГ2Ц

3600

5100

Проволока стальная круглая углеродистая, холоднотянутая и проволока высокопрочная отпущенная:

 

 

при диаметре проволоки 3 мм

-

12400

то же 4 мм

-

11700

   »     5 мм

-

11000

   »     6 мм

-

10400

5.8. Расчетную несущую способность погружаемой оболочки по прочности на сжатие Рсж определяют по формулам:

а) при оболочках из обычного железобетона:

Рсж = Rпр(Fd + naFa);

б) при оболочках из предварительно напряженного железобетона:

Рсж = RпрFd + naRпрFa – (s0 -  nнRпр)Fн,

где Fd - площадь сечения бетона;

Fa и Fн  - см. п. 5.7;

Rпр - расчетное сопротивление бетона на строительные нагрузки, принимаемое по табл. 20;

s0 - величина эффективного предварительного напряжения в арматуре (контролируемое напряжение за вычетом потерь к моменту погружения);

na и nн - отношения модулей упругости ненапрягаемой и напрягаемой арматуры к модулю упругости бетона, принимаемые по табл. 20.

Таблица 20

Расчетные характеристики бетона и арматуры

Наименование величин

Марки бетона

200

250

300

400

500

Расчетные сопротивления бетона на сжатие (осевое) Rпр кг/см2 при разных условиях приготовления бетона

А

78

100

125

165

205

Б

72

95

115

150

190

Отношения модулей  для ненапрягаемой арматуры

7,7

7,1

6,5

5,8

5,4

Отношения модулей  для напрягаемой арматуры при изготовлении ее

из стержней периодического профиля

7,7

7,1

6,5

5,8

5,4

из высокопрочной проволоки

7,0

6.4

5,9

5,3

4,9

Примечание. В строке А указаны значения расчетных сопротивлений, принимаемые для бетонов, приготовленных на бетонных заводах или бетонных узлах, оборудованных механизмами дли автоматического или полуавтоматического дозирования составляющих бетона, при систематическом контроле однородности бетона и прочности его при сжатии.

В строке Б указаны значения расчетных сопротивлении бетона при других условиях его приготовления.

5.9. В случаях, когда к предварительно напряженным оболочкам как элементам фундаментов предъявляются особые требования в части водонепроницаемости бетона, расчетная несущая способность оболочки на сжатие Рсж устанавливается из условий трещиностойкости по формуле:

где m2 - коэффициент условии работы, равным 0,8 (при ), учитывающий возможный случайный эксцентриситет действия продольной силы в размере е @ 0,05d;

  - расчетное сопротивление бетона па трещиностойкость при проверке на образование продольных трещин, принимаемое по табл. 21.

Таблица 21

Расчетное сопротивление бетона на трещиностойкость

Наименование величин

Марка бетона

300

400

500

Условия приготовления бетона

А

135

190

245

Б

125

175

225

Примечание. Значения А и Б см. в табл. 20.

Раздел II
СТРОИТЕЛЬСТВО ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР ИЗ ОБОЛОЧЕК

Глава VI
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Общие указания

6.1. Указания настоящего раздела распространяются на производство работ по строительству фундаментов и опор мостов из сборных железобетонных оболочек.

Указания глав по изготовлению оболочек, погружению оболочек в грунт и подводному заполнению полости оболочек бетоном могут быть использованы при строительстве портовых гидротехнических сооружений.

6.2. Комплекс работ по сооружению фундаментов и опор из оболочек включает следующие операции:

изготовление оболочек;

изготовление или монтаж направляющих устройств для фиксирования оболочек в проектном положении;

установку в проектное положение направляющих устройств;

погружение оболочек в грунт;

устройство при необходимости уширений в основании оболочек или бурение скважин в скальной породе для заделки низа столбов;

заполнение бетоном полости уширений, скважин и оболочек;

устройство фундаментной плиты или насадок (ригелей);

монтаж надфундаментной части опоры;

устройство подферменной площадки.

Из перечисленного комплекса указания охватывают только специфические виды работ по сооружению фундаментов и опор из оболочек, а именно: изготовление и вибропогружение в грунт оболочек, бурение скальных пород для заделки низа несущих столбов и устройство уширений, заполнение полости оболочек и уширений подводным бетоном, а также сооружение фундаментной плиты. По остальным видам работ, не охваченным настоящими указаниями и являющимися общими для строительства фундаментов и опор, следует руководствоваться нормами и правилами соответствующих глав III части СНиПа.

6.3. Оболочки следует изготовлять, как правило, по действующим типовым проектам на заводах железобетонных конструкций или специализированных полигонах. Если получение готовых оболочек затруднительно или экономически нецелесообразно, проектом организации строительства должно быть предусмотрено создание полигона, мощность и оснащение которого должны удовлетворять потребность строительства.

6.4. Вспомогательные конструкции, в том числе подмости, направляющие каркасы, распорные крепления котлованов, ограждения котлованов и т. п., следует изготовлять сборно-разборными, являющимися инвентарем строительной организации.

6.5. Электросварочные работы, производимые при строительстве фундаментов и опор из оболочек, в том числе сварка арматуры, фланцев, стыкование секций оболочек и др., должны выполняться в соответствии с требованиями глав СНиПа III-B.1-62 и III-B.5-62 сварщиками, сдавшими экзамены по «Правилам испытания электросварщиков и газосварщиков», утвержденным Госгортехнадзором СССР 27 июня 1955 г.

6.6. Работы по сооружению фундаментов и опор, выполняемые на открытых для движения автомобильных и железных дорогах, городских проездах или в непосредственной близости от них, должны выполняться с соблюдением действующих правил, обеспечивающих безопасность транспорта, пешеходов и рабочих, а также сохранность существующих зданий, сооружений и подземных коммуникаций, находящихся в районе строительства.

