Файл: Свайные работы [учебное пособие]..pdf

где Н — глубина котлована; h — глубина заделки шпунта в грунт. Выражение (5.2) представляет собой уравнение третьей степе­ ни относительно h, поэтому значение безопасной глубины заделки

шпунтовой стенки обычно находят подбором.

В необходимых случаях в выражении (5.2) предусматривают за­ пас устойчивости путем введения в его коэффициента устойчивости. Очевидно,

Обычно в расчетах задают некоторое значение коэффициента устойчивости /(уст и принимают /г= аЯ. Тогда выражение (5.3) при­ мет вид

2 ( 1 + <*)3К *

Для расчета конструкции стенки на изгиб находят опорную ре­ акцию анкера А на 1 м стенки

3 (Я + Л)

Наибольший изгибающий момент будет действовать в сечении, где поперечная сила Q равна нулю. Следовательно,

Зная изгибающий момент, находят необходимое сечение шпун­ товой сваи.

Приведенная схема расчета является наиболее простой. В осно­ ву расчета положены условия, что уровень воды за стенкой совпа­ дает с уровнем засыпки или вода совсем отсутствует, стенка водо­ непроницаема и анкерные тяжи уложены заподлицо с поверхностью засыпки. Отклонение от любого из этих условий необходимо учи­ тывать при расчете шпунтовой стенки.

Рассмотрим более сложный случай расчета свободностоящей шпунтовой стенки (см. рис. 5.4, б). Свободностоящая стенка удер­ живается от опрокидывания только заделкой в грунт. При этом точка D, вокруг которой возможен поворот стенки, лежит ниже уровня дна котлована. Справа на стенку, сверху вниз, до точки D должно действовать активное давление грунта, а ниже точки D —

145

пассивное сопротивление. Слева, на стенку сверху вниз, от точки В до точки D будет действовать пассивное сопротивление, а ниже точки D — активное давление. С учетом некоторых упрощений мож­ но получить эпюру давлений, изображенную на рис. 5.4, б.

Тогда, составляя уравнение проекций всех сил на горизонталь­ ную ось и уравнение моментов относительно точки В и произведя соответствующие сокращения, получим напряжение в точке В грунта

m h 3 — 6 iM .iL + А I — &R2 \ h — Уо

2

Будем считать, что напряжение в грунте на глубине Н + h не может быть больше разности между пассивным сопротивлением и активным давлением. Тогда

Исходя из этих условий для расчета свободностоящей шпунто­ вой стенки обычно принимают глубину забивки h равной или не­ сколько больше глубины котлована Я, т. е. ЛЗ*Я и ординату уо рав­ ной 0,75 от глубины забивки, т. е. г/0= 0,75 А.

Подставляют принятые значения А и у0 в выражение (5.7) и сравнивают значения од и сттах. По условию Oh должна быть поло­ жительной и меньше crmax, т. е.

Если полученное после проверки значение у0 отличается от пер­ воначально принятого не более чем на 5%, расчет на устойчивость считают законченным. В противном случае надо изменить значе­ ние А и повторить весь расчет.

Для расчета на изгиб, так же как и для расчета заанкеренной стенки, находят:

146

поперечную силу

Приведенная схема расчета отвечает условиям, когда уровень во­ ды и засыпки совпадают, а стенка водонепроницаема. При откло­ нении от этих условий в расчет необходимо внести соответствую­ щие изменения. Во всех расчетах объемный вес грунта, когда это проявляется, принимают с учетом взвешивающего действия воды.

2. Подготовительные работы

До устройства шпунтового ограждения осуществляют ряд под­ готовительных работ, частично аналогичных выполняемым при ус­ тройстве свайных фундаментов. Состав и объем этих работ зависят от местных условий.

Железобетонный шпунт доставляют и складируют с соблюдением требований, предъявляемых к железобетонным сваям.

Следует особое внимание уделять приемке, хранению и транспортировке стального шпунта, не допуская возможности появления остаточных деформаций. Для перевозки на всех видах транспорта шпунтовые сваи нужно укладывать на прокладки из досок толщиной 5 см, располагаемые по длине шпунтовых свай че­ рез 3—2,5 м. На складах и у мест выполнения работ их также нужно уклады­ вать на деревянные подкладки из двухкантного бруса, располагаемого через 2—3 м по длине шпунта, а в штабели между рядами шпунтовых свай должны быть уложены деревянные прокладки. Для облегчения застроповки шпунтин меж­

До начала работ разбивают оси шпунтовых ограждений и фик­ сируют места погружения шпунта путем установки маячных свай из швеллеров или труб, закрепляют инвентарные закрепляющие ус­ тройства. В процессе погружения шпунта направляющие последоЬательно переставляют на подготовляемые участки возводимой шпунтовой стенки.

Заготавливают шаблоны для определения мест установки от­ дельных шпунтовых свай или пакетов их, устройства отверстий в металлическом шпунте для присоединения к крюку стрелового кра­ на или крепления к ним вибрационной машины, а также для уста-

- новки тяжей анкерных устройств.

