РД 31.31.27-81 Руководство по проектированию морских причальных сооружений (Разделы 1-21)
РД 31.31.27-81 Руководство по проектированию морских причальных сооружений (Приложения 1-13)
РД 31.31.27-81 Руководство по проектированию морских причальных сооружений (Приложения 14-16)
РД 31.31.27-81
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
Руководство по проектированию морских причальных сооружений
Дата введения 1982-07-01
РАЗРАБОТАНО Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект)
Заместитель главного инженера Т.И.Чодришвили
Руководители разработки, ответственные исполнители В.В.Акимов, И.М.Зимович
УТВЕРЖДЕНО Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект)
Главный инженер Ю.А.Ильницкий
ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением главного инженера Союзморниипроекта от 22 января 1981 г. N 59
ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ
Руководство составлено в развитие главы СНиП II-51-74 по разделам, относящимся к морским причальным сооружениям, и Инструкции по проектированию морских причальных сооружений .
Приведенные в Руководстве тексты главы СНиП II-51-74 и Инструкции отмечены на полях сбоку вертикальной чертой. К отдельным пунктам главы СНиП и Инструкции даны соответствующие пояснения по их применению.
Руководство содержит комплексные примеры расчета, охватывающие наиболее типичные случаи в практике проектирования конструкций причальных сооружений и иллюстрирующие порядок применения указаний, приведенных в СНиП и Инструкции.
Нумерация пунктов, формул, таблиц и рисунков в Руководстве, где необходимо, двойная: первый номер - порядковый, второй, в скобках, соответствует номеру, данному в главе СНиП II-51-74 или в Инструкции .
Цифровые обозначения в круглых скобках с индексом "с" [например, 2.1(2.1с)] приняты по СНиП II-51-74, без буквенных индексов в круглых скобках относятся к [например, 14.11(9.9)].
1.2. Порядок выдачи заданий на проектирование, стадийность, объем, содержание и оформление проектной документации должны соответствовать указаниям СН 202-81 "Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектов и смет на строительство предприятий, зданий и сооружений", СН 219-70 "Инструкция по разработке проектов и смет для строительства за границей при техническом содействии СССР".
2.2. Причальные сооружения подразделяются в зависимости от:
а) расположения по отношению к берегу - на набережные, пирсы (узкие и широкие), рейдовые (островные и плавучие) и выдвинутые в акваторию и связанные съездами или подвесными дорогами с территорией;
б) возможности перемещения - на стационарные и передвижные;
в) конструктивных особенностей и принципа работы - на гравитационные, тонкие стенки типа "больверк", эстакады, мостового типа, смешанного типа, плавучие причалы;
г) применяемых строительных материалов - на бетонные, железобетонные, металлические, деревянные и смешанные;
д) восприятия бокового давления грунта - на распорные и безраспорные;
е) назначения (специализации) - на причалы:
грузовые (для генеральных тарно-штучных, лесных, навалочных и насыпных грузов, для контейнеров, лихтеров и наливных грузов);
пассажирские;
паромных переправ;
судоремонтные;
портофлота и др.
2.3(1.7). Классификация портовых сооружений по капитальности производится в соответствии с требованиями главы СНиП II-51-74 "Гидротехнические сооружения морские. Основные положения проектирования" и других нормативных документов, утвержденных и согласованных в установленном порядке. | |||
Таблица 1(1с) | |||
Наименование морских гидротехнических сооружений |
Показатель, определяющий |
Класс сооружения | |
Причальные |
Высота сооружения* |
||
|
более 25 м |
I | |
|
20-25 м |
II | |
|
менее 20 м |
III | |
|
2.4. При назначении класса капитальности, кроме требований п.2.3, должны учитываться дополнительные показатели:
мощность комплексного объекта (морской порт как единый транспортный узел), в составе которого осуществляется строительство данного причала;
перспективная пропускная способность причального фронта;
концентрация грузов и технологического оборудования по расчетному грузообороту, определяющая категорию нагрузок на причале;
фактор моральной амортизации причала;
безопасность людского персонала и др.
2.5. В зависимости от класса причального сооружения устанавливаются:
эксплуатационные требования, обеспечивающие нормальную (без ограничения) работу сооружения в течение всего срока его службы;
требования соответствия срока службы сооружения его моральному износу (необходимой долговечности конструкции), обеспечиваемые применением соответствующих строительных материалов и защитой их в конструкциях от внешних воздействий окружающей среды.
2.6. По совокупности приведенных в пп.2.3 и 2.4 признаков причальные сооружения каждого вида делятся на четыре класса, причем к I классу относятся сооружения, к которым предъявляются повышенные требования, а к IV классу относятся сооружения, к которым предъявляются минимальные требования.
2.7. Класс причальных сооружений или основной группы их в комплексных объектах строительства назначается с учетом требований пп.2.3, 2.4 и 2.6 организацией, выдающей задание на проектирование.
2.8. В составе комплексного объекта строительства могут устанавливаться разные классы для отдельных сооружений в зависимости от их значения в общем комплексе. При этом к повышенному классу следует относить сооружения, прекращение работы которых в случае ремонта или аварии существенно нарушает работу комплексного объекта или связанного с ним территориального промышленного предприятия.
2.9. Класс объекта (причального сооружения) должен указываться в проекте (на заглавном листе).
3.4. При определении набора вариантов конструкций, подлежащих рассмотрению в техническом проекте, следует исходить из условий, указанных в пп.1.3(1.3)-1.6(1.6) при выполнении требований пп.3.1(2.1)-3.3(2.3) настоящего Руководства.
Рекомендуется также учитывать следующие условия:
а) при проектировании конструкций из железобетона прежде всего следует рассмотреть в качестве варианта конструкцию из сборного железобетона, за исключением сооружений, для которых нецелесообразность этого решения доказана предшествующим проектированием;
б) вариант набережной стенки из обыкновенной массивовой кладки следует включать в проект при рассмотрении гравитационных конструкций, возводимых на плотных малосжимаемых основаниях и при наличии в районе строительства карьеров камня.
При этом надо учитывать, что суммарный вес сборных элементов, входящих в состав набережной стенки из массивовой кладки, обычно относительно высок, что соответственно увеличивает стоимость перевозки массивов от пункта изготовления к месту строительства и приводит к необходимости использования, как правило, построечных полигонов, а не заводов изготовления массивов;
в) вариант причального сооружения из пустотелых бетонных массивов необходимо включать в проект при рассмотрении гравитационных конструкций.
Следует учитывать весьма высокие технико-экономические показатели по стоимостным показателям и строительным материалам (цемент, камень, щебень, бетон и др.) по сравнению с курсовой кладкой из обыкновенных бетонных массивов, а также возможность возведения кладки из пустотелых бетонных массивов на грунтах средней плотности с выдерживанием необходимых коэффициентов безопасности сооружения;
г) вариант конструкции из массивов-гигантов следует включать в проект глубоководных причалов при наличии объема строительства, экономически оправдывающего устройство специальной базы. При этом необходимо рассматривать возможность транспортирования массивов-гигантов на плаву на значительные расстояния при условии экономической целесообразности сооружения этих конструкций на централизованной базе для нескольких отдельных объектов строительства. В проекте рекомендуется, кроме изготовления массива-гиганта целиком на берегу, рассматривать также (с учетом местных гидрологических и метеорологических условий) возможность сооружения на берегу лишь нижней части конструкции с последующей достройкой ее на плаву до проектной высоты;
д) вариант конструкции причального сооружения из железобетонных тонкостенных цилиндрических оболочек большого диаметра надлежит включать в проект при строительстве глубоководных сооружений с глубиной 11,5 м, когда технико-экономические показатели по другим сравниваемым вариантам гравитационных причальных сооружений (уголковых, массивовых и др.) существенно ниже показателей рассматриваемого варианта;
е) при проектировании больверков следует рассматривать вариант с лицевой стенкой из стального шпунта;
ж) вариант стальных опор, а также верхних строений рекомендуется рассматривать в проекте глубоководных эстакад и конструкций мостового типа, если он способствует созданию благоприятных условий производства работ, уменьшению сроков строительства и экономии средств.
Этот вариант следует включать в проект также в случаях, когда естественные условия особо агрессивны по отношению к бетону.
Использование металлических труб в качестве свайного фундамента эстакадных причальных сооружений становится экономически оправданным при значительных глубинах (13,0 м) и больших судовых нагрузках, когда железобетонные свайные фундаменты не обеспечивают трещиностойкость конструкций;
з) вариант конструкций причальных сооружений из дерева (в том числе ряжевые конструкции) рекомендуется включать в проекты для объектов, расположенных в районах, богатых лесом, а также в которых отсутствуют древоточцы. При рассмотрении вариантов причальных сооружений из дерева следует учитывать также сведения о сохранности древесины от гниения в местных климатических и гидрологических условиях.
Примечание. Для удовлетворения требований нормальной эксплуатации и развития объекта необходимо соблюдать указания по научной компоновке морских портов и судоремонтных заводов.
4.2(3.2с). Морские причальные сооружения должны обладать стойкостью против воздействия на них воды, знакопеременных температур, увлажнения и высыхания, волн, льда, биологической среды и агрессии складируемых грузов. |
Для защиты конструкций от агрессии складируемых грузов необходимо соблюдать требования специальных нормативных документов.
4.3(3.3с). Выполнение требований п.4.2(3.2c) настоящего раздела должно обеспечиваться применением: |
Отсчетный уровень для портовых акваторий (включая устьевые порты) в приливных и неприливных (ливных и безливных) морях (в соответствии с указаниями ) назначается на основе многолетнего графика, как указано выше, в зависимости от разности между уровнем 50%-ной обеспеченности и минимальным уровнем по табл.2.
Таблица 2 (табл.10 ВНТП 01-78)
Для морей без приливов |
Для морей с приливами |
Обеспеченность, % |
, см |
, см |
|
До 105 |
До 180 |
98,0 |
125 |
260 |
99,0 |
140 и более |
300 и более |
99,5 |
Примечания: 1. Графики обеспеченности ежедневных уровней воды строятся для портов без приливов (безливных) по срочным, для морей с приливами (ливных) по ежечасным наблюдениям на основании соответственно не менее чем 10- и 3-летних наблюдений за колебанием уровня воды. На морях с вековым ходом уровня (Каспийское море) взамен указанных строятся графики обеспеченности вычисленных величин отклонений ежедневных уровней воды от среднего за данный год уровня.
2. За минимальный уровень принимается минимальный годовой уровень повторяемостью 1 раз в 25 лет (4%-ной обеспеченности).
3. При недостаточной длине ряда наблюдений над уровнем используются приемы переноса соответствующих уровней из пункта-аналога.
4. При наличии подходного канала отсчетный уровень портовой акватории не должен быть выше отсчетного уровня, определенного для канала по ВСН "Нормы технологического проектирования каналов".
5. Для промежуточных значений () отсчетный уровень определяется интерполяцией по табл.2.
5.2. Отсчетные уровни в устьевых портах назначаются с учетом поверхностного уклона реки.
Все отметки в порту отсчитываются от наинизших уровней моря определенной обеспеченности - так называемых отсчетных уровней (для глубин).
Следует иметь в виду, что ошибка в назначении отсчетного уровня ведет либо к простоям судов из-за невозможности их подхода к причалам в связи с недостаточностью глубин на акватории порта в не предусмотренные проектом периоды времени, либо к неоправданному увеличению стоимостных показателей строительства гидротехнических сооружений порта в связи с завышениями глубин акватории. Поэтому при проектировании элементов порта и гидротехнических сооружений установлению отсчетных уровней и согласованию его с реперами государственной нивелировочной сети должно уделяться большое внимание.
Обеспеченность отсчетного уровня должна устанавливаться в зависимости от ряда факторов:
а) судооборота порта;
б) грузоподъемности расчетных судов;
в) стоимости простоя судов расчетных типов;
г) стоимости дноуглубительных работ и др.
В современных условиях при весьма высокой стоимости простоя крупнотоннажных судов экономически оправданная обеспеченность отсчетных уровней становится достаточно высокой, достигающей:
а) для акваторий портов на ливных и безливных морях - (9899,5)%;
б) для подходных каналов - (9799,5)%.
В случаях, когда по ряду соображений не представляется целесообразным применять отсчетный уровень высокой обеспеченности (сравнительно большие приливные колебания, незначительное число заходов крупнотоннажных судов, значительный объем землечерпания и т.п.), в период времени, когда уровень воды опускается ниже его расчетного положения, предусматривают: уменьшение расчетной осадки за счет недогруза, отстой судов на рейде или устройство прорези у причального фронта без создания подходного канала.
5.3(5.3с). Глубины портовых и заводских акваторий и подходных каналов должны обеспечивать безопасное передвижение и стоянку судов и назначаться в зависимости от осадки расчетного судна и необходимых запасов глубины; при этом должны учитываться требования "Нормы технологического проектирования морских портов". |
На всех проектных материалах, содержащих сведения о глубинах акватории, положение отсчетного уровня указывается относительно принятого в проекте нуля высотной системы, а также относительно нуля глубин, принятого на гидрографических картах данного бассейна.
При составлении проекта портовой акватории определяются:
навигационная глубина, необходимая для безопасного передвижения расчетного судна с заданной скоростью при самых неблагоприятных расчетных условиях, по формуле
[1]
проектная глубина по формуле
[2]
где - осадка расчетного судна, м;
- минимальный навигационный запас (обеспечивающий безопасность и управляемость судна при движении), м;
- волновой запас (на погружение оконечности судна при волнении), м;
- скоростной запас (на изменение посадки судна на ходу по сравнению с посадкой судна на стоянке при спокойной воде), м;
- запас на крен судна вследствие неправильной его загрузки, перемещения груза, а также при циркуляции судна, м;
- запас на заносимость, м.
В качестве расчетного принимается судно (на прием которого проектируется данный участок акватории), имеющее наибольшую из всех судов осадку по основную летнюю грузовую марку "Л" с поправкой на изменение плотности (солености) воды по табл.3.
Таблица 3 (табл.11 ВНТП 01-78)
Плотность воды, тс/м |
Соленость, ┐ |
, м |
1,025 |
32 |
0,000 |
1,020 |
26 |
+0,004 |
1,015 |
20 |
+0,008 |
1,010 |
13 |
+0,012 |
1,005 |
7 |
+0,016 |
1,000 |
0 |
+0,020 |
Примечание. Для судов, плавающих на внутренних морях СССР, основными грузовыми марками могут быть специальная ("СМ"), облегченная ("СМО") и региональная облегченная ("РА").
Минимальный навигационный запас определяется по табл.4.
Таблица 4 (табл.12 ВНТП 01-78)
Грунт дна в интервале |
Величина запаса , м | |
на входе в порт |
на всех прочих | |
Ил |
0,04 |
0,03 |
Наносный грунт (песок заиленный, ракуша, гравий) |
0,05 |
0,04 |
Слежавшийся грунт плотный (песок, глина) |
0,06 |
0,05 |
Скальный грунт |
0,07 |
0,06 |
Примечания: 1. Предусмотренные табл.4 значения навигационного запаса принимаются при толщине слоя указанного грунта ниже навигационной глубины не менее 0,5 м; при меньшей толщине слоя значения должны приниматься в соответствии с подстилающими слой грунтами, если последние более плотные, чем верхние грунты.
2. При наличии в грунте валунов запас принимается по табл.4 как для скального грунта с учетом точности траления.
3. У причальных сооружений, под основаниями которых постели из камня выступают на 2 м и более от линии кордона, значение принимается как для скальных грунтов.
4. При наличии запаса на отложение наносов не менее 0,5 м и заполнении этого запаса илистыми отложениями при соответствующем обосновании величина навигационного запаса по табл.4 может быть уменьшена.