Порядок производства работ на судоходных реках должен обеспечивать безопасный пропуск возможных к обращению в период строительства судов и плавучих средств.

6.7. Все виды строительно-монтажных, погрузочно-разгрузочных и транспортных работ (основных и вспомогательных) должны осуществляться с соблюдением действующих правил техники безопасности и указаний главы XIII, а также норм пожарной безопасности и производственной санитарии.

6.8. В процессе возведения фундаментов и опор необходимо предусмотреть проведение мероприятий по защите их и вспомогательных конструкций от возможных повреждений паводком, льдом, штормами, проходящими судами и другими плавучими средствами.

Основные конструкции к моменту пропуска ледохода должны иметь, как правило, степень готовности, не требующую принятия специальных мер по защите их от ледохода, а вспомогательные конструкции должны быть убраны из опасной зоны.

Оболочки, погруженные в русле реки на проектную глубину, необходимо срубить до пропуска ледохода, сохранив выпуски стержней продольной арматуры для заделки в фундаментную плиту или насадку.

2. Организация строительства

6.9. До начала работ на объекте строительная организация должна получить от заказчика техническую документацию, составленную и утвержденную в соответствии с указаниями глав СНиПа III-А.6-62 и III-Д.2-62.

6.10. Вопросы организационно-технической подготовки к строительству, индустриализации строительства, механизации работ, организации труда и планирования должны решаться в соответствии с указаниями глав III части СНиПа раздела А и главы СНиПа III-Д.2-62.

6.11. При выборе рациональной технологии строительства фундаментов и опор из оболочек необходимо ориентироваться:

а) на применение поточной технологии, машин и оборудования, обеспечивающих высокое качество и производительность работ и, как правило, комплексную механизацию строительства;

б) на заводское изготовление стальных закладных частей оболочек, а также в большинстве случаев и самих оболочек;

в) на широкое применение инвентарного оборудования, механизмов и технологической оснастки для изготовления и погружения в грунт оболочек, устройства уширений и бурения скважин в скальной породе для заделки низа несущих столбов и т. п.

6.12. В зависимости от положения плиты но отношению к поверхности грунта, работы по сооружению ростверков надлежит выполнять в последовательности, схематически показанной на рис. 45 и 46.

6.13. Для организаций, ранее не занимавшихся строительством фундаментов и опор из оболочек, следует предусматривать в проекте производства работ опытное погружение одной-двух оболочек такого же диаметра, какой принят в конструкции сооружения; устройство уширения, а также бурение скважины в скальной породе основания оболочек там, где такие работы имеются; заполнение оболочки бетоном, укладываемым подводным способом.

Опытные работы следует проводить с оболочками, входящими в конструкцию фундамента или опоры сооружения. В процессе проведения опытных работ надлежит проверить применяемые механизмы, выявить их неисправность и, в случае необходимости, заблаговременно отремонтировать.

Одновременно с этим рабочий и технический персонал, осуществляющий строительство фундаментов и опор из оболочек, должен быть обучен новой технологии, работе с используемыми механизмами и оборудованием, а также ознакомлен с правилами техники безопасности работ.

6.14. Постоянный технический контроль и надзор в процессе строительства за выполнением работ в соответствии с требованиями проекта и настоящих указаний, а также за своевременным и правильным ведением исполнительной технической документации осуществляется техническим персоналом строительства, представителями заказчика, а в случаях, предусмотренных положением об авторском надзоре, представителями проектной организации.

Несоответствие производства работ утвержденному проекту и невыполнение требований настоящих указаний являются основанием для приостановки работ.

Рис 45 Схема последовательности работ по сооружению фундамента из оболочек (низкого ростверка):
а-закрепление плавучей системы с направляющим каркасом в проектном в плане положении; б-опускание каркаса в воду; в-закрепление каркаса в проектном положении по высоте на маячных оболочках; г-погружение остальных оболочек до проектной отметки и установка шпунтового ограждения; д-удаление грунта из котлована, бетонирование водозащитной подушки; е-откачка воды из котлована, бетонирование плиты и тела опоры; ж-разборка шпунтового ограждения

Рис. 46. Схема последовательности работ по сооружению фундамента из оболочек (высокого ростверка):
а-закрепление плавучей системы с направляющий каркасом и щитовым ограждением в проектном положении (в плане); б-опускание каркаса в воду; в-погружение маячных оболочек и закрепление на них каркаса в проектном положении по высоте; г-погружение остальных оболочек; д-бетонирование водозащитной подушки; е-откачка воды из котлована, бетонирование плиты и тела опоры; ж-разборка щитового ограждения

6.15. Законченные части фундаментов, а также скрытые работы должны быть освидетельствованы и приняты при участии представителя заказчика или технического надзора (инспекции) с составлением акта установленной формы (приложения 4 и 5).

Глава VII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБОЛОЧЕК

1. Общие указания

7.1. Указания настоящей главы распространяются на работы по изготовлению обычных и предварительно напряженных оболочек в стальных виброформах и методом центрифугирования. В зависимости от общей и суточной потребности в оболочках и от местных условий в стальных виброформах следует изготовлять оболочки диаметром 1,6-3 м при длине секции до 10 м, а методом центрифугирования - секции оболочек диаметром 0,4-2 м и длиной до 12 м.

7.2. Комплекс работ по изготовлению оболочек с ненапрягаемой арматурой включает изготовление стыковых соединений, наконечников, арматурных каркасов, бетонирование и пропаривание.

