Файл: Будин, А. Я. Тонкие подпорные стенки.pdf

6)

сопротивление арматуры; Rw— расчетное сопротивление бетона сжатию при изгибе.

Б. Определение допускаемых нагрузок на стенки при обрыве отдельных анкерных тяг. К числу часто встречающихся повреж­ дений заанкерованных тонких подпорных стенок относится обрыв анкерных тяг.

Приближенное определение допускаемой нагрузки на неко­ торый участок стенки в зоне, где имеется неработающая тяга, производится следующим образом.

Анкерный пояс жесткости рассматривается как многопро­ летная балка, загруженная равномерно распределенной на­ грузкой S, уравновешивающей опорные реакции, каждая из ко­ торых равна усилию в анкере Ra (рис. 81,а). При выходе из строя тяги длина одного из пролетов балки удваивается, что сопровождается увеличением усилий в соседних и в следующих

180

(через одну) опорах. В анкерных тягах, находящихся рядом с неработающей, усилия возрастают на величину ARa, а в со­ седних (через одну) тягах — на величину A'Ra- Натурные ис­ следования показывают, что учитывать приращения усилий в более отдаленных тягах нет необходимости. После вычисле­ ния ARa и k'Ra допускаемую нагрузку на участке Вi протяжен­

а далее допускаемая нагрузка принимается по проекту. Приведенный метод определения допускаемой нагрузки на

тонкостенные конструкции с поврежденными анкерными тя­ гами не учитывает ряда факторов, влияющих на их работу. К их числу относится неравномерная податливость анкерных тяг и перераспределение давления грунта на сооружение. Неучет отмеченных факторов идет в запас прочности конструкций.

Несущая способность стенок, отремонтированных без вы­ вода из напряженного состояния. Несущая способность подпор­ ных стенок, отремонтированных без вывода из эксплуатации, чаще всего отличается от той несущей способности, которой они обладали до возникновения повреждений. Это отличие мо­ жет быть в ряде случаев весьма существенным и должно учи­ тываться в процессе последующей эксплуатации отремонтиро­ ванных конструкций. Иногда выполненный ремонт с доведе­ нием всех геометрических параметров элементов конструкций до проектных величин вообще не приводит к какому-либо вос­

к восстановлению несущей способности конструкций, является засыпка зон переуглубления дна перед шпунтовыми стенками. Укоренилось представление, что после засыпки зон переуглуб­ ления сооружение вновь приобретает проектные эксплуатацион­ ные качества. Но такое представление ошибочно и таит опас­ ность возникновения аварийного состояния конструкций.

После того как построенная стенка получает проектное загружение, устанавливается некоторая начальная <эпюра реак­ тивного давления грунта. Как было показано в § 1 настоящей главы, уменьшение полезной нагрузки на поверхности засыпки в различные периоды эксплуатации сооружения практически не

181

меняет .установившуюся эпюру р, так как упругая линия шпунта не может претерпеть обратную трансформацию из-за реактивного сопротивления грунта.

Если уровень грунта перед стенкой понизится на некоторую величину Ни вместо первоначальной эпюры реактивного давле­ ния р установится эпюра р\. При этом, поскольку увеличивается свободная высота стенки и уменьшается суммарная величина отпорного давления грунта на нее, напряжения в стенке (а так­ же в анкерных устройствах) увеличиваются, конструкция ока­ зывается в перенапряженном состоянии. После засыпки возник­ шего переуглубления напряженное состояние сооружения оста­ ется практически неизмененным. Вновь отсыпанный грунт ока­ зывает на стенку не реактивное, а лишь активное давление а, величина' которого незначительна. Дополнительный прогиб стенки б, возникший в результате переуглубления дна, не исче­ зает, и поэтому образовавшиеся в ней дополнительные напря­ жения остаются практически без изменения. Таким образом, в рассмотренном случае выполненный ремонт не восстанавли­ вает первоначальную несущую способность сооружения, а лишь предотвращает ее дальнейшее снижение.

Для того чтобы после засыпки зон переуглубления несущая способность конструкции полностью восстановилась, необхо­ димо обеспечить условия для возвращения упругой линии стенки в нулевое положение. Это можно сделать с помощью глубинного рыхления грунта засыпки на контакте со стенкой (на участке ее свободной высоты). Такая операция была впер­ вые выполнена в одном из речных портов по рекомендации С. В. Нерпина и дала положительный эффект. Рыхление осу­ ществлялось забивкой вблизи стенки стальных труб, которые затем прикреплялись к общей траверсе и одновременно выдер­ гивались с помощью портального крана.

Втех случаях, когда ремонту подвергаются железобетонные

истальные элементы конструкций, в которых к моменту ре­ монта действуют повышенные напряжения, первоначальная не­

сущая способность сооружений также не восстанавливается полностью. Для полного включения в работу нового бетона и металла необходимы определенные деформации восстанавли­ ваемых элементов, которые могут оказаться недопустимыми для уже перенапряженных зон сечений. Однако восстановление первоначальной несущей способности сооружений оказывается в большинстве случаев вполне возможным за счет усиления ремонтируемых элементов путем увеличения площади их по­ перечного сечения, процента армирования, применения более прочного бетона и металла.

Ниже приведены полученные автором совместно с В. М. Кольгой зависимости для определения несущей способности изгибаемых элементов, восстановленных без вывода из напря­ женного состояния.

182

Для изгибаемых элементов прямоугольного сечения из изо­ тропного материала (металл, бетон) со сплошным по длине повреждением

где 0 = /Ив/М; v = ap/cr; V = du/d\ здесь Мв — изгибающий момент, который может быть воспринят элементом после ремонта; М — то же, до возникновения повреждения; стр— наибольшее напря­

элемента в месте повреждения; d — то же, но до возникновения повреждения.

Как видно из формулы (271), при ap = 0 (v = 0) величина 0 равна единице. Это означает, что в данном случае несущая способность отремонтированного 'элемента восстанавливается полностью. При ap = o ( v = l ) она не восстанавливается вообще. Здесь 0= V2, откуда далее можно найти, что Мъ = Ми, где Ми— изгибающий момент, который мог воспринять поврежденный элемент до ремонта.

Для железобетонных изгибаемых элементов с двусторонним

Таким образом, несущая способность отремонтированного элемента вос­ становилась на 85%.

Определение величины начального натяжения отремонтиро­ ванных анкерных тяг тонких подпорных стенок. Простое вос­ становление неработающих тяг без предварительного их натя­ жения не дает эффекта в смысле восстановления первоначаль­ ного напряженного состояния и несущей способности тонкой подпорной стенки. Восстановленной тяге надо дать предвари­ тельное натяжение, цель которого — снять перегрузку с сосед­ них анкерных тяг справа и слева от восстановленной. Величина этого натяжения, которая зависит от требуемой степени ослаб­ ления усилий в соседних анкерных тягах, является функцией геометрических размеров и жесткости элементов сооружения,

183