Волновой запас определяется по табл.5 в зависимости от размеров (длины) расчетного судна и высоты волны, повторяемостью 1 раз в 25 лет по графику распределения высот волн 3%-ной обеспеченности (в системе) для открытого со стороны моря сектора.
Таблица 5 (табл.13 ВНТП 01-78)
Высота волны, м | ||||||||
Длина судна, м |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
|
Величина запаса, см | |||||||
75 |
10 |
17 |
34 |
58 |
76 |
102 |
130 |
158 |
100 |
5 |
14 |
28 |
46 |
65 |
87 |
112 |
136 |
150 |
0 |
9 |
20 |
34 |
51 |
69 |
87 |
108 |
200 |
0 |
5 |
15 |
26 |
40 |
57 |
72 |
92 |
250 |
0 |
3 |
10 |
21 |
33 |
48 |
63 |
80 |
300 |
0 |
0 |
7 |
16 |
25 |
39 |
56 |
68 |
400 |
0 |
0 |
4 |
11 |
18 |
31 |
51 |
58 |
Примечания: 1. График распределения высот волн для акваторий строится с учетом образования проектных глубин, а также рефракции и дифракции волн при построенных сооружениях.
2. Если угол между направлением расчетной волны и курсовым углом движущегося (стоящего на якоре) судна составляет 35°, в значения таблицы вводится коэффициент 1,4, а при угле 90° - 1,7. При углах от 15 до 35° величина коэффициента определяется по интерполяции между 1,0 и 1,4, а при углах от 35 до 90° - по интерполяции между 1,4 и 1,7.
3. Запас для промежуточных значений длины судна принимается по интерполяции.
Скоростной запас определяется по табл.6.
Таблица 6 (табл.14 ВНТП 01-78)
Скорость судна |
Величина запаса, см | |
уз |
м/с |
|
3 |
1,6 |
15 |
4 |
2,1 |
20 |
5 |
2,6 |
25 |
6 |
3,1 |
30 |
Примечание. Скоростной запас учитывается для участков акватории, на которых суда передвигаются своим ходом.
Запас на крен судна определяется по табл.7.
Таблица 7 (табл.15 ВНТП 01-78)
Тип судна |
Величина запаса в долях ширины судна, см |
Угол крена судна, |
Танкеры |
0,017 |
2 |
Сухогрузные и комбинированные |
0,026 |
3 |
Лесовозы |
0,044 |
5 |
Запас на заносимость и засорение внутренней портовой акватории следует принимать в зависимости от ожидаемой интенсивности отложения наносов в период между ремонтными дноуглубительными работами (с учетом засорения акватории сыпучими грузами), но не менее величины, обеспечивающей производительную работу земснаряда, равную 0,4 м.
Навигационная глубина зависит от множества факторов, и, так как влияние этих факторов на отдельных участках портовой акватории неодинаково, расчетные глубины на ее участках будут неодинаковы. С наибольшими глубинами будут участки на подходах к порту и на акватории, примыкающей к входу в порт.
5.4. Сетку типовых глубин у причальных сооружений следует назначать в соответствии с табл.8.
Таблица 8 (табл.24 ВНТП 01-78)
Унифицированные (проектные) глубины причалов, м | |||||||||
Сообщения |
Грузовые причалы для | ||||||||
кон- тейне- ров |
гене- раль- ных и лесных грузов |
нава- лочных грузов |
сырой нефти |
нефте- продуктов и прочих наливных грузов |
грузов |
лихтеро- |
пасса- жирские причалы |
при- | |
Океанские |
11,5 |
9,75 |
13,0 |
16,5 |
9,75 |
- |
9,75/5,0 |
8,25 |
- |
|
13,0 |
11,5 |
15,0 |
18,0 |
11,5 |
- |
11,50/5,0 |
9,75 |
- |
|
15,0 |
13,0 |
16,5 |
20,0 |
13,0 |
- |
13,00/5,0 |
11,5 |
- |
- |
- |
18,0 |
22,0 |
15,0 |
- |
- |
- |
- | |
|
- |
- |
20,0 |
24,0 |
16,5 |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
22,0 |
27,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
24,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Внутрибассей- |
8,25 |
8,25 |
8,25 |
13,0 |
8,25 |
5,0 |
8,25/5,0 |
6,50 |
- |
|
9,75 |
9,75 |
9,75 |
15,0 |
9,75 |
6,5 |
9,75/5,0 |
8,25 |
- |
|
11,5 |
11,5 |
11,5 |
- |
11,5 |
- |
11,50/5,0 |
9,75 |
- |
|
- |
- |
13,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
- |
- |
15,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Местные |
6,5 |
5,0 |
5,0 |
- |
5,0 |
5,0 |
-/5,0 |
5,0 |
5,0 |
|
- |
6,5 |
6,5 |
- |
6,5 |
6,5 |
- |
6,5 |
6,5 |
Таблица 9 (табл.26 ВНТП 01-78)
Схема постановки судов |
Запас свободной длины причалов при наибольшей длине расчетного судна, м | ||||
|
более 300 |
300-201 |
200-151 |
150-100 |
менее 100 |
1. Расстояние между судами, м |
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
2. Расстояние между судном и концом прямолинейного участка причального фронта в зависимости от расположения причалов, м: |
|||||
а)
|
30 |
25 |
20 |
10 |
5 |
б) |
45/40* |
30 |
25 |
20 |
15 |
в) |
30/25 |
20 |
15 |
15 |
10 |
г) |
-/60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
д) |
20 |
15 |
15 |
10 |
10 |
_______________
* Для судов длиной более 300 м в знаменателе указаны нормативы, относящиеся к схемам с берегоукреплением.
Примечание. При назначении длины причала необходимо учитывать требования "Нормы технологического проектирования морских портов".
Для других (непрямолинейных) схем расстановки судов у причалов запас свободной длины между ними должен устанавливаться по табл.9, схемы поз.2.
Примечания: 1. Требования настоящего пункта не распространяются на островные причалы и на причалы, размещаемые на открытых побережьях.
2. В случае ломаного причального фронта (углы излома) запасы свободной длины назначаются в зависимости от условий и удобства перегрузочных операций, эксплуатационной работы судов и конкретных условий проекта.
6.3(7.3с). Расположение причальных сооружений должно определяться с учетом: |
При относительно малых площадях оперативной территории портовых комплексов предпочтение следует отдавать причальным сооружениям в виде пирсовых систем. Выбор схемы причального портового комплекса (набережные, узкие и широкие пирсы) в каждом конкретном случае устанавливается вариантным проектированием генеральных планов на основе технико-экономических обоснований.
6.4(7.4с). Конструкции причальных сооружений и основные условия их применения приведены в табл.10(5с). Таблица 10(5с) | |||
Конструкции причальных сооружений |
Основные условия применения | ||
1. |
Набережные и пирсы эстакадного типа на железобетонных или металлических сваях-оболочках с верхним строением из сборного, сборно-монолитного или монолитного железобетона |
Грунты, допускающие погружение свай и свай-оболочек на требуемую глубину | |
2. |
Набережные на свайных опорах, с передним и задним шпунтом, больверки железобетонные или металлические |
Грунты, допускающие погружение свай и свай-оболочек на требуемую глубину | |
3. |
Набережные и пирсы мостового типа на свайных опорах со сборно-монолитным верхним строением. Палы причальные гибкие или жесткие из металлических или железобетонных свай |
Те же грунтовые условия, что и в поз.1. | |
4. |
Набережные из обыкновенных или фасонных массивов |
Наличие скальных, плотных и средней плотности грунтов | |
5. |
Набережные из массивов-гигантов, оболочек большого диаметра и набережные уголкового типа |
Наличие скальных, плотных и средней плотности грунтов или слабых, но специально закрепленных для восприятия эксплуатационных нагрузок | |
6. |
Набережные и пирсы мостового типа на опорах из обыкновенных массивов, массивов-гигантов |
Те же грунтовые условия, что и в поз.4 | |
|
Таблица 10(5с), регламентированная СНиП II-51-74, дает привязку ряда конструкций причальных сооружений только в зависимости от грунтов основания. При выборе варианта конструкции, кроме грунтовых, необходимо учитывать другие условия: волновые, ледовые, агрессивность среды, сейсмичность района, наличие местных строительных материалов, возможности строительной организации, транспортные связи района строительства и др.
В примечании 2 к табл.10(5с) для конструкций поз.4 исключен I класс капитальности в связи с тем, что класс в соответствии с требованиями главы СНиП II-51-74 определяется только высотой сооружения, а по этому признаку стенки из кладки бетонных массивов высотой более 25 м, как правило, экономически нецелесообразны.
7(4). СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
7.1(4.1). Для бетонных и железобетонных конструкций морских причальных сооружений следует применять тяжелый гидротехнический бетон согласно ГОСТ 4795-68 "Бетон гидротехнический. Технические требования". |
Для основных несущих бетонных и железобетонных конструкций морских причальных сооружений, подвергающихся воздействию значительных эксплуатационных нагрузок, работающих, как правило, в условиях агрессивного воздействия внешней среды, рекомендуются тяжелые бетоны повышенной плотности с марочной прочностью, установленной СНиП II-56-77 "Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений", до марки М600.
При соответствующем обосновании допускается применение легких бетонов, в частности керамзитобетона, обладающего рядом преимуществ перед тяжелым: относительно невысокий объемный вес, повышенная растяжимость и др.
Однако опыта применения легкого керамзитобетона в морском портовом строительстве нет. Неизвестна степень сцепления арматуры с бетоном, а отсюда и его коррозионная стойкость. Поэтому применение легкого керамзитового бетона может быть допущено без оговорок для районов строительства с легкими гидрологическими условиями.
7.2(4.2). Марка бетона по прочности определяется расчетом, а также требованиями долговечности. Таблица 11(2) | |||
Позиция |
Конструкции или элементы |
Рекомендуемая марка бетона | |
1 |
Сваи и сваи-оболочки, сборные элементы верхнего строения, плиты уголковых стенок из предварительно-напряженного железобетона |
300-600 | |
2 |
То же, из обычного железобетона |
200-400 | |
3 |
Бетонные и железобетонные элементы и конструкции, подверженные истиранию (дорожные покрытия, защитные пояса, оболочки, козырьки и т.п.) |
300-600 | |
4 |
Массивы бетонные, бетонные и армированные элементы надводных строений (подпорные стенки, оголовки) |
150-300 | |
5 |
Бетон для заполнения анкерных стаканов арматурных пучков, железобетонных анкеров, торцевых прокладок, распределительных поясов |
400-600 | |
6 |
Бетон омоноличивания рабочих стыков и узлов |
Проектная марка на одну ступень выше бетона омоноличиваемых элементов, а для бетона марки 400 и более равна марке бетона омоноличиваемых элементов | |
|
Обеспечение необходимой прочности конструкций может быть достигнуто при различных марках бетона за счет соответствующего изменения размеров сечения элементов.
При этом повышение марки бетона не всегда ведет к повышению экономических показателей конструкции. Поэтому при выборе марки бетона на прочность надлежит выполнять экономические сопоставления стоимости конструкции при различных марках бетона.
Оптимальным соотношением марки бетона и марки цемента является .
При этом соотношении расход вяжущего в бетоне составляет (250320) кг/м. При соотношении выше 0,75 расход цемента возрастает до (350400) кг/м для бетонов с осадкой конуса 4 см и до 450 кг/м для более пластичных смесей (например, бетон для густоармированных элементов).
Применение в основных конструкциях бетонов марок М200-М300 позволяет выполнить их, как показывают расчеты, с экономически целесообразным расходом вяжущего (цемента) - (250300) кг/м при водоцементных отношениях В/Ц, равных (0,540,7). Такой диапазон В/Ц позволяет обеспечить и соответствующие требования, связанные с долговечностью бетона.
Рекомендуемые в табл.11(2) марки бетона соответствуют опыту проектирования и строительства морских причальных сооружений.
7.3(4.3). В типовых проектах причальных сооружений, конструкций, деталей и узлов должны быть даны указания о том, что марки бетона по водонепроницаемости и морозостойкости, а также требования по обеспечению долговечности бетона в условиях агрессивного воздействия внешней среды устанавливаются при привязке проекта. |
В зависимости от географического положения района строительства причального сооружения требования по долговечности устанавливаются по трем гидрометеорологическим условиям: тяжелым, средним, легким.
Зоны деления климатических условий устанавливаются в соответствии с "Указаниями по обеспечению долговечности бетонных и железобетонных конструкций морских гидротехнических сооружений" и по ГОСТ 4795-68 "Бетон гидротехнический".
7.4(4.4). Материалы, применяемые для приготовления гидротехнического бетона (цементы, поверхностно-активные органические добавки, песок, щебень, гравий, вода для затворения бетона и промывки заполнителей), должны отвечать требованиям ГОСТ 10268-80 "Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям", ГОСТ 22266-76 "Цементы сульфатостойкие", а также в зависимости от района строительства, агрессивности среды и зоны расположения конструкции - требованиям "Указаний по обеспечению долговечности бетонных и железобетонных конструкций морских гидротехнических сооружений" и главы СНиП II-28-73* "Защита строительных конструкций от коррозии". |
Кроме того, необходимо учитывать изменения и дополнения главы СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции" (постановление Госстроя СССР N 67 от 11 мая 1981 г.).
Арматурная сталь класса А-III является наиболее массовым видом арматурной стали. Ее доля в общем выпуске арматурных сталей в нашей стране превышает 42% и составляет в настоящее время около 6 млн. т.
В результате совместной работы НИИЖБ (бюро внедрения) Госстроя СССР и Макеевского металлургического завода им. С.М.Кирова разработана система статистического регулирования качества арматуры в процессе ее производства, дающая возможность гарантировать с определенной доверительной вероятностью предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение и площадь поперечного сечения арматурных стержней.
Эта система позволила без изменения технологии производства получить сталь с более высоким расчетным сопротивлением, что легло в основу стандарта (ГОСТ 5.1459-72) на арматуру класса A-III.
ГОСТ 5.1459-72 предусматривает статистическую оценку важнейших показателей качества арматуры: среднего уровня механических свойств, полной и внутриплавочной меры неоднородности, а также точности проката. В 1978 г. экономия металла от применения арматуры класса A-III с государственным Знаком качества в целом по стране составила 145 тыс. т, а в 1980 г. - 230 тыс. т.
7.6(4.6). Для ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций: |
д) новые виды арматурной стали повышенной коррозионной стойкости, осваиваемые промышленностью, классов А-V и А-VI (по ТУ 14-1-1318-75), применение которых должно быть согласовано в установленном порядке.
Применение ненапрягаемой продольной рабочей арматуры классов A-IV или A-V совместно с напрягаемой арматурой тех же классов производится в случаях:
а) когда в сборно-монолитных неразрезных конструкциях с предварительно-напряженными элементами обычная арматура классов A-I, А-II и A-III не может воспринять значительные изгибающие моменты в опорных сечениях, не имеющих предварительного напряжения;
б) когда необходимо создать наиболее эффективное распределение материала по сечению железобетонного элемента конструкции.
В качестве наиболее эффективной стержневой арматурной стали в предварительно-напряженных конструкциях, эксплуатируемых в агрессивной среде, является арматура класса A-IV марки Ст20ХГ2Ц с минимальным пределом текучести (браковочный минимум) =6000 кгс/см при среднем значении предела текучести =7000 кгс/см.
7.8. При выборе вида и марок арматурной стали, которая устанавливается по расчету, должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения.
Примечание. К расчетной арматуре относится арматура, устанавливаемая по расчету на нагрузки, действующие в период эксплуатации, монтажа и транспортирования конструкции.
7.9(4.8). Для закладных деталей и соединительных накладок применяется, как правило, прокатная углеродистая сталь обыкновенного качества; марка стали устанавливается в зависимости от характера нагрузок на закладную деталь и температурных воздействий согласно главе СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции" с использованием прил.4. |
2. Для стального проката толщиной более 40 мм испытание на ударную вязкость не производится, в связи с чем для анкерных тяг принята сталь категории 2.