При изготовлении предварительно напряженных оболочек добавляются операции по натяжению арматуры и передачи натяжения на бетон.

7.3. Работы по изготовлению оболочек должны выполняться в соответствии с проектом производства работ, который должен включать:

описание принятой технологии с технологическими картами изготовления закладных деталей, каркасов, натяжения арматуры и бетонирования;

чертеж полигона или цеха с показанием на нем всего оборудования;

расчет мощности подъемно-транспортных средств и производительности бетонного завода, потребности в механизмах и оборудовании;

расчет потребного количества материалов, площади складов и транспортных средств;

чертежи нестандартных механизмов и приспособлений с расчетами их производительности и других эксплуатационных показателей;

расчет потребного количества обслуживающего и технического персонала.

2. Требования к арматуре

7.4. Арматурную сталь разрешается применять только при наличии сертификата от завода-изготовителя. Сталь неизвестных марок без лабораторных испытании применять запрещается.

7.5. Предназначенную для предварительно напряженных оболочек арматуру необходимо испытывать для выявления предела текучести, который должен быть не ниже браковочного минимума. При наличии сомнений в качестве стали необходимые механические характеристики ее следует уточнять испытаниями, проводимыми в соответствии с действующими указаниями.

Вопрос о применении арматуры с пониженными прочностными характеристиками необходимо решать совместно с проектной организацией.

7.6. При отсутствии необходимой арматурной стали предусмотренную проектом арматуру разрешается по согласованию с проектной организацией заменять арматурой других видов, марок и диаметров, соблюдая следующие условия:

а) выбор вида и марки стали при замене должен производиться с учетом требований главы II настоящих указаний;

б) при изменении диаметра арматуры суммарная площадь сечения заменяющей арматуры должна быть не менее проектной и не превышать ее более чем на 5%;

в) при увеличении диаметра рабочей арматуры должна быть сохранена толщина защитного слоя;

г) не допускается ставить рабочую арматуру из гладких стержней совместно с арматурой периодического профиля.

7.7. Арматура обычных и предварительно напряженных оболочек должна изготовляться в соответствии с требованиями глав СНиПа III-В.1-62, III-Д.2-62 и настоящих указаний.

7.8. Стержни продольной арматуры при необходимости следует стыковать по длине контактной сваркой, при этом каждый стержень не должен иметь более трех стыков. Сварку стержней, а также приварку утолщенных наконечников (компенсирующих уменьшение рабочего сечения стержней при устройстве нарезки для постановки анкерных гаек) следует производить до упрочнения арматуры вытяжкой.

Утолщенные наконечники предварительно натянутой арматуры допускается приваривать к стыковым обечайкам при соблюдении следующих требований:

напряжение в утолщенных наконечниках от усилия натянутой арматуры не должно превышать 55% от предела текучести стали наконечников;

диаметр наконечника не должен превосходить диаметр арматурного стержня более чем на 40%;

наконечники со стороны натяжного устройства привариваются к стыковой обечайке после натяжения арматуры, а с противоположной стороны - до натяжения арматуры;

сварку надлежит вести при пониженной на 10-15% силе тока против нормального режима;

во избежание перегрева швы следует накладывать с перерывами.

Приварку наконечников арматуры в напряженном состоянии к стыковым обечайкам необходимо выполнять по специальной инструкции, составленной в развитие настоящих указаний.

Рис. 47. Приводной станок для сборки арматурных каркасов:
1
-барабан; 2-арматурный каркас; 3-устройство для подачи спиральной арматуры; 4-электромотор; 5-стол для подачи стержней продольной арматуры

7.9. Стыки стержней продольной арматуры, а также присоединение их к закладным стыковым элементам должны иметь прочность не менее прочности самих стержней.

7.10. Спиральную арматуру разрешается стыковать внахлестку односторонним сварным швом или оплеткой места соединения вязальной проволокой.

7.11. Продольную и спиральную арматуру оболочек следует связывать в каркасы. Взаимное соединение продольных стержней со спиралью надлежит делать вязальной проволокой через два на третье соединение. Для ненапрягаемой продольной арматуры допускается производить взаимные соединения контактной сваркой. Запрещается применять для этой цели дуговую сварку.

Арматурные каркасы рекомендуется собирать на специальных станках (рис. 47).

7.12. Изготовленные каркасы должны быть осмотрены и приняты представителями технического контроля. При осмотре каркасов проверяется правильность расположения продольных стержней и спиральной арматуры, закладных частей, бетонных подкладок или других устройств, обеспечивающих толщину защитного слоя.

3. Требования к стыковым соединениям и наконечникам

7.13. Фланцы и наконечники должны изготовляться, как правило, заводским способом в соответствии с технологическими картами, разработанными с учетом местных условий для каждой закладной части. В технологической карте должны быть отражены: способ заготовки деталей, последовательность монтажа и сварки их, перечень мероприятий, предотвращающих коробление сварных конструкций, трудовые затраты Сварные фланцы и ножи для предотвращения коробления должны изготовляться с использованием специальных жестких плит-кондукторов.

7.14. Отверстия во фланцах для постановки соединитель пых болтов следует сверлить по шаблону. Для облегчения постановки болтов допускается сверлить отверстия диаметром на 2 мм больше диаметра болтов.

7.15. Торцовые поверхности фланцев и обечаек должны быть расположены перпендикулярно продольной оси секций оболочек. Допускаемый перекос торца - не более 0,0025 диаметра оболочки.