Для выполнения этих и других работ по подготовке шпунтовых свай к погружению в непосредственной близости со складом пре­ дусматривается площадка и наличие грузового крана для переме­ щения шпунта.

147

До начала работ по погружению шпунта протаскиванием специ­ ального шаблона проверяют также правильность и сохранность замков шпунтовых свай. Шаблон изготовляют из отрезка шпунто­ вой сваи того же профиля длиной 1,5—2 м.

Для протаскивания шаблона используют механизированное приспособление, показанное на рис. 5.5. На тележке 3 прикреплены два шаблона 1, причем один выступает за край тележки левым замком, а другой правым. При помощи лебед­ ки 2 и отводного блока 4 тележка перемещается по рельсовому узкоколейному пути, расположенному между стеллажами 5—7 с упорами. На стеллажах 6 пере­

кладывают из штабеля шпунтовую сваю так, чтобы за­ мок левого шаблона при движении тележки плотно вхо­ дил в замок шпунта. После протаскивания шаблона по длине всей сваи их перекладывают на стеллажах 7 для протаскивания второго шаблона при движении тележки в обратном направлении. После проверки замков шпун­ товые сваи укладывают в штабель.

В ряде случаев при подготовке металличес­ кого шпунта к погружению производят резку длинных или наращивание стандартных шпун­ товых свай до проектного размера.

Для присоединения наголовника погружателя к шпунтовой свае в ней делают прямо­ угольное отверстие размером по высоте 80 мм и ширине 110л<л<. Разметку прямоугольного отверстия на стальном шпунте делают при по­ мощи специального шаблона из листовой ста­ ли, накладываемого на шпунт.

Отверстие, располагаемое по вертикальной оси шпунтовой сваи на расстоянии 150 мм от верхнего кон­ ца, должно быть вырезано тщательно. Неправильно вы­ резанное отверстие не обеспечивает необходимой жест­ кости соединения шпунтовой сваи с наголовником, сни­ жает скорость погружения и может вызвать поломку вибропогружателя или сваи выше отверстия. Замки стального шпунта для облегчения его погружения сма­ зывают солидолом.

После проверки состояния шпунта, устра­ нения дефектов, снятия заусенцев и наплывов в торцах и вырезки отверстий шпунт маркиру­

ют, нанося несмываемой краской на расстоянии 1—0,7 м от голо­ вы порядковые номера шпунтовых свай.

3. Погружение деревянного шпунта

Деревянный шпунт погружают в грунты, не содержащие твер­ дых включений, на глубину не более 6 м. Сначала погружают маяч­ ные сваи, расстояние между которыми принимают 2—4 м, затем к ним укрепляют на болтах схватки и между ними заводят шпунто­ вые сваи — по одной или пакетом из двух -трех штук (рис. 5.6).

148

До установки шпунта между направляющими брусьями ставят прокладки такой же толщины, как и шпунтовые сваи, снимаемые по мере их погружения. Направляющие схватки устанавливают возможно выше, а при высоком ограждении — в два ряда (верхний и нижний). После забивки шпунта на 0,5 м ниже уровня нижнего ряда схваток последние удаляют.

Погружать шпунт по направлению от одной сваи к другой сле­ дует гребнем вперед, так как в этом случае в пазы не попадает грунт и ряд получается плотным. Для достижения большей плот-

Рис. 5.6. Последовательность подготовки деревянного шпунта к погружению:

а и б — установка в направляющие рамы дощатых и брусчатых шпунтовых свай; в — раскрепление шпунтовых свай клином во время забивки; 1 — маячная свая; 2—шпун­ товая свая; 3 — схватка; 4 — клин; 5 — скоба; 6 — болт

ности ряда на конце шпунтовых свай у них острия делают скос в направлении погружения, а также применяют клин из обрезков шпунта, который упирают в брусок, закрепленный скобами, забиты­ ми в направляющие рамы.

При небольших объемах работ и заглублении шпунта в грунт на 1—1,5 м маячные сваи и деревянный шпунт забивают подвесным механическим молотом, а при больших объемах работ и заглубле­ нии шпунта в грунт более 2 м применяют паровоздушные молоты, дизель-молоты и вибропогружатели с наголовниками. Последние присоединяют к шпунтовым сваям болтами, пропущенными в от­ верстия, сделанные в головах шпунта.

При возведении шпунтовых рядов с поверхности земли копер или стреловой кран перемещают по спланированной полосе вдоль шпун­ тового ряда. Для устройства шпунтового ограждения в воде забива­ ют шпунт с подмостей плотов и понтонов, на которых устанавлива­ ют кран или копер.

4. Погружение стального и железобетонного шпунта

Стальной шпунт, применяемый при заглублении в грунт свыше 6 м, можно погружать ударным и вибрационным способами. Для погружения стального шпунта ударным способом применяют два

149