7.14(4.13). Для металлических стенок больверков следует применять шпунт из углеродистой стали марки ВСт3сп4 для сварных конструкций по ГОСТ 380-71 "Сталь углеродистая обыкновенного качества" и низколегированной стали марки 15ХСНД по ГОСТ 19281-73 "Сталь сортовая и фасонная" и марки 16ХГ по ТУ 14-1-33-71 "Сталь горячекатаная фасонного профиля для шпунтовой сваи "Ларсен IV" и "Ларсен V". |
Требования, изложенные в этом пункте, вытекают из многолетней практики проектирования и строительства причальных сооружений типа "больверк".
Металлические шпунтовые сваи корытного профиля (типа "Ларсен IV и V"), прокатываемые из низколегированных сталей (НЛ), применяются в случаях обоснования технико-экономическими расчетами, когда требуется обеспечить:
а) сокращение материалоемкости (металлоемкости) конструкции сооружения;
б) удлинение срока эксплуатации и долговечности сооружения, особенно для условий сильно агрессивной среды без применения специальных защитных мероприятий;
в) возможность восприятия значительных усилий, когда это невозможно обеспечить обычным шпунтом из углеродистой стали марки Ст3.
Применение металлического шпунта из бессемеровской кипящей стали нормативными документами запрещено по условиям его работы при погружении на динамические и температурные воздействия (температура воздуха ниже минус 20 °С), а также в связи с пониженными антикоррозионными свойствами.
7.15(4.14). Для верхних строений конструкций мостового типа следует применять углеродистую сталь марки 16Д и низколегированную - марки 15ХСНД согласно ГОСТ 6713-75 "Сталь углеродистая и низколегированная конструкционная для мостостроения. Марки и технические требования". |
Природные материалы каменных пород различного происхождения, применяемые в гидротехническом строительстве и, в частности, в морском для различных составных элементов причальных сооружений (постелей, разгрузочно-противофильтрационных призм, причальных откосов, дренажей, защитных одежд и др.), по техническим требованиям должны назначаться в соответствии с действующими нормативными документами, однако после отмены главы СНиП I-B.8-62 "Материалы и изделия из природного камня", такого (нового) НТД не создано. В связи с этим сделана ссылка на перспективные нормативные документы, в частности на Инструкцию по применению материалов и изделий из природного камня для морского портового строительства (ВСН), которая разрабатывается Черноморниипроектом и согласовывается Госстроем СССР.
7.21(4.20). Щебень и гравий для устройства обратных фильтров, укрепления дна перед стенкой и т.п. должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-75 "Щебень из естественного камня для строительных работ", ГОСТ 8268-74* "Гравий для строительных работ" и ГОСТ 10260-74* "Щебень из гравия для строительных работ", а также требованиям специальных нормативных документов и условию неразмокаемости. |
8. ОБОРУДОВАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
8.1. В состав оборудования причальных сооружений, обеспечивающего нормальную эксплуатацию причального фронта портов и судоремонтных заводов, включаются:
а) технологическое оборудование;
б) швартовные приспособления и отбойные устройства;
в) подкрановые и железнодорожные пути;
г) покрытия прикордонной полосы территории;
д) колесоотбойные конструкции;
е) инженерные сети (ливнесточная система, водопроводные, паровые, электрические и др.).
Примечание. Настоящее Руководство не рассматривает технологическое оборудование причалов, представленное в "Нормах технологического проектирования морских портов" .
8.2(7.5с). Для причальных сооружений должны предусматриваться отбойные и швартовные устройства. Если нагрузки от судов нецелесообразно передавать на причал, отбойные и швартовные устройства должны размещаться на отдельно стоящих палах. |
Расположение швартовных тумб вдоль причала зависит главным образом от удобства швартовных операций. Существующая практика швартовки требует за каждую швартовную тумбу заводить один швартовный трос, а длину троса принимать наиболее короткую в зависимости от размерений швартуемых судов и оптимального (классического) угла направления троса относительно причальной линии, приблизительно равного 30°.
Рассмотренные схемы швартовки грузовых судов показывают, что указанным выше условиям лучше всего отвечают равномерное расположение тумб вдоль причала через 20 м (за исключением специализированных пирсовых систем).
Расположение швартовных тумб на сквозных причальных сооружениях следует принимать ближе к середине секции, симметрично поперечной оси, так как в этом случае уменьшается крутящий момент от швартовной нагрузки, действующий на свайное основание.
Установка дополнительных тыловых (штормовых) швартовных тумб рекомендуется для надежной швартовки судов при штормовом предупреждении, когда эксплуатация крановых механизмов, подвижного состава и другой техники приостановлена.
8.4(3.5). Вынос отбойных устройств относительно лицевой грани верхнего строения должен обеспечивать нормальную стоянку судна у причала при минимальном зазоре 20 см между подводной частью корпуса и выступающими частями сооружения или подпричального откоса. При этом следует учитывать возможность обжатия отбойных устройств и крена судна, допускаемого указаниями "Норм технологического проектирования морских портов" (табл.7 настоящего Руководства). |
По Правилам техники безопасности в морских портах, утвержденным Минморфлотом, причальные сооружения, на которых работают машины внутрипортового колесного транспорта, должны быть оборудованы по кордону прочными бортовыми брусьями (колесоотбоями), защищающими машины от падения в воду.
Для пассажирских причалов устройство таких брусьев не обязательно.
8.10. Стремянки на причальных сооружениях обычно выполняют из стального проката - уголков и стержней круглого сечения. Ширина стремянки принимается не менее 40 см, расстояние между ступенями - 25-30 см, расстояние до стенки - не менее 15 см. Стремянки, как правило, устанавливаются в углублениях заподлицо с лицевой поверхностью стенки.
8.11(7.6с). При проектировании конструкций причальных сооружений необходимо предусматривать, в соответствии с технологическими требованиями, возможность прокладки инженерных сетей (водопроводов, воздуховодов, электрокабелей и т.п.), а также установки раздаточных устройств (водопроводных, электрических и т.п.). |
8.12. В зависимости от назначения причального сооружения в состав инженерных сетей входят следующие линии:
а) для портовых грузовых причалов - электроснабжения, хозяйственно-пожарного водопровода, канализации, теплоснабжения, связи, сигнализации и другие, назначаемые по технологическим требованиям;
б) для причалов судоремонтных заводов - электроснабжения судов, сварочных агрегатов и подъемно-транспортных машин, водоснабжения и теплоснабжения судов, канализации, пожарного водопровода, сжатого воздуха, береговой связи судов и другие, назначаемые по технологическим требованиям.
8.13. Раздаточные узлы сетей на портовых причалах для снабжения судов пресной водой, снабжения судов и перегрузочных машин электроэнергией и подключения сети связи следует располагать друг от друга вдоль линии кордона на расстояниях, установленных "Нормами технологического проектирования морских портов" (уточнения и дополнения, выпуск N 1, , разд.13 и 14).
8.14. Раздаточные узлы инженерных сетей на причалах судоремонтных заводов для снабжения судов пресной водой, подачи на суда пара и сжатого воздуха, снабжения судов, сварочных агрегатов и подъемно-транспортных машин электроэнергией и подключения сети связи следует располагать друг от друга в соответствии с требованиями Норм технологического проектирования судоремонтных заводов.
8.14(3.32). Установка раздаточных устройств инженерных сетей на расстоянии менее 3 м от швартовных тумб не допускается. |
8.15. Габариты колодцев для раздаточных устройств принимаются в зависимости от принятой схемы подключения к сети и конструкции причального сооружения.
8.16. Плановое и высотное расположение и габариты каналов следует принимать по технологической схеме инженерных сетей.
2. Допускается, при специальном обосновании, применять тяги из тросов с диаметром проволоки не менее 5 мм, а также железобетонные тяги, в том числе предварительно напряженные с применением высокопрочной пучковой и прядевой арматуры.
9.10(5.23, 6.12). В конструкциях с тягами, закрепленными за анкерные опоры, следует предусматривать во всех случаях, когда это практически возможно, подмосточные сваи с насадками или привязку насадок к существующим опорам под анкерные тяги для предотвращения их чрезмерного провисания и облегчения монтажных работ. |
9.11. При наличии на дне перед сооружением размывающих скоростей от волновых воздействий, течений и движителей судов необходимо предусматривать на полосе вдоль сооружения защиту основания от размыва. Крупность частиц грунта защитной одежды определяется расчетом по указаниям "Руководства по определению нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения (волновых, ледовых и от судов)" , а также п.13.29.
9.12(3.7, 7.9с). Конструкция неомоноличенных швов между элементами лицевой стенки причального сооружения должна обеспечивать грунтонепроницаемость и по возможности не должна создавать подпора грунтовых вод. |
2. Обратные фильтры из нетканых материалов под каменными постелями допускается применять при условии обеспечения заданного расчетом коэффициента трения между полотнищем и грунтом основания.
3. Обратные фильтры из камня, щебня или гравия допускается устраивать в соответствии с рекомендациями прил.2. |
9.15. Форму элементов конструкции следует принимать по возможности простой, обеспечивающей максимальную коррозионную стойкость и простоту производства работ.
9.16(3.10). Замкнутые полости в конструкциях в зоне возможного льдообразования не допускается устраивать без специального обоснования в проекте. Исключение составляют сваи-оболочки в основаниях эстакад и лицевых стенках больверков. Во всех случаях применения конструкций из стали, бетона или железобетона с замкнутыми полостями в зоне возможного льдообразования эти полости должны заполняться бетоном, водоотталкивающим или другим материалом, эффективность применения которого проверена опытом эксплуатации. Таблица 12(1) | ||
Элементы |
Минимальная толщина, см | |
Железобетонные предварительно напряженные элементы верхнего строения эстакад, лицевые панели уголковых стенок, сваи шпунтовые плоские и тавровые |
15 | |
То же, без предварительного напряжения и напряженные в тяжелых условиях службы |
20 | |
Сваи-оболочки диаметром 1 м и более из предварительно напряженного железобетона |
12 | |
То же, без предварительного напряжения и напряженные в тяжелых условиях |
15 | |
| ||
9.27. При проектировании железобетонных элементов должны быть соблюдены конструктивные требования, изложенные в главах СНиП II-21-75, СНиП II-56-77, Руководстве к ним, а также в настоящем Руководстве. | ||
9.28(3.21). Стыкование железобетонных элементов сборных конструкций следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП II-21-75 и Руководства к СНиП. 10(5). ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИЧАЛЬНЫМ СООРУЖЕНИЯМ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА
|
стенки из пустотелых бетонных массивов столбовой кладки;
стенки из оболочек большого диаметра.
10.2(5.2). Причальные сооружения гравитационного типа, особенно из правильной кладки массивов, не следует применять при неблагоприятных геологических условиях, когда можно ожидать значительной и неравномерной осадки основания сооружения. |
Примечание. Под неблагоприятными геологическими условиями следует понимать наличие в основании сооружения:
водонасыщенных глинистых грунтов пластичной и тугопластичной консистенции при степени влажности 0,85, в интервале расчетных сопротивлений (1,53,0) кгс/см, модуле деформации 150 кгс/см.
Дополнительными характеристиками для указанных грунтов являются:
малая плотность (коэффициент пористости =0,75);
значительная сжимаемость (коэффициент сжимаемости 0,05 см/кгс);
малый и неодинаковый во всех направлениях коэффициент фильтрации [ см/с];
относительно малая прочность [показатель сопротивления сдвигу в пределах кгс/см при расчетных сдвиговых показателях по трению и сцеплению и кгс/см];
длительность уплотнения в естественном состоянии, исчисляемая годами, а иногда и десятками лет.
Рекомендуется возведение причальных сооружений гравитационного типа осуществлять на плотных, малосжимаемых грунтах с модулем деформации не менее 200 кгс/см с учетом изложенного выше.
10.3(5.3). Конструкцию набережных гравитационного типа следует разделять по длине на секции сквозными вертикальными температурно-осадочными швами. |
Необходимость устройства обратного фильтра под каменную постель на контакте с нескальным грунтом основания диктуется возможной суффозией грунта в процессе работы движителей судов, размыва донными скоростями течений и воздействия волн.
Отечественный и зарубежный опыт строительства подтверждает целесообразность нормирования величин по толщине постели, которая регламентирована и типовыми проектами за 1962-1980 гг. Нормирование толщины постели в 5 м диктуется условиями длительного ее уплотнения в процессе эксплуатации. Минимальный размер по толщине постели установлен из условия обеспечения несущей способности основания под передней гранью сооружения, а также для выравнивания основания.
10.7(5.7). Для отсыпки постелей и разгрузочных призм следует использовать камень массой от 15 до 100 кг. |
Ограничение габаритов лицевых и фундаментных панелей вытекает из условия наличия на строительстве подъемно-транспортного оборудования. Наиболее распространены краны грузоподъемностью 50-100 тс, и в отдельных случаях строительная организация располагает кранами грузоподъемностью 300 тс.
10.12(5.12) Уголковые контрфорсные конструкции допускается выполнять сборными из ненапряженных железобетонных элементов. |
Марки бетона лицевой панели рекомендуется назначать не ниже М400.
Указанные требования вытекают из экономической целесообразности такого решения, особенно для глубоководных причалов (11,5 м), когда по технической возможности и экономической целесообразности необходимо принимать предварительное напряжение.
10.14(5.14). Для обеспечения грунтонепроницаемости вертикальных швов уголковых стенок следует предусматривать грунтонепроницаемые завесы. |
Примечание. Допускается при условии специального технико-экономического обоснования применение анкерных тяг других сечений и профилей.
Ориентация положения тяги из полосовой стали широкой стороной сечения в вертикальной плоскости рекомендована с целью наибольшего уменьшения дополнительной нагрузки на анкеры oт возможного зависания и сводообразования грунта засыпки.
10.21(5.22). Анкерные опоры для уголковых стенок с внешней анкеровкой следует выполнять в виде анкерных железобетонных плит. Допускается забивать анкерные стенки, обеспечивающие возможность осуществления тылового крепления насухо. |
2. Требования пункта соответствуют СН 288-64 "Указания по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям", типовым проектам, а также многолетнему опыту проектирования и строительства как в нашей стране, так и за рубежом.
3. Столбовая кладка из бетонных массивов не нашла применения из-за отсутствия необходимого грузоподъемного оборудования. В настоящее время такая возможность открыта в связи с наличием плавкранов грузоподъемностью 300 тс (типа "Богатырь") и других с грузоподъемностью свыше 300 тс.
10.23(9.7с). Изменение глубины заложения подошвы подводных стен причальных сооружений из правильной кладки бетонных массивов должно предусматриваться ступенями высотой в один курс.
10.24(5.25). Массу основных массивов рекомендуется принимать максимально возможной с учетом условий транспортировки и укладки.
Массивы меньшей массы следует применять для замыкания курсов при обеспечении правильной перевозки швов*.
_______________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание .
10.25(5.26). В подводной зоне причального сооружения из правильной кладки обыкновенных массивов минимальная марка бетона массивов по прочности должна быть: для сооружений с глубиной у причала до 13 м - 150, с глубиной 13 м и более - 200.
Для массивов верхнего курса, с консольным свесом, устанавливаемых в зоне переменных уровней воды, марка бетона должна удовлетворять требованиям обеспечения прочности и морозостойкости и быть не менее указанных в настоящем пункте.
Требования повышенной марки бетона для глубоководных сооружений диктуются необходимостью обеспечения прочности массивов, так как с ростом глубин у причала возрастают действующие нагрузки на нижележащие курсы массивов. В отдельных случаях, при соответствующем техническом обосновании, при отсутствии на строительной площадке плавкранов грузоподъемностью более 100 тс нижний, первый курс массивов вынужденно выполняется железобетонным.