7.16. При изготовлении фланцев отклонения в размерах не должны превосходить:

по диаметру  наружной  окружности   фланца:

 

для оболочек диаметром 0,4 и 0,6 м

+2 мм

-0

для оболочек диаметром от 0,8 до 2 м

+5 мм

-0

для оболочек диаметром более 2 м

+10 мм

-0

по диаметру стыковой обечайки

± 5  мм

волнообразность фланцевого кольца

1,5 мм

несовпадение центра  отверстий  для  соединительных болтов

1 мм.

4. Натяжение продольной арматуры

7.17. При изготовлении предварительно напряженных оболочек методом центрифугирования усилия от натяжения арматуры необходимо передавать на форму. При изготовлении оболочек в стальных виброформах усилия от арматуры следует передавать на форму или же на анкерные закрепления, не связанные с формой.

7.18. Способ натяжения арматуры и потребное оборудование выбираются и соответствии с проектом и принятой технологией изготовления оболочек.

Натяжные и захватные устройства должны обеспечивать:

надежный захват арматуры и поддержание ее в натянутом состоянии до передачи усилия на бетон;

натяжение арматуры до заданного усилия с необходимой точностью;

плавную (по возможности) передачу усилий натяжения на бетон в порядке, предусмотренном проектом;

простоту процессов захвата, натяжения и освобождения арматуры;

минимальные отходы арматуры;

возможность многократного их использования.

7.19. При поочередном натяжении арматуры на формы или распорные конструкции должна быть обеспечена величина контролируемого натяжения в стержнях, напрягаемых первыми, путем перетяжки части стержней против контролируемой величины или путем натяжения части стержней в два этапа (с последующей подтяжкой).

7.20. Работы по натяжению арматуры следует выполнять в соответствии с указаниями проекта. В проекте производства работ по изготовлению предварительно напряженных оболочек должны быть указаны:

а) порядок натяжения (групповое или поочередное) и последовательность натяжения отдельных стержней;

б) параметры натяжения арматуры: наибольшие усилия в стержне, время выдержки стержня под наибольшим усилием, величина контролируемого усилия, проектная величина удлинения стержней.

Отклонения в величине контролируемого предварительного напряжения арматуры от проектного допускаются не более -5%, +10%.

7.21. Натяжение арматуры должно осуществляться при участии представителя технического контроля и фиксироваться в специальном журнале с указанием всех замеченных отклонений от проекта.

7.22. По достижении бетоном оболочек заданной в проекте прочности, устанавливаемой испытаниями контрольных кубиков, разрешается передавать натяжение арматуры на бетон. При отсутствии указаний в проекте допускается передавать натяжение на бетон при достижении последним прочности не менее 80% от проектной.

7.23. В зависимости от конструкции упоров, диаметра оболочек и принятой технологии работ надлежит применять следующие способы отпуска натяжения стержней:

а) одновременный отпуск натяжения всех стержней, выполняемый после предварительной вытяжки концов стержней для освобождения упорных устройств;

б) поочередный отпуск натяжения отдельных стержней с помощью специальных разгружающих устройств;

в) поочередный отпуск натяжения отдельных стержней гидродомкратами;

г) поочередный отпуск натяжения путем перерезывания стержней автогеном.

Поочередный отпуск натяжения стержней следует производить симметрично относительно продольной оси оболочки.

Очередность отпуска арматуры должна указываться в проекте производства работ.

5. Требования к бетонной смеси

7.24. Состав бетонной смеси должен обеспечивать получение заданных ей свойств, а также предусмотренных проектом физико-механических свойств бетона в заданные сроки.

7.25. Состав бетонной смеси следует подбирать в соответствии с требованиями глав СНиПа III-В.1-62, III-Д.2-62 и раздела I настоящих указаний.

7.26. Особое внимание необходимо обращать на тщательность подбора состава смеси, уплотняемой на центрифугах, поскольку из-за неправильно назначенного состава возможны расслоение смеси и большие потери цемента в образующемся шламе или же обвал бетона по окончании центрифугирования. При оптимальном составе смеси на внутренней поверхности центрифугированной оболочки должны быть видны вкрапления щебня и сливаемый после центрифугирования из формы шлам должен иметь консистенцию молока с удельным весом не более 1,1. Если шлам более тяжелый и имеет сметанообразную консистенцию, то состав смеси подобран неудачно или в примененном цементе содержится много минеральных добавок.

7.27. Расход цемента должен составлять не менее 300 и не более 450 кг на 1 м3 бетона. В каждом конкретном случае расход цемента необходимо устанавливать по результатам пробных замесов и испытания контрольных образцов.

7.28. Для улучшения основных свойств бетона, уменьшения расхода цемента и количества воды в состав смеси рекомендуется вводить поверхностно-активные добавки.

Добавки следует вводить в бетонную смесь при затворении (в виде раствора) через дополнительный мерный бачок одновременно с подачей воды из главного водяного бачка бетономешалки.

Приготовление и дозирование добавок должно выполняться под наблюдением бетонной лаборатории.

Запрещается вводить в бетонную смесь химические ускорители твердения бетона (хлористый кальций, поваренную соль и др.).

7.29. Для укладки в стальные виброформы рекомендуется готовить смеси с осадкой конуса 2-6 см. При изготовлении оболочек методом центрифугирования следует применять смеси с осадкой конуса 0-4 см.

6. Укладка бетонной смеси в стальные виброформы

7.30. Для формования секций оболочек рекомендуется при менять неподвижную внутреннюю и наружную опалубки (формы) сборно-разборной конструкции (рис. 48). Формы следует делать из двух половин, стыкуемых на болтах по диаметральной плоскости.

Для облегчения извлечения в конструкции внутренней формы необходимо предусматривать устройства, позволяющие уменьшить ее периметр на 3-5 см.

Внутреннюю и наружную формы следует устанавливать и закреплять на специальном поддоне.

Для обеспечения проектной толщины стенки оболочки внизу и вверху между формами должны быть предусмотрены фиксаторы.

7.31. Для облегчения подачи бетонной смеси в пространство между наружной и внутренней формами рекомендуется применять конус-бункер с вибратором, устанавливаемым в его верхней части (рис. 49).

7.32. Для уплотнения укладываемой бетонной смеси надлежит использовать навесные вибраторы мощностью 0,75-1 квт, прикрепляемые болтами к наружной опалубке (рис. 50).

Вибраторы следует располагать рядами в трех-четырех уровнях по высоте формы на расстоянии (между рядами) до 2 м.

В каждом ряду рекомендуется размещать не менее двух вибраторов на расстоянии 2-3 м друг от друга в шахматном порядке по отношению к вибраторам смежных рядов.

7.33. Рабочие поверхности форм необходимо покрывать смазками, препятствующими прилипанию к ним твердеющего бетона.

При изготовлении оболочек, предназначенных к использованию в надводной части опор и на суходолах, запрещается применять смазки, загрязняющие поверхности оболочек. Рекомендуется использовать смазки, допускающие нанесение их пистолетом-распылителем.

7.34. При бетонировании секций оболочек в виброформе бетонную смесь из кубла следует выгружать на приемный конус-бункер. По мере поступления бетона в форму надо вначале включать вибраторы, установленные на нижнем уровне, затем на последующих уровнях. Вибраторы, установленные в пределах уже провибрированной части секции оболочки, должны быть выключены.

Продолжительность вибрирования для каждого уровня устанавливается в зависимости от мощности вибраторов, конструкции форм и консистенции бетонной смеси. Рекомендуется устанавливать минимально необходимое время вибрирования, чтобы не вызывать расслоения бетонной смеси.

 

Рис. 48. Стальная виброформа для изготовления оболочек в вертикальном положении:
1-приемная воронка (конус) для бетонной смеси; 2-наружная форма; 3-внутренняя форма; 4-фундамент для закрепления форм; 5-стык наружной формы; 6-стыковое устройство внутреннем формы; 7-ребра наружной формы; 8-ребра внутренней формы; 9-разрез горизонтальной полки ребер; 10-обшивка форм из листовой стали

Рис. 49. Приемная воронка для бетонной смеси:
1-оболочка; 2-фланец; 3-конус; 4-цилиндрическая обечайка; 5-отверстия для прохода смеси; 6-вибратор; 7-строповочная серьга для подъема воронки

Рис 50. Схема размещения и крепления вибраторов к наружной форме:
а-размещение; б-крепление;
1-форма; 2- ребра; 3-уголки; 4-вибраторы

7. Формование оболочек методом центрифугирования

7.35. Для бетонирования оболочек применяют центрифуги (рис. 51), основные характеристики которых приведены в приложении 6.

7.36. Все формы должны быть пронумерованы. На каждую форму следует завести паспорт, в который должны заноситься результаты периодических проверок их состояния.

Рис. 51. Центрифуга для изготовления оболочек диаметром 1-2 м:
1-приводные ролики; 2-вал приводных роликов; 3-поддерживающие ролики; 4-подшипники (цапфы); 5-электромоторы; 6-приводные ремни; 7-устройство для раздвижки роликов; 8-стальная станина; 9-бетонный фундамент; 10-форма

Примечание. В плане бетонный фундамент не показан

Особое внимание должно быть обращено на состояние откидных болтов и уплотнительной резиновой прокладки по стыку полуформ.

При повреждении прокладки форма должна быть изъята из эксплуатации и отремонтирована.

Нарушение герметичности стыка полуформ вызывает потери цементного раствора при центрифугировании и образование в стенке оболочки сквозных щелей и пустот, которые являются одной из причин разрушения оболочек при вибропогружении их в грунт.

7.37. Работа центрифуги считается нормальной, если форма вращается плавно (без ударов). В случае биений (ударов) формы, свидетельствующих о нарушении ее балансировки, форма должна быть отремонтирована.

7.38. Количество бетонной смеси, укладываемой в форму, определяют по проектному объему бетона оболочки, увеличенному на количество шлама, отходящего при центрифугировании. В среднем это увеличение составляет 2-4% от проектного объема и должно уточняться при изготовлении первых опытных секций на каждом сорте цемента или при изменении состава бетона путем замера количества шлама, образующегося при центрифугировании.

7.39. Перед укладкой бетонной смеси форма с каркасом должна быть освидетельствована представителем технического надзора, после чего дается разрешение на центрифугирование. При бетонировании оболочек диаметром 0,4 и 0,6 м смесь укладывают в нижнюю полуформу и после присоединения верхней полуформы форму устанавливают на центрифугу. При изготовлении оболочек диаметром 1; 1,6 и 2 м бетонную смесь загружают в процессе вращения формы.

7.40. Процесс формования оболочек методом центрифугирования состоит из двух этапов:

загрузки и равномерного распределения смеси при вращении формы на первой скорости;

уплотнения бетонной смеси при наибольшем числе оборотов формы.

В связи с малой производительностью ложечных питателей, при изготовлении оболочек диаметром 1; 1,6 и 2 м загрузка форм может продолжаться 30 мин. Необходимо следить за тем, чтобы время от затворения первого замеса до окончания центрифугирования секции оболочки не превышало времени начала схватывания цемента.

Бетонную смесь рекомендуется формовать при уплотняющей силе не менее 0,8 кг/см2.