10.26(5.27). Число типов обыкновенных массивов должно быть минимальным, обоснованным технико-экономическими данными. |
Устанавливаемые требования к очередности производства работ по возведению сооружения и его огрузке, как показали расчетные данные, при грунтах основания с расчетным сопротивлением кгс/см обеспечивают проектное положение причального сооружения после огрузки, требуя при этом укладки выравнивающего слоя бетона толщиной 15 см под сборную железобетонную уголковую надстройку.
10.31. К стенкам из оболочек большого диаметра относятся гравитационные конструкции из заполненных грунтом тонкостенных железобетонных элементов цилиндрического или полигонального очертания, устанавливаемых на каменную постель или непосредственно на грунт основания. При этом отношение диаметра оболочки к высоте сооружения должно быть не менее 0,7.
Оболочки могут быть монолитной или сборной конструкции. Сборные оболочки могут быть из вертикальных цилиндрических или плоских панелей, соединенных друг с другом сплошными гибкими или жесткими связями, или из монолитных колец, устанавливаемых друг на друга свободно или с последующим омоноличиванием стыка.
Конструктивные требования к сооружениям из оболочек большого диаметра следует выполнять по указаниям РТМ 31.3013-77 "Руководство по расчету морских гидротехнических сооружений из оболочек большого диаметра".
11(6). ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИЧАЛЬНЫМ
СООРУЖЕНИЯМ ТИПА "БОЛЬВЕРК" С АНКЕРОВКОЙ НА ОДНОМ УРОВНЕ
11.1(6.1). Лицевые стенки в причальных сооружениях типа "больверк" выполняются из металлического или призматического железобетонного шпунта или из сплошного свайного ряда (железобетонные сваи-оболочки). |
Температурно-деформированные швы в железобетонной надстройке больверков из металлического шпунта рекомендуется выполнять в местах замковых соединений, где могут быть реализованы горизонтальные и вертикальные деформации.
11.8. Анкерные тяги и их установку следует выполнять в соответствии с указаниями пп.9.7(5.19, 6.8)-9.10(5.23, 6.12).
11.9(6.11). В больверках с лицевой стенкой из железобетонных элементов кольцевого и крупнопанельного таврового сечения в случаях, когда это возможно по условиям деформаций и напряжений в лицевой стенке, следует предусматривать предварительное натяжение анкеров (до засыпки грунта в пазуху сооружения) для выравнивания в них усилий и обеспечения надежной совместной работы всей системы ("лицевая стенка - анкерная тяга - анкерная стенка"). |
Примечание. В районах строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более желательно применение анкерных козловых опор или других малоподатливых систем. Такое требование диктуется необходимостью ограничить деформации и перемещения лицевых стенок больверков.
12(7). ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ПРИЧАЛЬНЫМ СООРУЖЕНИЯМ ЭСТАКАДНОГО ТИПА
12.1(7.1). Конструктивные элементы причальных сооружений эстакадного типа следует преимущественно выполнять из железобетона, при этом для опор в виде свай или свай-оболочек применять предварительно напряженный железобетон, а для верхнего строения - железобетон предварительно напряженный и без предварительного напряжения. |
2. При проектировании глубоководных пирсовых систем для гибких (упругих) палов, воспринимающих судовые нагрузки, должны, как правило, применяться металлические трубы из высокопрочной стали с переменной толщиной стенок с повышенными геометрическими характеристиками [ м, где - упругий момент сопротивления сечения трубчатых стальных свай].
3. При погружении свай-оболочек в грунт основания должны выполняться требования РД 31.31.17-74 (см. прил.1).
12.2(7.8с). Ширина ростверка набережной эстакадного типа, крутизна подпричального откоса и его конструкция должны определяться на основе технико-экономических расчетов, исходя из условий обеспечения общей устойчивости сооружения и гашения волны. Подпричальный откос должен удовлетворять требованиям местной устойчивости. |
Влияние устойчивости откоса отражается на правильном определении минимальной ширины сооружения при полученном расчетном уклоне откоса.
Под неблагоприятными грунтовыми условиями подразумеваются илы, слабые сильно водонасыщенные глины и суглинки с коэффициентом водонасыщения 0,85, показателем консистенции 0,75, модулем деформации 50 кгс/см при коэффициенте консолидации см/год.
12.4(7.3). Схему свайного основания причального сооружения следует составлять исходя из следующих соображений: |
2. Возвышение нижней поверхности ростверка сквозных сооружений пирсов над расчетным статическим уровнем следует определять в соответствии с СН 288-64 "Указания по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям";
в) расстояние между осями вертикальных опор, воспринимающих горизонтальные нагрузки, следует принимать равным не менее 6 (где - большая сторона прямоугольного сечения сваи или наружный диаметр сваи-оболочки). |
В соответствии с действующими СНиП для сборно-монолитных конструкций сооружений, аналогичных по конструкции эстакадным, расстояние между температурно-деформационными швами допускается принимать без расчета до 40 м.
Такая же величина принимается для рамных железобетонных мостов. Учитывая, что величины температурных градиентов для причальных сооружений снижаются регулирующим влиянием воды, слоем покрытия и др., длина секции может быть увеличена при соответствующем обосновании и проверке конструкции расчетом. При этом должно быть учтено, что максимальная разность температур может не соответствовать максимальным эксплуатационным нагрузкам на сооружение.
Следует отметить, что целесообразность увеличения длины секции при относительно частом расположении свай вдоль причала может быть вызвана принятой схемой расстановки швартовных тумб в зависимости от длины расчетного судна. Так, например, в типовых проектах железобетонных свайных набережных (Черноморпроект, 1957 г.) длина секции принята равной 50 м и в более поздних типовых проектах - до 60 м.
Представленные указания обосновываются многолетними исследованиями Черноморниипроекта, проведенными лабораторией гидравлических исследований на базе натурных объектов строительства морских гидротехнических сооружений в портах Новороссийск, Батуми, Пионерский в районе Калининграда на Балтийском море для МРХ СССР и других, а также модельными исследованиями.
В соответствии с действующими общесоюзными нормами установлены две группы предельных состояний. Первая группа предельных состояний (по потере несущей способности или полной непригодности к эксплуатации конструкций или оснований) - расчеты прочности, устойчивости и выносливости; вторая группа предельных состояний (затрудняющих нормальную эксплуатацию конструкций или оснований) - расчеты деформаций в результате осадок, прогибов, кренов, горизонтальных перемещений, расчеты по образованию или раскрытию трещин.
Примечания: 1. Под нормальной эксплуатацией подразумевается эксплуатация (без ограничений) в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или иными условиями.
2. Под предельными состояниями понимаются такие, когда конструкция или основание сооружения перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям в промежуточных стадиях работы (при изготовлении, транспортировке и монтаже).
13.2(8.2). Расчетные нормативы, приведенные в настоящем Руководстве, распространяются на основные типы причальных сооружений I-IV классов капитальности [см. пп.2.3(1.7, 2.3с) и 2.6]. |
м) железобетонные конструкции по раскрытию и закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин - в соответствии с главами СНиП II-56-77 и СНиП II-21-75 и Руководствами к указанным СНиП;
н) колебания конструкций - по специальному нормативному документу.
Примечание. Кроме указанных статических и конструктивных расчетов на силовые воздействия, в необходимых случаях должны быть выполнены и другие расчеты (гидравлические, фильтрационные, термические и т.п.), предусмотренные соответствующими нормами проектирования конструкций и сооружений.
Расчеты конструкций морских причальных сооружений и их оснований по второй группе предельных состояний по деформациям (перемещениям) могут не производиться в тех случаях, когда практикой длительной эксплуатации сооружений установлено, что возникающие деформации не являются опасными для условий нормальной эксплуатации сооружений (например, расчет гравитационных причальных сооружений по осадкам может не выполняться, а требуется проверка положения равнодействующей нагрузок относительно ядра сечения основания).
Однако для конструктивных элементов эстакадных сооружений для пролетных и консольных сечений необходимо выполнить расчеты вертикальных и горизонтальных перемещений, прогибов и углов поворота из условия обеспечения нормальной эксплуатации перегрузочного оборудования.
Расчет по закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин вводится в практику впервые в соответствии с указаниями главы СНиП II-21-75.
13.4. Расчеты по предельным состояниям имеют целью недопущение наступления предельных состояний в эксплуатационный период в течение всего срока службы конструкций и оснований сооружений, а также в процессе их возведения - на промежуточных стадиях работы (монтаж, транспортирование, погружение и изготовление).
Обеспеченность от наступления указанных в п.13.3(8.3) предельных состояний должна соответствовать различной степени их опасности.
Требования норм расчета заключаются в том, чтобы величины напряжений, деформаций, перемещений, раскрытия трещин или наличие других факторов не превышали предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций и оснований сооружений.
13.5. Надежность конструкций и оснований сооружений должна быть обеспечена расчетом при учете возможных неблагоприятных характеристик материалов и невыгодных величин и сочетаний нагрузок и воздействий, а также условий эксплуатации и особенностей работы конструкций и оснований.
При этом должны быть соблюдены все требования нормативных документов и государственных стандартов (или технических условий), предъявленные к качеству материалов, изделий и производству работ, а также к эксплуатации сооружений.
13.6. Расчетные схемы и основные предпосылки расчета конструкций и оснований должны учитывать факторы напряженного и деформированного состояния, а также особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и основанием сооружения.
В соответствующих случаях должны учитываться пространственная работа, геометрическая и физическая нелинейность, пластические и реологические свойства конструктивных материалов и грунтов.
Расчетные схемы должны отражать с достаточной степенью точности действительные условия работы сооружения и основания и, при соответствующем обосновании, ориентировать на использование ЭВМ.
Примечание. В сложных случаях вопросы расчета сооружений, их конструктивных элементов и оснований рекомендуется решать путем специально поставленных теоретических и экспериментальных исследований. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений такие исследования обязательны.
13.7(8.4, 4.8с). При расчете морских причальных сооружений следует принимать нормативные значения действующих эксплуатационных нагрузок. Нагрузки следует принимать в соответствии с указаниями СНиП II-51-74 "Гидротехнические сооружения морские. Основные положения проектирования", СНиП 2.06.04-82 "Нагрузки на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)" и Руководства к указанному СНиП, СНиП II-6-74 и "Нагрузки и воздействия", а также "Нормы технологического проектирования морских портов". |
Предельно допускаемые эксплуатационные нагрузки на существующие гравитационные причальные сооружения допускается устанавливать путем их опытных огрузок в соответствии с РД 31.31.09-73 (см. прил.1).
Примечание. Перегрузки от эксплуатационных нагрузок для расчета конструкций сооружений и их оснований по первой группе предельных состояний учитываются в соответствии с указаниями пп.13.16(8.8), 13.21(8.13), 13.23(8.15) и 13.24(8.16) настоящего Руководства. |
2. При расчете конструкций причальных сооружений и их оснований на особое сочетание нагрузок необходимо учитывать требования главы СНиП II-7-81 "Строительство в сейсмических районах", Руководства по учету сейсмических воздействий при проектировании гидротехнических сооружений к разд.5 главы СНиП II-7-81 и других нормативных документов по сейсмостойкому строительству, утвержденных и согласованных в установленном порядке.
13.13(8.5). При расчете морских причальных сооружений в соответствии с указаниями главы СНиП на основания гидротехнических сооружений следует принимать расчетные значения характеристик грунтов и для расчетов сооружений: по первой группе предельных состояний - и ; по второй группе предельных состояний - и ( - угол внутреннего трения грунта; - удельное сцепление). Указанные характеристики назначаются по данным инженерно-геологических изысканий и исследований грунтов, выполненных в соответствии с требованиями главы СНиП II-16-76, а также ГОСТ 20522-75 "Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристик". [3(1)] [4(2)] где - коэффициент надежности, учитывающий степень ответственности и класс капитальности сооружения. Для сооружений: I класса - 1,25; II класса - 1,20; III класса - 1,15; IV класса - 1,10; | ||||
Таблица 13(3) | ||||
Причина разрушения стальных элементов конструкции |
Дополнительный коэффициент условий работы | |||
Прокатная сталь |
| |||
Растяжение, сжатие, изгиб, срез, смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки), смятие местное при плотном касании |
0,95 | |||
То же, отливок из углеродистой стали для марок: |
| |||
15Л и 25Л |
0,90 | |||
35Л и 45Л |
1,00 | |||
Болтовые соединения |
| |||
Растяжение |
1,00 | |||
Срез |
1,00 | |||
Смятие |
0,85 | |||
|
Таблица 14(4) | |||
Причина разрушения бетонных элементов конструкции |
Дополнительный коэффициент условий работы | |||
Достижение бетоном расчетного сопротивления при сжатии |
0,85 | |||
Достижение бетоном расчетного сопротивления при растяжении (изгиб) |
0,90 | |||
|
| |||
Позиция |
Причина разрушения железобетонных элементов конструкции |
Дополнительный коэффициент условий работы | ||
1 |
Достижение бетоном предела прочности при сжатии и арматурой предела прочности при растяжении |
| ||
|
а) в сжатых элементах |
| ||
для стержневой арматуры классов: |
||||
|
A-I, A-II, A-III |
0,90 | ||
|
A-IV |
0,85 | ||
|
A-V |
0,80 | ||
|
для проволочной арматуры классов: |
| ||
|
B-II, Вр-II |
0,95 | ||
|
б) в растянутых элементах |
|||
для стержневой арматуры классов: |
| |||
|
A-I, A-II, A-III |
1,05 | ||
|
A-IV, A-V |
0,95 | ||
|
для проволочной арматуры классов: |
|||
B-II, Вр-II |
1,20 | |||
|
в) в остальных элементах |
| ||
|
для стержневой арматуры классов: |
| ||
|
A-I, A-II, A-III |
1,00 | ||
|
A-IV, A-V |
0,90 | ||
|
А-IIIв |
1,00 | ||
|
для проволочной арматуры классов: |
|||
B-II, Вр-II |
1,05 | |||
2 |
Достижение бетоном предела прочности при растяжении на действие поперечной силы |
| ||
|
а) соблюдение условия на действие поперечной силы |
1,00 | ||
|
б) соблюдение условия по конструктивному армированию |
1,00 | ||
|
в) расчет элементов с поперечной арматурой |
1,00 |
С учетом того, что определение расчетных нагрузок (расчетных усилий) для причальных сооружений, взаимодействующих с грунтом, при дифференцированной системе коэффициентов перегрузки вызывает значительные затруднения, принят наиболее реальный и упрощенный путь введения средневзвешенного коэффициента перегрузки к величинам усилий (, , ), действующих в элементах конструкций и полученных из расчета нормативных эксплуатационных нагрузок и по соответствующим характеристикам грунтов для первой группы предельных состояний [см. пояснения в п.13.13(8.5)]. Анализ расчетов показывает, что, кроме средневзвешенного коэффициента перегрузки =1,25, необходимо вводить дополнительный коэффициент условий работы , учитывающий условность метода расчета конструкций, взаимодействующих с грунтом.