7.41. Рекомендуется следующий режим центрифугирования:

а) при изготовлении оболочек диаметром 0,4 и 0,6 м

1-я скорость..................2-2,5 мин

2-я      >>      .................1-2      >>

3-я      >>      .................0,5-1   >>

4-я      >>      .................14-17  >>

б) для оболочек диаметром 1; 1,6 и 2 м

1-я скорость................срок, необходимый для загрузки формы

2-я     >>       .............. 1-2  мин

3-я     >>       .............. 1-2    >>

4-я     >>       ...............20-30  >>

Режим центрифугирования необходимо корректировать в зависимости от жесткости применяемых бетонных смесей.

7.42. По окончании центрифугирования необходимо сливать образующийся шлам. Запрещается оставлять его в полости оболочки.

8. Тепловлажностная обработка оболочек

7.43. Для ускорения твердения бетона и связанного с этим сокращения цикла изготовления оболочек, а также при производстве работ в зимнее время следует применять пропаривание бетона.

7.44. Оболочки рекомендуется пропаривать:

в стационарных тоннельных или ямного типа камерах;

в сборных тонкостенных камерах;

в вертикальных тепляках.

Пропарочные камеры рекомендуется оснащать автоматическими самопишущими приборами для контроля и регулирования температуры и влажности.

Допускается пропаривать оболочки непосредственно в формах паром, подаваемым во внутреннюю полость.

7.45. Для увеличения оборачиваемости опалубочных форм рекомендуется вести пропаривание оболочек в два этапа:

в форме до получения бетоном прочности не менее 50 кг/см2;

распалубленной оболочки до получения бетоном прочности, предусмотренной проектом.

7.46. До начала пропаривания каждую секцию оболочки необходимо выдержать при положительной температуре окружающего воздуха.

В зависимости от средней температуры воздуха продолжительность выдерживания должна составлять:

Средняя температура воздуха, °С

10-15

15-25

25-40

Продолжительность выдерживания, ч

8-6

6-3

3-1

7.47. Для пропаривания оболочек рекомендуется следующий режим: подъем температуры - со скоростью не более 15° в час, прогрев насыщенным паром при температуре 70-80° - в течение 10-16 ч, остывание оболочек в камере до температуры окружающего воздуха - с интенсивностью 10-15° в час.

Этот режим окончательно должен уточняться опытным путем с учетом свойств применяемых цементов и местных условий изготовления и пропаривания оболочек.

7.48. При пропаривании оболочки непосредственно в форме паром, подаваемым во внутреннюю полость, необходимо, чтобы разница в нагреве наружной и внутренней поверхностей бетона оболочек (Dt) не превышала 15°. В противном случае в оболочках будут появляться трещины.

Величину Dt следует определять по формулам:

при пропаривании в закрытом помещении

при пропаривании на открытом воздухе

где Dt - разность температур внешней и внутренней поверхностей оболочки в град;

tп - максимальная установившаяся температура пара в оболочке в град;

tв - минимальная температура воздуха, окружающего оболочку, в град;

d - толщина стенки оболочки в м.

7.49. Для уменьшения разности температур наружной и внутренней поверхностей в случае, если она может превышать 15°, следует наружную форму теплоизолировать или же поместить в объемлющий тепляк.

При теплоизоляции наружных форм величину Dt можно определять по формулам:

при пропаривании в закрытом помещении

при пропаривании на открытом воздухе

где hи - толщина слоя теплоизоляции в м;

lи - коэффициент теплопроводности теплоизоляции в ккал/м·ч·град (табл. 22).

Таблица 22

Значения коэффициентов теплопроводности lи некоторых теплоизоляционных материалов

Наименование материалов

Коэффициент теплопроводности, ккал/м·ч·град

Вата асбестовая

0,08

Вата шлаковая свободно набитая

0,03-0,04

Вата шлаковая уплотненная

0,05-0,06

Войлок строительный

0,04

Камышит сухой

0,05

Минеральный войлок

0,05-0,06

Опилки в засыпке

0,08

Деревянная опалубка

0,20

7.50. При одностороннем пропаривании горизонтально расположенных оболочек (изнутри) не следует допускать скопления в них конденсирующейся воды. Для удаления конденсата оболочки следует укладывать с наклоном в 1/100.

7.51. При подаче пара в вертикально расположенные оболочки рекомендуется полость внутренней формы делить на три-четыре отсека по высоте с подводом пара в каждый отсек по отдельному каналу.

7.52. Запрещается снимать форму с неостывших оболочек, если температура бетона более чем на 10-15° превышает температуру окружающего воздуха.

7.53. До приобретения бетоном прочности не менее 100% от проектной распалубленные оболочки должны находиться в состоянии постоянного увлажнения, которое обеспечивается периодической поливкой секций или помещением их в водную среду.

7.54. После набора бетоном 100% проектной прочности, что устанавливается по результатам испытания контрольных образцов, оболочки можно хранить в естественных условиях.

9. Контроль качества, приемка и складирование оболочек

7.55. В процессе изготовления оболочек необходимо контролировать:

качество материалов (цемента, песка, крупного заполнителя);

качество приготовления бетонной, смеси;

размеры форм;

размеры арматурных каркасов;

положение каркаса в форме;

правильность натяжения арматуры;

правильность укладки бетонной смеси;

режим термовлажностной обработки;

правильность освобождения анкеров от натянутой арматуры;

качество бетона;

размеры оболочек.

7.56. Качество бетона следует контролировать в соответствии с указаниями глав СНиПа I-B.3-62 и III-В.1-62 и ГОСТа 4800-59.

7.57. Если в течение смены дозировку бетонной смеси не изменяют, то для определения прочности бетона изготовляют одну партию контрольных образцов в количестве не менее 9 шт. для ненапряженных и 12 шт. для напряженных оболочек.

Образцы испытывают: после окончания пропаривания (3 шт.), перед спуском натяжения арматуры (3 шт.), перед отгрузкой оболочек заказчику (3 шт.), через 28 суток после изготовления оболочки (3 шт.) для определения марки бетона.

7.58. Образцы отбирают одновременно с бетонированием секций и выдерживают вместе с соответствующими секциями при одном и том же тепловлажностном режиме.

Образцы, предназначенные для определения марки бетона, хранят в лабораторных условиях в соответствии с требованиями ГОСТа 4800-59.

7.59. При изготовлении оболочек методом центрифугирования прочность центрифугированного бетона можно получить путем умножения кубиковой прочности вибрированного бетона на коэффициент, учитывающий повышение прочности центрифугированного бетона в сравнении с вибрированным.

Указанный коэффициент в каждом отдельном случае должен быть установлен опытным путем.

Ориентировочно этот коэффициент при марке бетона 400 может быть принят 1,2.

7.60. На каждой готовой секции, до предъявления ее к приемке, должен быть поставлен порядковый номер, взятый из журнала изготовления.

Номер следует ставить на наружной поверхности бетона на расстоянии 0,5 м от концов секции.

7.61. Изготовленные оболочки должны приниматься на основании рабочих чертежей, актов приемки материалов, актов освидетельствования арматуры, актов испытания контрольных образцов и журнала изготовления оболочек. Помимо проверки указанных документов, в процессе приемки должны производиться наружный осмотр и натурные промеры размеров секций оболочек, при этом проверяется соответствие обследуемых оболочек проекту и выявляются отступления от него.

Выявленные дефекты могут быть устранены по решению ответственного за приемку оболочек или представителя авторского надзора.

7.62. Отклонения в размерах секций или состыкованных оболочек не должны превышать:

В длине секций

±30 мм

В наружном диаметре оболочек:

 

при диаметре до 2 м

+5 мм

-0

при диаметре более 2 м

±5

В толщине защитного слоя

+5 мм

-0

В толщине стенок:

 

оболочек диаметром 0,4 и 0,6 м

+5 мм

-0

оболочек диаметром от 0,8 до 2 м

+7 мм

-3

оболочек диаметром более 2 м

+10 мм

-5

7.63. Допускается наличие раковин глубиной до 5 мм и суммарной площадью до 1% от внутренней или наружной поверхности оболочек. Особое внимание следует обращать на плотное соприкасание фланцев с бетоном секций.

Оболочки со сквозными раковинами по месту продольного стыка форм должны быть забракованы.

7.64. Приемка каждой секции заканчивается постановкой на ней клейма установленной формы.

Изготовление и приемку секций следует оформлять в цеховом журнале изготовления оболочек. В журнале отмечаются все скрытые работы, а также выявленные дефекты.

7.65. Погрузку, разгрузку и транспортировку секций в пределах заводской территории или полигона разрешается производить при помощи крана с траверсой, оснащенной захватами, мри достижении бетоном прочности, предусмотренной для этих случаев проектом, но не менее 50% проектной.

7.66. Секции оболочек диаметром 0,4 и 0,6 м можно укладывать в штабеля до четырех рядов по высоте. Между рядами должны быть уложены по две деревянные инвентарные прокладки на расстоянии, равном 0,2 длины секций от ее концов. Прокладки следует располагать в одной вертикальной плоскости. На концах прокладок должны быть укреплены отдельные бруски, препятствующие скатыванию секций.

Секции оболочек диаметром 1 и 1,6 м укладывают на деревянных прокладках в два ряда по высоте, а диаметром 2 м - в один ряд. Секции оболочек диаметром 3 м, как правило, следует располагать в вертикальном положении. Возможность укладки таких секций в горизонтальном положении должна быть проверена расчетом.

7.67. Ширина проездов между штабелями и взаимное расположение последних должны обеспечить удобство осмотра маркировочных знаков и погрузки оболочек на транспортные средства.

7.68. Готовые секции разрешается отгружать заказчику после достижения бетоном прочности, предусмотренной проектом.

Глава VIII
ПОГРУЖЕНИЕ ОБОЛОЧЕК В ГРУНТ

1. Общие указания

8.1. Указания настоящей главы распространяются на работы по погружению в различные грунты железобетонных оболочек диаметром 0,4 м и более.

8.2. Оболочки диаметром до 1 м с закрытым и открытым нижним концом следует погружать в несвязные и слабые связные грунты вибропогружателями или молотами.

Оболочки диаметром 0,4-0,8 м с закрытым нижним концом рекомендуется забивать в плотные глинистые грунты, как правило, молотами при условии, что бетон оболочек будет иметь марку не ниже 400. Погружение оболочек диаметром свыше 1 м с открытым нижним концом необходимо осуществлять вибропогружателями.

Рис. 52. Подмывная трубка:
1-секция трубки; 2-колено; 3-наконечник; 4-соединительная муфта; 5-фланец; 6-резиновый шланг

8.3. Погружение оболочек следует выполнять в соответствии с проектом производства работ, в котором должны быть подробно разработаны:

способ транспортировки оболочек со склада к месту погружения;

конструкция направляющих устройств;

транспортировка, установка и закрепление в проектном положении направляющих устройств;

технология погружения оболочек;

конструкция подмывных устройств (в случае применения подмыва);

график работ, определяющий последовательность погружения оболочек;

указания о режиме подмыва и погружения оболочек;

расчеты потребного количества оборудования, механизмов и плавучих средств, их мощность и производительность.