13.17(8.9). Расчет сечений стальных элементов конструкций морских причальных сооружений следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП II-23-81 "Стальные конструкции". При этом расчеты сечений элементов следует выполнить по формулам СНиП на стальные конструкции с применением расчетных усилий, определяемых по формуле [4(2)] настоящего Руководства.
| |||||
Бетонные и железобетонные элементы конструкций сооружений и форма сечения |
Напряженное состояние элементов конструкции |
Нормативный документ, по которому выполняется расчет |
Виды выполняемых расчетов | ||
1. Все элементы конструкций без предварительного напряжения, за исключением указанных в поз.2 |
Изгиб, внецентренное сжатие или растяжение с относительно большим или малым эксцентриситетом и центральное растяжение |
СНиП II-56-77 |
Расчеты прочности, ширины раскрытия нормальных трещин, деформаций на температурно-влажностные воздействия, на выносливость при числе циклов загружения 2·10 и более | ||
2. Элементы предварительно напряженных конструкций, а также тавровые, двутавровые, ребристые, пустотелые, круглые и кольцевые сечения как предварительно напряженные, так и без предварительного напряжения |
Изгиб, внецентренное сжатие или растяжение с относительно большим и малым эксцентриситетом, центральное растяжение, кручение с изгибом (сложное напряженное состояние) |
СНиП II-21-75 |
Расчеты прочности, по образованию трещин, по закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин, на продавливание, на отрыв закладных деталей коротких консолей | ||
| |||||
13.19(8.11). Расчеты бетонных и железобетонных элементов конструкций морских причальных сооружений по второй группе предельных состояний [по деформациям, образованию, раскрытию или закрытию (зажатию) нормальных и наклонных трещин] следует выполнять по СНиП II-56-77, СНиП II-21-75 и Руководству к СНиП на усилия, полученные статическими расчетами, выполненными с учетом требований пп.13.7(8.4) и 13.13(8.5). [5(3)]
Рис.3. Схема к расчету устойчивости сооружения [6(4)] Таблица 17(7) | |||||
Позиция |
Причина потери устойчивости сооружения или основания |
Дополнительный коэффициент условий работы | |||
1 |
Потеря устойчивости сооружений при скольжении по плоскости (плоский сдвиг) и оснований причальных сооружений на глубинный сдвиг по ломаным (фиксированным) поверхностям скольжения в условиях плоской задачи |
0,95 | |||
2 |
Потеря устойчивости оснований причальных сооружений и подпричальных откосов (на ограниченном участке между опорами) на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения в условиях плоской задачи |
0,75 | |||
3 |
Потеря устойчивости оснований причальных сооружений и подпричальных откосов (на ограниченном участке между опорами) на глубинный сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения в условиях пространственной задачи, а также с учетом влияния сцепления грунта и перерезывания свай в условиях плоской задачи |
0,80 | |||
4 |
Потеря устойчивости сооружения от опрокидывания вокруг ребра вращения |
1,20 | |||
5 |
Потеря устойчивости неполностью защемленной лицевой стенки больверков при повороте вокруг точки крепления анкера |
1,05 | |||
6 |
Потеря устойчивости массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление конструкций типа "больверк" (глубинный сдвиг) |
1,20 | |||
7 |
Потеря устойчивости анкерной стенки заанкеренных больверков |
1,50 | |||
8 |
Потеря устойчивости анкерных плит |
1,55 | |||
9 |
Потеря устойчивости гравитационных причальных сооружений по методу глубинного выпора (метод Герсеванова) |
0,80 | |||
[7(5)] [8(6)]
Рис.4. Схема к расчету общей устойчивости сооружения в предположении скольжения |
[9]
[10]
где - радиус окружности скольжения;
- суммарный вес слоев грунта, элементов конструкции сооружения и временной эксплуатационной нагрузки в пределах -ой полосы;
- угол наклона к горизонтали касательной, проведенной к дуге скольжения в точке пересечения ее с линией действия силы , а также угол между вертикалью и радиусом , проходящим через указанную точку под -й полосой;
[11]
- расстояние по горизонтали от центра вращения до линии действия силы ;
и - соответственно угол внутреннего трения и сцепление в основании -й полосы;
- длина дуги по основанию полосы;
- дополнительное гидродинамическое давление, величина которого определяется по указаниям п.13.28(8.19) настоящего Руководства;
- расстояние от уровня точки вращения до силы ;
- приведенная к 1 пог. м сооружения сила сопротивления сдвигу по поверхности скольжения за счет сопротивления излому свай, забитых ниже поверхности скольжения на глубину ; рекомендуется значение определять по Руководству к СНиП II-16-76; допускается определять по формуле
[12]
- изгибающий момент в свае ниже поверхности скольжения, значение которого принимается из двух условий: из условия прочности железобетонного сечения, определяемой по формуле СНиП II-56-77, или из условия защемления сваи ниже поверхности скольжения /1,25 по формуле
[13]
в расчет принимается меньшее из полученных значений;
- то же, что в п.13.35(8.25);
- то же, что в п.13.30(8.20);
- длина участка, в пределах которого на сваю передается активное и пассивное давление грунта. В зависимости от расстояния между осями свай вдоль линии кордона принимается: при ; при . Здесь - диаметр или сторона прямоугольного сечения сваи, при этом 1,0 м;
- половина длины изогнутой части сваи между поверхностями защемления (рис.5); ;
- расстояние от поверхности скольжения до торца сваи (см. рис.5).
Рис.5. Схема работы сваи, перерезаемой поверхностью скольжения,
при нарушении общей устойчивости основания сооружения
Примечания: 1. Для набережных-эстакад на сваях-оболочках, имеющих диаметр более 1 м, определяются: устойчивость основания сооружения (кривая скольжения не перерезает опоры), устойчивость подпричального откоса (кривая скольжения проводится через тыловой конец стенки сопряжения или тыловой конец верхнего строения) и дополнительные усилия, которые передаются на опоры при возможном нарушении устойчивости подпричального откоса, определенной из решения плоской задачи и выполнения расчета устойчивости подпричального откоса в условиях пространственной задачи.
При невыполнении условия устойчивости подпричального откоса в условиях плоской задачи производят расчет устойчивости части откоса, расположенной между соседними поперечными рядами опор, в условиях пространственной задачи [см. прим.2 к п.13.23(8.15) и рис.6, б]. При этом силы трения , действующие по торцам рассматриваемой части откоса, не должны превосходить по величине суммарной величины сил пассивного давления, действующих на опоры по их оси от линии откоса до окружности скольжения в пределах ширины опоры, т.е. , где ( - наружный диаметр опоры; в рассматриваемом случае одновременно является дополнительной нагрузкой на опору).
2. При наличии по длине причального фронта отдельных участков ограниченного протяжения (длина не более ширины массива), для которых в условиях плоской задачи не выполняется требование формулы [8(6)], расчет допускается производить по схеме пространственного решения задачи. В этом случае соседние протяженные массивы грунта должны быть устойчивыми из условия формулы [8(6)]. В случае пространственного решения задачи, кроме сил, действующих по поверхности скольжения, учитываются силы трения и сцепления , развивающиеся по торцевым поверхностям рассматриваемого массива грунта (см. рис.6, б). С некоторым запасом принимают, что силы трения возникают от действия на торцевые поверхности активного давления грунта. Условие устойчивости проверяют по формуле [8(6)], принимая в ней значение по табл.17(7), поз.3 и увеличивая величину на дополнительный удерживающий момент ( - удерживающий момент от сил, действующих по одной из торцевых поверхностей рассматриваемого массива грунта; - равнодействующая сил трения и сцепления на участке площади торцевой поверхности массива грунта; - сила активного давления на площади ; - плечо силы относительно критического центра окружности скольжения; - длина рассматриваемого массива грунта).
3. Расчеты общей устойчивости причальных сооружений по схеме глубинного сдвига по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения следует, как правило, выполнять на ЭВМ.
Рис.6. Схема нарушения устойчивости откоса между опорами
13.24(8.16). При наличии в основании сооружения прослоев более слабого грунта по сравнению с основной массой, вдоль которых может произойти скольжение, общую устойчивость рекомендуется рассчитывать по схеме глубинного сдвига в предположении скольжения по ломаным (фиксированным) поверхностям (рис.7) из условия [14(7)] где , , - то же, что в п.13.16(8.8); |
при
[15]
[16]
при
[17]
б) для блоков, движущихся по поверхности скольжения вверх,
[18]
где - вес -го блока с однородным основанием с учетом веса грунта, веса материала сооружения и внешних нагрузок;
и - соответственно сцепление и угол внутреннего трения в основании рассматриваемого блока;
- ширина рассматриваемого блока;
- угол наклона -й плоскости скольжения к горизонту.
Рис.7. Схема к расчету устойчивости сооружения в предположении скольжения
по ломаным (фиксированным) поверхностям
Примечания: 1. Временные нагрузки учитываются на поверхности тех блоков, плоскость скольжения в основании которых наклонена к горизонту под углом , большим угла внутреннего трения грунта основания.
2. Не допускается плоскость скольжения со стороны активного давления грунта проводить круче, чем плоскость обрушения [см. п.13.32(8.22)], а со стороны пассивного давления - круче плоскости выпора.
13.25. Расчет причальных сооружений гравитационного типа на предварительных стадиях проектирования (обосновывающие материалы, проект) на устойчивость в предположении глубинного выпора (метод Герсеванова, рис.8) допускается выполнять по формуле
[19]
где , , - то же, что в п.13.16(8.8);
- дополнительный коэффициент условий работы, принимаемый по табл.17(7);
- то же, что в п.13.22(8.14);
- действующее активное давление на стенку, определяемое в соответствии с требованиями настоящего Руководства и других нормативно-технических документов (см. прил.1). При этом значения нагрузок и характеристик грунтов определяются с учетом требований пп.13.7(8.4) и 13.13(8.5);
- сила сопротивления сдвигу призмы грунта в основании сооружения, создаваемая пассивным давлением и горизонтальной составляющей реакции в основании указанной призмы грунта, определяемая по формуле
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
- расчетный коэффициент трения по грунту основания;
- ширина основания сооружения;
- толщина постели;
- объемный вес грунта;
- коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта;
- по формуле [88(41)];
- давление от веса постели;
; определяется из решения кубического уравнения подбором
[26]
- угол наклона плоскости скольжения призмы грунта в основании постели;
[27]
[28]
[29]
Рис.8. Схема к расчету устойчивости в предположении глубинного выпора (метод Герсеванова)
Эквивалентная нормативная крановая нагрузка определяется только для прикордонного кранового рельса, где влияние этой нагрузки имеет решающее значение. Расчетные сопоставления показывают, что нет необходимости определять эквивалентную нагрузку для тылового подкранового рельса, превышающую равномерно распределенную на 10-25%, что не сказывается на итогах расчета.
13.27(8.18). Нагрузку от волнового воздействия следует учитывать при высоте исходной волны у сооружения более 1,0 м. |
Расчетная эпюра волнового давления на сооружение от гребня волны также определяется в соответствии с требованиями указанного СНиП. В этом случае в расчете учитывается интенсивность давления от полной исходной волны.
13.29. При наличии перед причальным сооружением размывающих скоростей от волновых воздействий, донных течений и движителей судов следует крупность (вес) материала защитной одежды дна или каменной постели определять по указаниям главы СНиП 2.06.04-82, Руководству к данной главе СНиП и по СН 288-64 "Указания по проектированию гидротехнических сооружений, подверженных волновым воздействиям".
Максимальная донная скорость , м/с, перед вертикальной стенкой (в точке на расстоянии 0,25 от нее) от действия стоячих волн определяется по формуле
[32]
где - коэффициент, принимаемый в зависимости от пологости волны:
пологость волны |
8 |
10 |
15 |
20 |
30 |
|
0,6 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
1,0 |
=3,14;
- высота волны соответствующей обеспеченности в системе (как правило 2%), м;
=9,81 м/с - ускорение свободного падения;
- средняя длина волны, м;
- глубина воды у причала, м.
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей , м/с, для грунта крупностью фракций 100 мм следует принимать по рис.11, при 100 мм - определять по формуле
[33]
где - коэффициент, учитывающий влияние крутизны откоса на величину скорости трогания зерен грунта; для пологого дна допускается принимать =1;
- крупность зерен грунта, мельче которых в пробе содержится 50% материала по весу;
- удельный вес материала, тс/м;
- удельный вес воды (плотность), принимаемый, как правило, =1,0 тс/м, а для морской - в пределах =(1,01,03), тс/м.
Рис.11. График допускаемых значений неразмывающих донных скоростей
13.30(8.20). Горизонтальную составляющую активного давления от собственного веса грунта и временной равномерно распределенной нагрузки следует определять по теории предельного равновесия грунта с учетом криволинейного характера поверхности скольжения (сдвига) призмы обрушения (по методу теории предельного равновесия В.В.Соколовского и С.С.Голушкевича). Закон изменения активного давления грунта по глубине в пределах каждого слоя однородного грунта принимается линейным. [34(10)] [35(11)] |
Допущение метода Кулона и метода В.В.Соколовского и С.С.Голушкевича может быть обосновано в активной зоне незначительными, практически совпадающими, итоговыми цифровыми показателями, несущественно влияющими на конечные результаты расчета [см. также п.13.35(8.25)].
Таблица 18
Величина коэффициента горизонтальной составляющей активного давления по Соколовскому и Голушкевичу при угле трения , равном | ||||
Угол внутреннего трения грунта , град |
0 |
0,5 | ||
|
|
|
|
|
10 |
0,70 |
1,68 |
0,66 |
1,57 |
11 |
0,68 |
1,65 |
0,64 |
1,53 |
12 |
0,66 |
1,62 |
0,61 |
1,50 |
13 |
0,63 |
1,59 |
0,59 |
1,46 |
14 |
0,61 |
1,56 |
0,56 |
1,43 |
15 |
0,59 |
1,53 |
0,54 |
1,40 |
16 |
0,57 |
1,50 |
0,52 |
1,37 |
17 |
0,55 |
1,47 |
0,50 |
1,34 |
18 |
0,53 |
1,45 |
0,48 |
1,31 |
19 |
0,51 |
1,42 |
0,46 |
1,28 |
20 |
0,49 |
1,40 |
0,44 |
1,25 |
21 |
0,47 |
1,37 |
0,42 |
1,22 |
22 |
0,45 |
1,34 |
0,41 |
1,20 |
23 |
0,44 |
1,32 |
0,40 |
1,18 |
24 |
0,42 |
1,29 |
0,38 |
1,15 |
25 |
0,41 |
1,27 |
0,36 |
1,12 |
26 |
0,39 |
1,25 |
0,35 |
1,10 |
27 |
0,38 |
1,22 |
0,33 |
1,07 |
28 |
0,36 |
1,20 |
0,32 |
1,05 |
29 |
0,34 |
1,18 |
0,30 |
1,02 |
30 |
0,33 |
1,16 |
0,29 |
1,00 |
31 |
0,32 |
- |
0,28 |
- |
32 |
0,31 |
- |
0,27 |
- |
33 |
0,30 |
- |
0,26 |
- |
34 |
0,28 |
- |
0,25 |
- |
35 |
0,27 |
- |
0,24 |
- |
36 |
0,26 |
- |
0,23 |
- |
37 |
0,25 |
- |
0,22 |
- |
38 |
0,24 |
- |
0,21 |
- |
39 |
0,23 |
- |
0,20 |
- |
40 |
0,22 |
- |
0,19 |
- |
Примечание. Таблицей можно пользоваться при расчете по теории Кулона для вертикальных стенок и горизонтальной поверхности грунта.
Таблица 19
, |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, град | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
Значения в порядке нарастания по величине |
Все значения по рис.13(5) |
Искомыми являются углы и , находящиеся на одной строке, имеющей в столбце 13 наименьшее значение величины . Выше и ниже указанной строки значения в столбце 13 имеют большую величину.
Примечание. В квадратных скобках указан порядковый номер столбца таблицы.
Таблица 20
|
Величина коэффициента горизонтальной составляющей пассивного давления грунта по Соколовскому и Голушкевичу при угле трения , равном | |||||
Угол внутреннего трения грунта , град |
0 |
0,333 |
| |||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1,14 |
1,28 |
1,20 |
1,56 |
1,23 |
2,01 |
6 |
1,21 |
1,34 |
1,28 |
1,67 |
1,31 |
2,15 |
7 |
1,26 |
1,39 |
1,34 |
1,77 |
1,39 |
2,25 |
8 |
1,31 |
1,45 |
1,40 |
1,87 |
1,47 |
2,40 |
9 |
1,37 |
1,51 |
1,45 |
1,95 |
1,55 |
2,55 |
10 |
1,42 |
1,58 |
1,51 |
2,04 |
1,63 |
2,65 |
11 |
1,47 |
1,65 |
1,57 |
2,14 |
1,71 |
2,80 |
12 |
1,53 |
1,72 |
1,64 |
2,23 |
1,80 |
2,94 |
13 |
1,58 |
1,79 |
1,72 |
2,32 |
1,90 |
3,09 |
14 |
1,63 |
1,87 |
1,79 |
2,42 |
2,01 |
3,24 |
15 |
1,69 |
1,94 |
1,86 |
2,52 |
2,12 |
3,39 |
16 |
1,76 |
2,01 |
1,96 |
2,62 |
2,27 |
3,58 |
17 |
1,82 |
2,08 |
2,04 |
2,73 |
2,42 |
3,77 |
18 |
1,89 |
2,15 |
2,14 |
2,84 |
2,56 |
3,95 |
19 |
1,96 |
2,23 |
2,25 |
2,95 |
2,71 |
4,14 |
20 |
2,04 |
2,30 |
2,35 |
3,06 |
2,86 |
4,32 |
21 |
2,12 |
2,36 |
2,49 |
3,22 |
3,01 |
4,55 |
22 |
2,20 |
2,42 |
2,63 |
3,37 |
3,26 |
4,78 |
23 |
2,28 |
2,48 |
2,78 |
3,53 |
3,47 |
5,01 |
24 |
2,37 |
2,54 |
2,94 |
3,68 |
3,70 |
5,24 |
25 |
2,46 |
2,60 |
3,10 |
3,84 |
3,94 |
5,46 |
26 |
2,56 |
2,67 |
3,25 |
3,97 |
4,23 |
5,79 |
27 |
2,67 |
2,73 |
3,41 |
4,07 |
4,55 |
6,12 |
28 |
2,78 |
2,80 |
3,58 |
4,18 |
4,88 |
6,45 |
29 |
2,80 |
2,87 |
3,76 |
4,30 |
5,26 |
6,78 |
30 |
3,00 |
2,94 |
3,94 |
4,41 |
5,67 |
7,10 |
31 |
3,12 |
- |
4,17 |
- |
6,07 |
- |
32 |
3,25 |
- |
4,39 |
- |
6,48 |
- |
33 |
3,39 |
- |
4,67 |
- |
6,90 |
- |
34 |
3,54 |
- |
4,95 |
- |
7,33 |
- |
35 |
3,69 |
- |
5,29 |
- |
7,76 |
- |
36 |
3,85 |
- |
5,64 |
- |
8,35 |
- |
37 |
4,02 |
- |
6,05 |
- |
8,98 |
- |
38 |
4,20 |
- |
6,50 |
- |
9,70 |
- |
39 |
4,39 |
- |
7,05 |
- |
10,54 |
- |
40 |
4,60 |
- |
7,57 |
- |
11,47 |
- |
Примечания: 1. Допускается пассивное давление грунта определять по классической теории, исходящей из прямолинейных поверхностей скольжения в призме отпора. В этом случае ординаты пассивного давления определяются по формулам [49(24)] и [50(25)], в которых значения принимаются по табл.21, а - по формуле [52(27)] |
Таблица 21
|
Величина коэффициента горизонтальной составляющей пассивного давления грунта по Кулону при угле трения , равном | |||||
Угол внутреннего трения грунта , град |
0 |
0,333 |
0,75 | |||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,42 |
2,38 |
1,52 |
2,46 |
1,63 |
2,55 |
11 |
1,47 |
2,42 |
1,58 |
2,51 |
1,73 |
2,62 |
12 |
1,52 |
2,46 |
1,65 |
2,60 |
1,82 |
2,70 |
13 |
1,57 |
2,50 |
1,73 |
2,63 |
1,92 |
2,77 |
14 |
1,64 |
2,56 |
1,81 |
2,69 |
2,03 |
2,85 |
15 |
1,69 |
2,60 |
1,92 |
2,77 |
2,15 |
2,93 |
16 |
1,76 |
2,65 |
1,98 |
2,81 |
2,28 |
3,03 |
17 |
1,82 |
2,70 |
2,08 |
2,88 |
2,42 |
3,11 |
18 |
1,89 |
2,75 |
2,18 |
2,95 |
2,58 |
3,21 |
19 |
1,96 |
2,80 |
2,28 |
3,02 |
2,74 |
3,31 |
20 |
2,04 |
2,86 |
2,40 |
3,10 |
2,93 |
3,42 |
21 |
2,12 |
2,91 |
2,52 |
3,17 |
3,13 |
3,54 |
22 |
2,20 |
2,97 |
2,65 |
3,26 |
3,36 |
3,66 |
23 |
2,28 |
3,02 |
2,78 |
3,33 |
3,59 |
3,79 |
24 |
2,37 |
3,08 |
2,93 |
3,42 |
3,86 |
3,93 |
25 |
2,46 |
3,14 |
3,09 |
3,52 |
4,16 |
4,08 |
26 |
2,56 |
3,20 |
3,26 |
3,61 |
4,49 |
4,24 |
27 |
2,66 |
3,26 |
3,44 |
3,71 |
4,82 |
4,39 |
28 |
2,77 |
3,33 |
3,64 |
3,82 |
5,19 |
4,56 |
29 |
2,88 |
3,39 |
3,85 |
3,92 |
5,59 |
4,73 |
30 |
3,00 |
3,46 |
4,08 |
4,04 |
6,00 |
4,90 |
31 |
3,12 |
- |
4,33 |
- |
6,43 |
- |
32 |
3,25 |
- |
4,60 |
- |
6,93 |
- |
33 |
3,39 |
- |
4,89 |
- |
7,47 |
- |
34 |
3,54 |
- |
5,21 |
- |
8,00 |
- |
35 |
3,69 |
- |
5,56 |
- |
8,60 |
- |
36 |
3,85 |
- |
5,94 |
- |
9,22 |
- |
37 |
4,02 |
- |
6,37 |
- |
9,90 |
- |
38 |
4,20 |
- |
6,83 |
- |
10,57 |
- |
39 |
4,39 |
- |
7,35 |
- |
11,30 |
- |
40 |
4,60 |
- |
7,92 |
- |
12,18 |
- |
К пп.13.30(8.20), 13.32(8.22)-13.35(8.25). В Руководстве даны два метода для определения давления грунта: первый основан на криволинейном характере плоскостей скольжения (В.В.Соколовского и С.С.Голушкевича), второй - на прямолинейном (Ш.Кулона).
Метод Кулона допущен в связи с тем, что на нем основаны расчеты по нахождению плоскости восприятия активного давления грунта для уголковых стенок и плоскости обрушения для гравитационных стенок.
Для грунтов без сцепления оба метода дают практически одинаковые результаты расчета.
Для грунтов со сцеплением, когда устойчивость сооружения обеспечивается пассивным давлением грунта, метод Кулона дает завышенные запасы несущей способности сооружения за счет меньшей величины отпора, обусловленной меньшими значениями коэффициентов пассивного давления от сил сцепления.
Поэтому для сооружений типа "больверк" не рекомендуется применять метод Кулона, тогда как для гравитационных стенок оба метода определения давления грунта равноценны.
[57(32)]
где - нормальное напряжение по площадке сдвига, кгс/см;
[58]
[59]
- коэффициент фильтрации, см/с; (1 см/с3·10 см/год);
- время от момента приложения нагрузки, год;
- коэффициент уплотнения, см/кгс, определяемый по формуле
[60]
и - коэффициенты пористости грунта соответственно в его естественном состоянии (в природном залегании) и после приложения нагрузки , принимаемые по инженерно-геологическим отчетам (по компрессионным данным), также
[61]
- удельная масса воды, кгс/см, принимаемая, как правило, равной 0,001 кгс/см;
- расчетная толщина консолидируемого слоя грунта в основании сооружения, принимаемая равной толщине слоя связного грунта (но не более - ширины сооружения). Если связный грунт отделен от подошвы сооружения недренирующим слоем толщиной , следует принимать (но не более );
- средний коэффициент пористости грунта, определяемый по формуле
[62]
- пористость грунта, определяемая по формуле
[63]
- удельная масса грунта, кгс/см, определяемая по формуле
[64]
- объемная масса скелета грунта, кгс/см, определяемая по формуле
[65]
- вес твердых частиц грунта, кгс;
- объем твердых частиц грунта, см;
- объемная масса грунта, кгс/см;
- весовая влажность, определяемая по формуле
[66]
Значения величин , , , , , , , , , следует, как правило, принимать по инженерно-геологическим отчетам.
Избыточное давление в поровой воде должно определяться с учетом изменения состояния грунта по мере его нагружения в процессе возведения и первоначальной эксплуатации сооружения, а сдвиговые показатели грунтов (по и ) - в их неконсолидированном или частично консолидированном состоянии.
Примечание. Величину избыточного давления в поровой воде допускается определять методами теории одномерной консолидации грунта.
При уплотнении (консолидации) слоя грунта под действием добавочного внешнего давления от равномерно распределенной нагрузки, длина распространения которой в 2 раза и более превышает толщину сжимаемого водонасыщенного слоя, давление в грунте выражается зависимостью (рис.17)
[67]
где - давление, передающееся на твердые частицы грунта (эффективное давление);
- давление, возникающее в воде (поровое или нейтральное давление).
Рис.17. Распределение давлений в водонасыщенном слое грунта для некоторого времени
от начала загружения:
1 - водонасыщенный слой; 2 - водопроницаемый слой; 3 - водонепроницаемый слой (скала)
При этом давление в скелете грунта на глубине с достаточной для практических целей точностью может быть определено по формуле
[68]
где - основание натуральных логарифмов;
[69]
Расчет устойчивости оснований из водонасыщенных сильно сжимаемых глинистых грунтов причальных сооружений распорного типа следует производить с учетом указаний РТМ 31.3012-77 "Руководство по расчету оснований причальных сооружений распорного типа на слабых грунтах по деформациям".
Допускается проверять устойчивость оснований по методу "нулевого трения", когда внешнее давление уравновешивается поровым, т.е. , при этом . [70(33)] |
13.40. Расчет оснований причальных сооружений и их конструктивных элементов по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, кренам и горизонтальным перемещениям) надлежит выполнять в соответствии с требованиями глав СНиП II-16-76, СНиП II-17-77, а при основании из слабых грунтов по РТМ 31.3012-77.
Расчет осадок слоя водонасыщенного слабого глинистого грунта во времени, вызванных приложением внешних нагрузок, при равномерном или неравномерном распределении уплотняющих давлений по глубине указанного сжимаемого слоя рекомендуется выполнять по книге Н.А.Цытовича "Механика грунтов".
14.3. Расчет нескальных оснований гравитационных причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, горизонтальным смещениям, кренам) производится в соответствии со СНиП II-16-76 из условий:
[75]
[76]
[77]
где , , - соответственно величины конечных осадок, горизонтальных перемещений и кренов (наклонов), определяемые расчетом согласно требованиям главы СНиП II-16-76;
, , - соответственно предельные величины осадок, горизонтальных смещений и кренов, устанавливаемые проектом.
Примечание. Расчет оснований причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям) должен выполняться на основные сочетания действующих нагрузок и воздействий.
14.4. В соответствии с указаниями главы СНиП II-16-76 для причальных сооружений гравитационного типа при эксцентриситете расчет по деформациям допускается не производить, если соблюдено условие
[78]
где - среднее давление на грунт основания от действующих нагрузок с учетом веса постели;
- давление на грунт основания, определяемое по формуле
[79]
- коэффициент условий работы, принимаемый при строительстве "в воду", для пылеватых песков =0,7, для других грунтов =0,9;
, , - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл.7 СНиП II-16-76 или по формулам:
[80]
[81]
[82]
- ширина подошвы сооружения;
- толщина постели;
, - объемная масса соответственно грунтов основания и материала постели;
- заглубление подошвы сооружения от отметки проектного дна;
- сцепление грунта, залегающего под подошвой постели.
Примечание. В расчетах причальных сооружений по деформациям осадка постели не учитывается.
14.5(9.3). При определении нормальных краевых напряжений под подошвами гравитационных сооружений или каменными постелями в расчете прочности оснований должно выполняться условие [83(38)] |
Примечание. Допускается расчетное давление грунта основания определять по указаниям прил.4 СНиП II-15-74. В этом случае условные расчетные давления на грунты основания принимаются по табл.1-3 прил.4 СНиП II-15-74, а величина расчетного давления на грунты основания определяется по формулам [84] и [85]. При этом принимается, что значения в табл.1-3 прил.4 СНиП II-15-74 относятся к подошвам сооружения, имеющим ширину =1 м и глубину заложения =2 м.
При 2 м
[84]
при 2 м
[85]
где и - соответственно фактические ширина и глубина заложения подошвы сооружения, м;
- объемная масса грунта, расположенного выше подошвы сооружения, тс/см;
- коэффициент, учитывающий влияние ширины подошвы сооружения, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, =0,125, пылеватыми песками и глинистыми грунтами - =0,05;
- коэффициент, учитывающий влияние глубины заложения подошвы сооружения, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, =0,25, супесями и суглинками - =0,20 и глинами - =0,15.
Статический расчет оболочек большого диаметра должен учитывать условия работы конструкций сооружения в стадии эксплуатации и строительный период.
Расчет причальных сооружений из оболочек большого диаметра по первой группе предельных состояний следует выполнять для обеспечения прочности конструкции оболочки (стенок и узлов соединения), элементов верхнего строения, основания сооружения и устойчивости сооружения на сдвиг и опрокидывание.
Расчет по второй группе предельных состояний производится с целью ограничения деформаций сооружения - осадок, кренов, горизонтальных смещений, а также раскрытия трещин в железобетонных сечениях.
15(10). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА
Рис.21(11). Расчетные схемы загружения причала для конструкции уголкового типа с внутренней анкеровкой и контрфорсной (римскими цифрами показаны случаи загружения): [102(55)]
Рис.22(12). Схема определения расчетной плоскости
16(11). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА
Рис.23(13). Расчетные схемы загружения причала для конструкции уголкового типа [103] |
где - то же, что в п.14.2(9.2); [104] |
16.3(11.3). Усилия, действующие в лицевой плите, определяются по указаниям пп.15.2(10.2), 15.3(10.3), 15.5(10.5) и 15.6(10.6). [108(56)] [109] [110] |
В связи с отсутствием более обоснованного метода расчета фундаментных плит уголковых стенок с внешней анкеровкой в нашей практике в течение многих лет используется метод "статического" расчета, основанный на переходном эквиваленте между бетонным сечением массива и железобетонной фундаментной плитой, оправдавший себя в практике проектирования и строительства.
Применение более строгой теории расчета балок и плит на упругом основании не достигает практического результата и не уточняет величин усилий, возникающих в элементах фундаментной плиты, так как положенные в расчет предпосылки однородной структуры основания не отвечают реальным условиям работы конструкций в связи с наличием в основании сооружений каменных постелей, остаточные (неупругие) деформации которых начинают реализовываться уже в процессе возведения сооружения и продолжаются во время эксплуатации. Реализация указанных деформаций происходит, как правило, на протяжении длительного периода времени.
16.5(11.5). Растягивающее усилие в анкерной тяге определяется как опорная реакция из расчета лицевой плиты в вертикальном направлении, при этом нагрузки учитываются в соответствии с указаниями пп.15.4(10.4) и 16.1(11.1) (I случай). |
16.8. При определении нагрузок и воздействий, а также их сочетаний при расчете причальных сооружений уголкового типа с внешней анкеровкой необходимо учитывать следующее положение:
нагрузки от судов со стороны акватории (динамический навал при подходе судна и статический навал пришвартованного судна) в основную расчетную схему не вводятся, а учитываются в расчете прочности надстройки, ее связей с элементами причального сооружения, отбойной амортизирующей системы и узлов ее крепления.