8.4. В местах возможной встречи оболочек с одиночными валунами или другими случайными препятствиями необходимо тщательно обследовать дно акватории для заблаговременного принятия мер по удалению или преодолению препятствий. Для этого рекомендуется подмывной трубкой (рис. 52), имеющей давление воды на выходе из наконечника 10-15 атм, проверить толщу грунта, по возможности, на глубину погружения оболочек.

8.5. Во избежание примерзания в зимнее время наружной поверхности погружаемых оболочек к грунту необходимо разработку и удаление грунта из полости оболочек вести, как правило, подводным способом, поддерживая уровень воды в оболочках на отметке поверхности грунта (на берегу) или же воды в водоеме.

2. Подготовительные работы

8.6. Погружению оболочек в грунт должны предшествовать:

проверка соответствия поступивших на стройплощадку секций приложенной технической документации и требованиям настоящих «Технических указаний»;

проверка правильности маркировки секций и составление монтажных схем оболочек требуемой длины;

стыкование отдельных секций (укрупнительная сборка оболочек);

гидроизоляция стыков оболочек;

разметка оболочек по длине, маркировка их и складирование.

8.7. Укрупнительную сборку следует производить в строгом соответствии с проектом производства работ, учитывающим грузоподъемность и подстреловой габарит кранов, предназначенных для установки оболочек на месте их погружения, конструкцию направляющих устройств, глубину погружения оболочек в грунт и глубину воды.

Рис. 53. Стенд для стыкования секций оболочки:
1-опорные ролики; 2-рама; 3-фундамент; 4-ручная лебедка; 5-трос; 6-стыкуемые секции оболочки; 7-стыки секций

8.8. Стыковать оболочки диаметром до 2 м включительно рекомендуется в горизонтальном положении на стенде (рис. 53), обеспечивающем поворот оболочки вокруг продольной оси. Оболочки диаметром 3 м целесообразно стыковать в вертикальном положении.

8.9. Стрелка перелома продольной оси оболочки в месте стыка двух соседних секций не должна превышать 0,0015 суммарной длины стыкуемых секций.

8.10. При стыковании оболочек, в полости которых предусмотрено поддержание более высокого уровня воды, чем горизонт ее в реке, необходимо обеспечить водонепроницаемость соединений.

8.11. Гайки фланцево-болтовых соединений (см. рис. 6) секций оболочек после затяжки должны быть приварены к болтам во избежание их ослабления в процессе вибропогружения оболочек.

При наличии неплотностей фланцы по периметру следует обварить. Применение каких-либо податливых прокладок между фланцами запрещается. В виде исключения для оболочек, заполняемых сплошь бетоном, допускается применение стальных прокладок, привариваемых к фланцам.

8.12. Стыкование секций оболочек диаметром 1,6 м и более сваркой выпусков арматуры с последующим омоноличиванием рекомендуется осуществлять по следующей технологии:

после выверки положения стыкуемых секций сварить 4 пары выпусков, расположенных во взаимно-перпендикулярных диаметральных плоскостях;

скрепленные секции расклинить несколькими парами симметрично расположенных стальных клиньев (рис. 54); для оболочек диаметром 1,6 м рекомендуется 4 пары, для оболочек большего диаметра - 6-8 пар клиньев;

продолжить сварочные работы, при этом, по возможности, двум сварщикам одновременно сваривать две пары диаметрально расположенных стержней (последовательность сварки определяется условием равномерного распределения стержней по периметру оболочки на каждом этапе стыкования секций; при работе одного сварщика стыкование каждой пары диаметрально расположенных стержней выполнять последовательно);

после окончания стыкования всех стержней удалить клинья.

При выполнении стыкования оболочек по этой технологии возникают минимальные реактивные напряжения от сварки и обеспечивается необходимая прочность стыков на воздействие динамической нагрузки от вибропогружателя.

8.13. Для омоноличивания, а также изоляции сварных стыков рекомендуется применять быстротвердеющий цемент. С целью ускорения твердения бетона омоноличивания стыков целесообразно использовать паропрогрев или электронагрев. Для электронагрева могут быть применены сварочные агрегаты.

Рис. 54. Схема установки клиньев при сварке выпусков арматуры стыкуемых секций:
1-секция оболочки; 2-клинья; 3-стык стержней

8.14. После приобретения бетоном омоноличивания 70% прочности от марочной, что устанавливается по результатам испытания контрольных образцов, оболочки могут быть отправлены на склад. К моменту погружения бетон омоноличивания должен иметь прочность не менее 100% марки бетона оболочки. Покрытые торкрет-бетоном стыки до приобретения проектной прочности должны храниться в состоянии постоянного увлажнения.

8.15. Стыки готовой оболочки до погружения должны быть освидетельствованы и приняты по акту представителем технического контроля.

8.16. На каждой укрупненной (состыкованной) оболочке должны быть поставлены порядковый номер и дата стыкования. Например . Это обозначает: оболочка № 5, состыкована 15 августа 1963 г.

Маркировка наносится несмываемой краской на расстоянии 1-0,5 м от фланца. Кроме того, на поверхности оболочки такой же краской обязательно наносится разметка: на глубину воды - через 1 м, а далее - через 10 см; целые метры обозначают цифрами.

3. Транспортирование оболочек

8.17. В пределах стройплощадки оболочки рекомендуется перевозить на тележках, оснащенных деревянными подкладками с выкружками, равными радиусу оболочки. На значительные расстояния оболочки диаметром до 1,6 м (включительно) следует перевозить по железной дороге, а также на оборудованных автотрейлерах и тракторных прицепах.

В пределах акватории