16.9. Расчет глубоководных причальных сооружений (глубина 13 м) уголкового типа с повышенным порогом и внешней анкеровкой должен производиться в соответствии с указаниями РД 31.31.04-79 "Руководство по проектированию глубоководных причальных сооружений уголкового типа".
16.10. Расстояние между лицевой стенкой и тыловой анкерной опорой допускается определять по формуле
[111]
где - высота стенки сооружения;
- расстояние от поверхности территории до подошвы анкерной плиты или до точки, отстоящей на вверх от подошвы анкерной стенки [ - то же, что в п.20.22(16.22)];
- ширина фундаментной плиты.
17(12). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА 18(13). РАСЧЕТ УГОЛКОВЫХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Рис.24(14). Эпюры давления на лицевую стенку контрфорсной конструкции: |
С целью увеличения точности оценки экранирующего эффекта контрфорсами рекомендуется пользоваться прил.7.
Расчет лицевой плиты при одном контрфорсе выполняется по схеме консольной балки, при двух контрфорсах - по схеме однопролетной балки с консолями. |
Проведенные сопоставительные расчеты показали, что для наиболее характерных углов внутреннего трения засыпки =(3040)° величина разгружающего влияния для принятых конструктивных решений стенок составляет порядка 25-35% от исходной эпюры распора, построенной в соответствии с указаниями пп.13.30(8.20)-13.33(8.23).
Допускается интенсивность средних давлений на лицевую плиту контрфорсной стенки на основе экспериментальных исследований определять по формуле
[112]
где ( - интенсивность давления на стенку без контрфорсов [см. п.13.30(8.20)];
- эмпирический коэффициент уменьшения давления, определяемый по формуле
[113]
- ширина контрфорса, принимаемая на уровне пересечения тыловой линии контрфорса с плоскостью обрушения, проведенной из точки на лицевой плите, в которой определяется давление;
- толщина контрфорса;
- расстояние (шаг) между контрфорсами;
- глубина, отсчитываемая от верха контрфорса;
- высота контрфорса;
- коэффициент, принимаемый
при |
0,0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,51 |
0,43 |
0,35 |
0,26 |
18.3(13.3). Лицевая плита контрфорсной стенки в вертикальном направлении рассчитывается по схеме тавровой консольной балки на нагрузку от горизонтальной составляющей швартовного усилия, перпендикулярной кордону [учитывая указания п.15.4(10.4)], и на нагрузку от распора [с учетом указаний п.15.2(10.2)]. Сбор нагрузок на контрфорс производится с ширины, равной сумме прилегающих полупролетов. [114(57)] [115] |
[117]
[118]
и - моменты инерции площади подошвы фундаментной плиты в контуре ABCDEF относительно соответствующих осей;
и - расстояния от точки фундаментной плиты, в которой определяется контактное напряжение, до соответствующих осей.
|
Рис.26(16). Схема расчета фундаментной плиты сборной уголковой контрфорсной стенки:
а - план сборного блока уголковой контрфорсной стенки; б - результирующая эпюра нагрузок
на фундаментную плиту; в - схема работы переднего выступа фундаментной плиты; г - схема работы
тыловой консоли фундаментной плиты; 1 - передний выступ фундаментной плиты;
2 - лицевая плита; 3 - контрфорс; 4 - тыловая консоль фундаментной плиты
Расчет тыловой части фундаментной плиты в направлении, параллельном линии кордона, при одном контрфорсе производится по схеме консольной балки, а при двух контрфорсах - по схеме однопролетной балки с консолями. |
Методика статического расчета фундаментных плит с учетом неполноты контакта нижней поверхности с каменной постелью была применена при проектировании причального сооружения этого типа, осуществленного в Новороссийском порту, и может быть допущена в расчетах в связи с положительным опытом эксплуатации данного сооружения.
Для совершенствования методики расчета фундаментных плит необходимо дальнейшее проведение экспериментальных и натурных исследований.
18.5(13.5). Расчеты лицевой плиты, контрфорса и фундаментной плиты на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП II-56-77, СНиП II-21-75, Руководства к СНиП II-21-75, а также пп.13.15(8.7), 13.16(8.8), 13.18(8.10) и 13.19(8.11) настоящего Руководства. |
19(14). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ МАССИВОВОЙ КЛАДКИ
19.1. Указания настоящего раздела распространяются на гравитационные причальные сооружения традиционного облегченного профиля из правильной кладки бетонных монолитных массивов с перевязкой швов или столбами без перевязки швов и на причальные сооружения из столбовой кладки пустотелых бетонных массивов.
Рекомендации по применению пустотелых массивов в причальных сооружениях диктуются высокими технико-экономическими показателями по сравнению с кладкой из обычных массивов, обладающих значительными резервами несущей способности в связи с условием положения равнодействующей в пределах ядра сечения, что приводит к обеспечению запаса по контактному сдвигу в пределах двукратной величины против нормированного значения. Кроме этого, существующий опыт и исследования показывают, что без снижения резервов несущей способности и долговечности причальных сооружений из пустотелых бетонных массивов удается получить существенное сокращение материалоемкости и достаточно высокие технико-экономические показатели. Такие причальные сооружения запроектированы и построены в порту Туапсе (причал N 11 на широком молу).
В настоящем разделе Руководства даны указания по расчету причальных сооружений из кладки монолитных бетонных массивов. Сооружения из кладки пустотелых бетонных массивов следует рассчитывать по указаниям РД 31.31.28-81 "Руководство по проектированию причальных сооружений из пустотелых бетонных массивов".
19.2(14.1). При расчете причальных сооружении, указанных в п.19.1, по первой и второй группам предельных состояний следует рассматривать пять случаев загружения территории [27(17)]:
Рис.27(17). Расчетные схемы загружения причала для конструкции из кладки массивов [119(58)] [120(59)] [121(60)]
[122(61)] [123(62)]
Рис.28(18). Расчетная схема определения дополнительного давления [125(64)] момент от пары сил
Рис.29(19). Поперечный разрез и фасад секции причальной набережной из правильной кладки обыкновенных массивов [127(66)]
Рис.30(20). Схема расчета прочности консольного свеса массива: 20(16). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ |
Подробные указания по расчету и конструированию специальных типов больверков приводятся в отдельных нормативно-технических документах (РТМ 31.3016-78, РД 31.31.11-74, РД 31.31.02-79, разработанных Ленморниипроектом, и РТМ 31.3003-75, разработанном Союзморниипроектом; см. прил.1 к настоящему Руководству).
20.2(16.2). Расчет причальных сооружений, указанных в п.20.1(16.1), должен выполняться в соответствии с требованиями п.13.3(8.3) а, в, г, д, з (первая группа предельных состояний); к, л, м (вторая группа предельных состояний). |
Расчет основных типов больверков с анкеровкой на одном уровне, применяемых при строительстве причалов в портах ММФ, следует выполнять с учетом перемещений и деформаций элементов, в том числе смещения анкерной системы, по указаниям РТМ 31.3016-78 "Указания по проектированию больверков с учетом перемещений и деформаций элементов".
Расчет обычных больверков допускается производить без учета деформаций и перемещений по указаниям "Инструкция по проектированию морских причальных сооружений" и настоящего Руководства.
20.3(16.3). За расчетную плоскость восприятия активного давления лицевой стенкой больверков следует принимать: |
для стенок кольцевых сечений - плоскость, проходящую на расстоянии 0,25 от тыловой грани оболочки в сторону кордона ( - внешний диаметр кольцевого сечения);
для стенок из тавровых сечений - плоскость, проходящую на расстоянии от тыловой поверхности ребер - см. п.15.5(10.5) и формулу [102(55)]. |
20.5. При наличии в основании шпунтовых стенок слабых медленно уплотняющихся глинистых грунтов и илов [см. п.13.39(8.29)] в расчетах необходимо учитывать состояние, в котором они находятся к моменту загружения причала (нестабилизированное, частично консолидированное, стабилизированное). При этом следует рассматривать условия залегания указанных грунтов, методы производства работ и темпы возведения, период времени от засыпки пазухи до начала эксплуатации и загрузки причала.
Следует учитывать, что ускоренные темпы засыпки и загрузки могут вызвать в рассматриваемом грунте проявление полного порового давления (=0, ).
Учитывая опыт проектирования и строительства, допускается при определении активного и пассивного давлений на лицевую стенку по указаниям п.20.4(16.4) принимать сдвиговые показатели и по инженерно-геологическим отчетам для нестабилизированного состояния грунта.
При частичной замене в основании сооружения слабых глинистых грунтов и илов и при отсыпке по их поверхности фильтрующего слоя грунта (наиболее эффективен "ковер" из однородного среднезернистого песка толщиной приблизительно 1 м), а также в случае естественного залегания слабого глинистого грунта в примыкании к фильтрующему слою возможен расчет во времени под нагрузкой частичной консолидации грунта к моменту начала эксплуатации причала. Для таких же условий при проектировании на перспективную глубину у причала возможен расчет на стабилизированное (полностью консолидированное) состояние грунта.
Рекомендации о проведении замыкающей веревочного многоугольника из условия равенства изгибающих моментов в пролете и заделке основаны на отечественной практике проектирования. Однако построение упругой кривой показывает, что защемление стенки во многих случаях обеспечивается выше и определяется условием .
20.11(16.11). При статическом расчете стенок больверков повышенной жесткости для определения усилий замыкающая веревочного многоугольника в графоаналитическом расчете проводится через точку пересечения линии анкера с первым лучом, как касательная к точке перегиба кривой в грунте основания. |
При расчете лицевой стенки больверка из элементов повышенной жесткости по схеме Блюма-Ломейера экспериментальные данные показали, что заделка в грунте основания в значительной мере не реализуется. Переуглубление стенки против свободного опирания приводит к образованию изгибающего момента в грунте основания, не соответствующего схеме расчета при полном защемлении гибких стенок. В связи с этим принята схема расчета со свободным опиранием в грунте основания, дающая минимально необходимую глубину погружения, исходя из условия устойчивости, и меньшее значение изгибающего момента в пролете по сравнению с переуглубленной стенкой.
20.12(16.12). Расчетную глубину погружения при полном защемлении из условия работы сооружения на устойчивость следует определять по формуле [130(69)] [131(70)]
| ||||||||
20.13(16.13). Расчетную глубину погружения лицевой стенки при частичном защемлении или свободном опирании следует проверять из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера по формуле [132(71)]
Рис.32. Схема расчета устойчивости лицевой стенки больверка на поворот [133(72)] [134(73)] Таблица 22(8) | ||||||||
Усилия, действующие в лицевой стенке |
Значения коэффициентов приведения при , равном | |||||||
менее 1,3 |
1,4 |
1,8 |
2,0 | |||||
Изгибающий момент |
1,00 |
1,15 |
1,40 |
1,45 | ||||
Анкерная реакция |
1,00 |
1,10 |
1,20 |
1,25 | ||||
[135(74)] [136(75)] Таблица 23(9) | ||||||||
Материал засыпки |
Коэффициент снижения изгибающего момента при | |||||||
|
|
| ||||||
Песок |
0,75 |
0,85 |
1,00 | |||||
Камень и скальный грунт с 35° |
0,65 |
0,75 |
1,00 | |||||
|
Для неоднородных грунтов основания с резко различными значениями и слагаемое формулы [136(75)] 0,667 уточняется в соответствии с характером эпюры отпора и заменяется расстоянием от дна до линии приложения равнодействующей пассивного давления (рис.34).
Рис.34. Схема определения условного пролета лицевой стенки:
- расстояние до центра тяжести сил пассивного давления грунта, действующих в пределах глубины
Примечание. В случае расчета причального сооружения на нагрузки с учетом волнового воздействия при подходе впадины (ложбины) волны к лицевой стенке следует руководствоваться указаниями п.20.17(16.17) б. |
Для проведения расчетов по подбору сечения лицевой стенки больверка по первой и второй группам предельных состояний расчетное значение изгибающего момента в пролете лицевой стенки, действующего на один элемент, определяется:
для первой группы предельных состояний по формуле [4(2)], т.е. ;
для второй группы предельных состояний в соответствии с указаниями п.13.19(8.11): .
В обоих случаях определяется по формуле [135(74)] с учетом указаний и требований пп.13.7(8.4) и 13.13(8.5).
20.16(16.16). Значения изгибающего момента и поперечной силы в опорном сечении (в точке крепления анкерной тяги) лицевой стенки больверка, действующие на один элемент, определяются по формулам: [137(76)] |
Расчетные значения усилий , и , определяются соответственно по указаниям п.13.16(8.8) и формуле [4(2)] для расчетов по первой группе предельных состояний и по указаниям п.13.19(8.11) для расчетов по второй группе предельных состояний.
20.17(16.17). При определении основного сочетания нагрузок для расчета больверков необходимо учитывать следующее: |
||
Рис.35. Схема графоаналитического расчета лицевой стенки больверка на нагрузку, | ||
а, б, в, ж - построения на первом этапе расчета; а, г, д, е, з - построения на втором этапе расчета; [139(78)] |
Примечание. Волновое давление, действующее на лицевые стенки больверков ниже поверхности дна, допускается в расчетах не учитывать.
Расчетные значения изгибающего момента от нагрузок с учетом волнового воздействия следует определять при расчете по первой группе предельных состояний по указаниям п.13.16(8.8) и формуле [4(2)], при расчете по второй группе предельных состояний по указаниям п.13.19(8.11).
20.18(16.18). Значение горизонтальной составляющей усилия в анкерной тяге и элементах ее крепления следует определять по формуле [140(79)] |
Расчетные значения анкерного усилия следует определять для расчетов по первому предельному состоянию по указаниям п.13.16(8.8) и формуле [4(2)], а для расчетов по второму предельному состоянию принимать равным определенным по формуле [140(79)].
20.19(16.19) Величину предварительного натяжения анкеров в больверках с лицевой стенкой из железобетонных элементов повышенной жесткости следует назначать по наименьшему значению, полученному из решения формул: [141(80)]
Рис.36(22). Расчетная схема анкерной стенки: [143(82)]
Рис.37(21). Схема к расчету усилий в анкерных тягах тумбового массива [144(83)] [145(84)] |
Рис.38(23). Расчетные схемы анкерных плит: |
При больших заглублениях анкерной плиты грунтовые нагрузки, действующие непосредственно на анкерную плиту, учитываются лишь в пределах ее высоты. [146(85)] |
В существовавших ранее методах расчета давление грунта на анкерные плиты принималось только в пределах высоты плиты, но уже Г.Крей указал на то, что при высоко расположенных анкерах давление грунта можно брать до поверхности территории (Крей Г. Теория давления земли и сопротивления грунтов нагрузке. - М.: Госстройиздат, 1932, с.206-207). Допустимость этого метода была обоснована исследованиями Бухгольца (Buchholz W. Erdwiderstand auf Ankerplatten Jahrbuch der Hafenbautechnischen Gesellschaft Band, 1930/1931) и Шлейхера (Справочник для инженеров строителей. - Берлин, 1943, с.799).
В результате исследований Бухгольц рекомендует учитывать давление грунта до поверхности территории при отношении заглубления низа анкерной плиты к ее высоте в пределах до 5,5.
Учитывая замечание Г.Крея, что не следует злоупотреблять чрезмерным уменьшением высоты анкерной стенки, а также учитывая большинство встречающихся на практике случаев сравнительно небольшой высоты надводной части засыпки грунта, рекомендуется ограничить вышеуказанное соотношение пределом до 2.
20.25(16.25). Усилия и , действующие в элементах железобетонных ребристых анкерных плит [рис.38(23), б], определяются: [147(86)] [148(87)] |
20.26. Продольные сжимающие и растягивающие усилия, возникающие в сваях козловых анкерных опор от действия вертикальных и горизонтальных нагрузок, могут быть определены графически (рис.39) или по формулам:
[149]
[150]
где - вертикальная нагрузка, принимаемая с длины, равной шагу козловых анкерных опор, от веса шапочной балки, веса грунта над ней, а для сжатой сваи (определение усилия ) дополнительно от временной эксплуатационной нагрузки;
- горизонтальная нагрузка, равная анкерной реакции из графоаналитического расчета лицевой стенки больверка, принимаемая с длины, равной шагу свайных козловых опор;
и - углы наклона к вертикали соответственно растянутой и сжатой свай козловых анкерных опор (см. рис.39);
- вес рассчитываемой сваи в конструкции.
Рис.39. Схема к определению усилий в сваях козловой опоры
Расчетные значения усилий в сваях для первой группы предельных состояний определяются при расчете несущей способности свай по грунту основания по указаниям п.21.26(17.25), при расчете свай на прочность - по п.13.16(8.8) и формуле [4(2)]; для второй группы предельных состояний они равны значениям, определенным по формулам [149] и [150], т.е. и .
20.27(16.26). Расстояние между лицевой стенкой и анкерными плитами и стенками [рис.40(24)] следует принимать из условия пересечения на поверхности территории плоскости обрушения, проведенной от расчетной плоскости лицевой стенки из точки на уровне касания замыкающей к веревочному многоугольнику сил, с плоскостью выпора, проведенной от подошвы анкерной плиты, а для анкерной стенки - из точки, отстоящей вверх от подошвы на [ - то же, что в п.20.22(16.22)]. |
Рис.40(24). Схема для определения расстояния между лицевой стенкой и анкерными опорами:
|
Расстояние между лицевой стенкой и анкерными опорами следует определять из расчета по первой группе предельных состояний по формуле [151(88)] где - сумма расстояний от отметки кордона до точки касания замыкающей к веревочному многоугольнику из графоаналитического расчета лицевой стенки; [152(89)] |
20.30(16.29). В случае сокращения расстояния между анкерными опорами и лицевой стенкой по сравнению с требованиями формулы [151(88)], при учете прим.2 к п.20.28(16.7), уменьшенную величину пассивного давления на анкерные стенки и плиты допускается определять по указаниям прил.11 |
20.31. Козловые анкерные опоры рекомендуется располагать непосредственно за линией естественного откоса [см. прим.2 к п.20.28(16.27) и рис.41].
Рис.41. Схема расположения козловой анкерной опоры: |
20.32(16.30). Проверку общей устойчивости причальных сооружений типа заанкеренного больверка на глубинный сдвиг следует выполнять в тех случаях, когда: 21(17). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЭСТАКАДНОГО ТИПА |
2. Статические расчеты рамных систем рекомендуется выполнять в матричной форме с учетом жестких массивов, образуемых элементами, сходящимися в узлах, и упругости грунта в основании сооружений, характеризуемой коэффициентом постели.
3. Верхнее строение для расчета принимается бесконечно жестким в горизонтальной плоскости и упругим в вертикальной.
К пп.21.2(17.2)-21.8(17.8). Разбивка пространственной рамы сооружения на плоские системы должна учитывать характер работы элементов пространственной рамы и всей системы в целом, зависящей от степени монолитизации элементов между собой.
Излагаемые в пунктах рекомендации относятся к поперечно-ригельным системам, наиболее распространенным в конструкциях сооружений на опорах из свай-оболочек. Однако указанные рекомендации с соответствующими изменениями могут быть применены и в расчете продольно-ригельных конструкций.
За основную несущую систему поперечно-ригельной конструкции принимается поперечная рама, являющаяся основой жесткости конструкции и имеющая монолитно-жесткое соединение ригеля и опор.
Учитывая, что при жесткой системе связи любые нагрузки на любом из элементов верхнего строения должны будут вызывать появление моментов и в опорах, в расчет продольных рам вводятся "условные ригели", составляющие в сумме полную ширину ростверка.
В конструкции продольные элементы верхнего строения могут быть жестко омоноличены друг с другом (по длине) или не иметь связи. Наличие или отсутствие такой связи не влияет на выбор системы членения.
Продольные рамы рассчитываются на вертикальные нагрузки, непосредственно расположенные на "условном ригеле". При этом, если в "условный ригель" входит только часть сборного элемента верхнего строения (например, часть железнодорожной балки), принимается соответствующая часть нагрузки. Расчет рамы ведется, как обычно, на каждый вид нагрузок (постоянная, временная) отдельно, а затем проводится суммирование полученных усилий в соответствии с физической возможностью одновременного их действия.
Вертикальные нагрузки, действующие на ригель поперечных рам, определяются как реакции ригелей продольных рам. Горизонтальные нагрузки на поперечные и продольные рамы являются частью соответствующих горизонтальных нагрузок (вдоль и поперек кордона), действующих на секцию.
Анализ результатов расчетов сооружений на сваях-оболочках диаметром более 1 м с глубиной 9,75; 11,5 м и более для I категории нагрузок показывает, что сжимающее усилие в свае от действия горизонтальной нагрузки при расчете продольной рамы не превышает 5% от общей величины силы, что находится в пределах точности инженерного расчета. Для упрощения возможно допускать определение только по расчету основной (поперечной) рамы сооружения.
21.9(17.9). Усилия , , в элементах рамных конструкций причалов эстакадного типа, вызванные межсезонным перепадом температур и влажностными воздействиями, следует определять с учетом деформации ползучести либо с применением временного длительного модуля деформации в соответствии с главой СНиП II-56-77. |
Примечания: 1. Расчет конструкций на температурно-влажностные воздействия допускается не выполнять в стадии эксплуатации для подземных сооружений, а также для тонкостенных элементов сооружений, в которых практически обеспечена свобода перемещения.
2. В конструкциях железобетонных морских причальных сооружений с относительно большой длинной секцией (длина секции 40 м) рекомендуется производить учет межсезонного (годового) перепада температуры. Модули деформации для определения усилий от межсезонного температурного перепада должны учитывать ползучесть бетона и приниматься в соответствии с табл.24, поз.1 (для трещиностойких элементов) и поз.2 (для элементов при наличии трещин). Момент инерции независимо от трещиностойкости допускается определять без учета арматуры. Межсезонный (годовой) перепад температуры допускается определять по прил.12 настоящего Руководства.
Для бетона в раннем возрасте значения модулей деформации следует принимать уменьшенными по опытным данным. При отсутствии опытных данных модули деформации определяются по табл.24 как для бетона марок соответствующей кубиковой прочности раннего возраста (при необходимости применяется интерполяция).
3. Значения тепловлагофизических характеристик бетона, необходимых для расчета конструкций эстакадных причальных сооружений на температурно-влажностные воздействия, и характеристики тепловыделения бетона при его твердении должны приниматься по прил.3 к СНиП II-56-77.
Таблица 24
По- |
Состояние элементов |
Длительные модули деформаций, кгс/см, при марке бетона |
Область применения | |||||||
|
|
М100 |
М150 |
М200 |
М250 |
М300 |
М400 |
М500 |
М600 |
|
1 |
Для элементов без трещин |
1,05·10 |
1,35·10 |
1,65·10 |
1,8·10 |
1,9·10 |
2,15·10 |
2,3·10 |
2,4·10 |
Для расчета элементов по деформациям от длительных нагрузок и на межсезонный перепад температур |
2 |
Для элементов с трещинами |
0,8·10 |
0,95·10 |
1,2·10 |
1,3·10 |
1,4·10 |
1,6·10 |
1,7·10 |
1,8·10 |
21.10.(17.10). Реакции одиночных опор от единичного горизонтального смещения относительно осей и определяются при заделке опор в ростверке и грунте по формуле [153(90)] [154(91] где и - реакции свай козловой опоры за счет деформации их материала; |
Примечание. Реакции свай козловых опор от единичного горизонтального смещения при расположении козловых опор перпендикулярно плоскости действия силы определяются по формуле [153(90)] для одиночных опор.
К пп.21.12(17.12)-21.15(17.15). Излагаемое решение распределения усилий от горизонтальных нагрузок на секцию между опорами является интерпретацией решения, изложенного в книге С.П.Антонова и В.П.Мейерсона "Расчет сооружений с высоким свайным ростверком" (Морской транспорт, 1957), применительно к сооружениям на цилиндрических опорах. Приведенные рекомендации соответствуют практике проектирования подобных сооружений.
Рекомендуемый в Руководстве метод расчета свободных рам является распространением метода последовательных приближений (Харди-Кросса) на расчет свободных рам с податливыми стойками.
Для сваи-стойки (сваи, опирающейся на практически несжимаемый грунт) условная глубина защемления принимается на линии приложения равнодействующей сил трения грунта о боковую поверхность сваи и лобового сопротивления торца сваи. В соответствии с рис.45 положение равнодействующей от торца сваи определяется по формуле
[173]
где , , - силы сопротивления соответственно 1-, 2- и 3-го слоя грунта на боковой поверхности сваи.
Остальные обозначения - по рис.45.
Рис.45. Схема определения глубины условного защемления сваи-стойки
21.18(17.18). Коэффициент увеличения сопротивления грунта, вызванного пространственной работой опоры, допускается определять по формуле [174(110)] [175(111)] [176(112)] [177(113)]; [178(114)] [179(115)] - угол наклона откоса; [181(117)] [182(118)] [183(119)] для откоса [184(120)] ,* [185(121)] [186(122)] [187(123)] где - глубина погружения опоры. |
В первом случае конец забитой сваи смещается вместе с окружающим сваю грунтом (висячая свая) и коэффициент упругой податливости зависит от упругой осадки сваи в грунте и от упругой деформации материала свободной части сваи.
Во втором случае конец забитой сваи опирается на практически несжимаемый (скальный) грунт (свая-стойка) и коэффициент упругой податливости зависит только от упругой деформации материала сваи по всей ее длине.
Примечание. Коэффициенты податливости опор в грунте, определенные по формулам [186(122)] и [187(123)], следует по возможности уточнять по результатам натурных статических испытаний.
Упругая податливость опоры в грунте по результатам статических испытаний определяется по формуле
[188]
где - расчетная нагрузка на опору по результатам нагружения статической нагрузкой;
- осадка опоры (сваи, сваи-оболочки).
Коэффициент упругой податливости численно равен осадке головы опоры от действия единичной продольной силы.
Величина, обратная коэффициенту упругой податливости, называется коэффициентом упругого оседания ; этот коэффициент численно равен силе, от действия которой происходит смещение головы опоры на единицу длины.
Упругая податливость одиночной сваи под действием вертикальной силы характеризуется коэффициентом оседания
[189]
где - угол наклона сваи к вертикали.
Горизонтальная составляющая упругой податливости наклонной одиночной сваи от действия вертикальной силы характеризуется коэффициентом оседания
[190]
Для вертикальной сваи формула [189] принимает вид
[191]
При наличии в конструкции козловых и полукозловых опор упругая податливость узла характеризуется суммой упругой податливости свай, входящих в данный узел.
При этом, кроме коэффициентов упругой податливости от действия вертикальной силы (формулы [189] и [190]), учитываются коэффициенты упругой податливости от действия горизонтальной силы по формулам:
вертикальная составляющая коэффициента оседания
[192]
горизонтальная составляющая коэффициента оседания
[193]
По условию взаимности перемещений коэффициент горизонтальной податливости от действия вертикальной силы равен коэффициенту вертикальной податливости от действия горизонтальной силы, т.е.
21.25. В последнее время наибольшее распространение получил метод, по которому грунт, окружающий сваю, работающую на горизонтальную и моментную нагрузки, рассматривается как упругая линейно-деформируемая среда, характеризуемая коэффициентом постели.
Этот метод принят в расчете пространственной конструкции эстакад по каркасной схеме (РД 31.31.08-72). Применение этого метода в расчетах плоских рамных систем изложено в прил.13.
Расчет сваи с учетом упругости грунта коэффициентом постели от единичного горизонтального смещения (=1) головы сваи и единичного поворота (=1) ее относительно горизонтальной оси выполняется по схеме балки на упруго оседающих опорах (рис.46).
Рис.46. Схема расчета сваи при учете работы грунта как упругой линейно-деформируемой среды,
характеризуемой коэффициентом постели
Воздействие грунта на сваи (опоры) заменяется эквивалентом работы упругих связей (упругих опор), усилия в которых от единичных смещений определяются по формуле
[194]
где - коэффициент постели грунта основания на рассматриваемой глубине, тс/м, определяемый по формуле
[195]
- коэффициент пропорциональности, характеризующий рост с глубиной коэффициента постели грунта, тс/м.....*, принимаемый по табл.1 приложения к СНиП II-17-77;
_______________
* Брак оригинала. - Примечание .
- глубина, м, рассматриваемого сечения (расположение фиктивной опоры ) относительно поверхности грунта, для которого определяется коэффициент постели;
- расчетная площадь, м, примыкающая к фиктивной (упругой) опоре , определяемая по формуле
[196]
- расчетная ширина сваи, м, принимаемая:
для круглого сечения сваи
[197]
для прямоугольного -
[198]
- расстояние между серединами смежных пролетов, примыкающих к фиктивной (упругой) опоре , м;
- наружный диаметр круглого сечения или сторона прямоугольного сечения сваи, м.
Коэффициент упругой податливости в случае учета работы грунта коэффициентом постели определяется по формуле
[199]
где - коэффициент, учитывающий уменьшение осадок оснований с уменьшением площади подошвы опор;
и - то же, что в п.21.24(17.24);
- полная длина сваи от острия до низа верхнего строения;
- коэффициент постели на глубине забивки сваи (острия), определяемый по формуле [195].
Соответствующие изменения в этом случае необходимо внести в формулы [189]-[193] определения коэффициента оседания. В частности, формула [191] для вертикальной сваи будет иметь вид
[200]
21.26(17.25). Расчет опор (свай, свай-оболочек) и свайных фундаментов и их оснований по первой и второй группам предельных состояний (по потере несущей способности по материалу опоры и грунту, а также по деформациям и трещиностойкости) надлежит выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП II-17-77, СНиП II-56-77 и СНиП II-21-75. При этом несущая способность опор по грунту определяется по формуле [201(124)] | |||||
|
Сочетание нагрузок и силовых воздействий |
Класс капитальности сооружения | |||
I |
II |
III |
IV | ||
Основные |
1,10 |
1,05 |
1,00 |
1,05 | |
Особые |
1,15 |
1,10 |
1,10 |
1,10 | |
Строительные |
1,10 |
1,10 |
1,05 |
1,00 | |
|
К пп.21.24(17.24)-21.27(17.26). При расчете свайных эстакадных и других причальных сооружений несущая способность опор (свай, свай-оболочек) по грунту и упругая податливость материалa опоры и грунта основания определяются по СНиП II-17-77, Руководству к СНиП и рекомендациям Н.А.Смородинского, т.е. по указаниям, составленным на ограниченном натурном материале, что приводит в ряде случаев к искажению расчетных усилий и глубины погружения свайных фундаментов по сравнению с данными натурных статических и динамических испытаний. Поэтому рекомендовано для повышения надежности и экономичности принимаемых проектных решений во всех случаях выполнять полевые исследования для причальных сооружений с I по III класс капитальности.
21.28(17.27). В конструктивных расчетах прочности, устойчивости, деформаций и трещиностойкости, выполняемых в соответствии с указаниями глав СНиП II-56-77, СНиП II-21-75, Руководству к СНиП II-21-75 и СНиП II-23-81, расчетную длину опор внецентренно-сжатых элементов допускается определять как произведение коэффициента приведения длины , назначаемого в соответствии с прил.14 настоящего Руководства, и геометрической высоты от условной заделки в грунте основания до низа ростверка. |