Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет нагельного крепления откоса

Нагельное крепление откосов котлованов «Облегченная стержневая крепь при строительстве тоннельных сооружений Новосибирского метрополитена»

размещено: 18 Октября 2013
обновлено: 18 Октября 2013

СГУПС (На правах рукописи)

Савельев Юрий Николаевич «ОБЛЕГЧЕННАЯ СТЕРЖНЕВАЯ КРЕПЬ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ НОВОСИБИРСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА»
Новосибирск 2002г. 155 стр.

Специальность 05.23 Л1 — Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Научный руководитель — заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Ю.А.ЛИМАНОВ
Научный консультант — кандидат технических наук, доцент Г.Н. Полянкин

Рекомендуемый перечень нормативной документации для обоснования принятых решений (в свободном доступе):
1) СТП 013-2001 — «Нагельное крепление котлованов и откосов»
2) СТО-ГК Трансстрой-013-2007 — «Нагельное крепление котлованов и откосов»
3) СП 45.13330.2012 (пп 12.9) (СНиП 3.02.01-87) — «Земляные сооружения, основания и фундаменты»
4) СТО НОСТРОЙ 109-2013 — «Устройство грунтовых анкеров, нагелей и микросвай»

Данная диссертация раскрывает вопрос расчёта нагельного крепления котлованов. Раскрыта методология назначения шага и длинны нагелей
Рекомендуется в помощь при разработке нагельного крепления откосов котлованов

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Критический обзор способов строительства метрополитена мелкого заложения и крепления котлованов
1.1. Конструкции и способы производства работ при строительстве станций метрополитена мелкого заложения
1.2. Крепление котлованов при строительстве метрополитена мелкого заложения
1.3. Анализ опыта применения стержневой крепи
1.4. Анализ известных экспериментальных исследований стержневой крепи
1.5. Технико-экономическое обоснование применения стержневого крепления в метро — и тоннелестроении
2. Исследование условий и особенностей строительства новосибирского метрополитена
2.1. Общие сведения
2.2. Инженерно-геологические условия строительства
2.3. Конструкции метрополитена и способы производства работ
3. Экспериментальные исследования работы стержневой крепи котлованов на моделях
3.1. Общие положения
3.2. Методика проведения исследований
3.3. Построение модели и порядок проведения экспериментов
3.4. Результаты экспериментальных исследований на моделях
3.5. Анализ результатов исследований на моделях и установление эмпирических зависимостей
4. Натурные исследования работы стержневой крепи котлованов
4.1. Организация опытного участка и разработка методики исследований
4.2. Исследование сцепления армирующих стержней с грунтом
4.3. Исследование устойчивости откоса котлована, закрепленного стержневой крепью
5. Теоретическое обоснование рекомендаций по расчету стержневой крепи
5.1. Критический обзор существующих методов расчета стержневой крепи
5.2. Закономерности работы стержневой крепи по результатам моделирования и натурных исследований
5.3. Рекомендуемая методика расчета стержневой крепи котлованов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

нагельное крепление

3.1 нагельное крепление : Геотехническая конструкция, предназначенная для обеспечения устойчивости вертикальных стенок и круто наклонных откосов строительных котлованов и выемок путем укрепления в процессе разработки прилегающего грунтового массива системой армирующих элементов (стальных стержней) или буроинъекционных микросвай.

3.6 нагельное крепление : Геотехническая система, предназначенная для обеспечения устойчивости вертикальных стенок и крутонаклонных откосов строительных котлованов и выемок путем укрепления в процессе их разработки прилегающего грунтового массива системой армирующих элементов (стальных стержней) или буро инъекционных микросвай.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

  • нагель грунтовый «Титан»
  • наглядное пособие

Полезное

Смотреть что такое «нагельное крепление» в других словарях:

СТО-ГК Трансстрой 013-2007: Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве — Терминология СТО ГК Трансстрой 013 2007: Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве: 3.7. анкерная свая «Титан» : Ненапрягаемая грунтовая свая с тягой из ТВШ и передовой буровой коронкой. Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО-ГК Трансстрой 023-2007: Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг «Титан» — Терминология СТО ГК Трансстрой 023 2007: Применение грунтовых анкеров и свай с тягой из трубчатых винтовых штанг «Титан»: 3.2 анкер грунтовый «Титан» : Предварительно напрягаемый буроинъекционный анкер с тягой из ТВШ и передовой буровой … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

анкерная свая «Титан» — 3.7. анкерная свая «Титан» : Ненапрягаемая грунтовая свая с тягой из ТВШ и передовой буровой коронкой. Источник: СТО ГК Трансстрой 013 2007: Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

буроинъекционная микросвая — 3.5. буроинъекционная микросвая : Разновидность буровых набивных свай, отличающаяся малым диаметром (40 170 мм) и способом устройства путем инъекции в скважину цементного раствора в один или несколько этапов. Источник: СТО ГК Трансстрой 013 2007 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читать еще:  Пластиковый или металлический уголок для откосов

буроинъекционный нагель — 3.3. буроинъекционный нагель : Буроинъекционная анкерная микросвая, передающая выдергивающее усилие в грунт по всей своей длине. Такая свая включает цементно стальной ствол (в грунте) и оголовок для закрепления на стенке (откосе). Источник: СТО… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

В/Ц — 3.14 В/Ц : Водо цементное отношение. Источник: ОДМ 218.2.014 2011: Методические рекомендации по применению сталефибробетона при ремонте мостовых сооружений 3.9. В/Ц : Водоцементное отношение … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

грунтовые нагели — 3.8 грунтовые нагели: Геотехническая конструкция для обеспечения устойчивости откосов и склонов, устраиваемая горизонтально или наклонно без дополнительного натяжения. Источник: СП 45.13330.2012: Земляные сооружения, основания и фундаменты 3.2.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

грунтовый нагель «Титан» — 3.8. грунтовый нагель «Титан» : Анкерная свая «Титан» малого диаметра и относительно небольшой длины с тягой из ТВШ, предназначенная для работы в составе системы, повышающей устойчивость грунтовой стенки (откоса). Источник: СТО ГК Трансстрой 013… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

погружной нагель — 3.4. погружной нагель : Армирующий элемент, установленный непосредственно в целик грунта путем забивки, задавливания или завинчивания. Источник: СТО ГК Трансстрой 013 2007: Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ТВШ — 3.6. ТВШ : Толстостенная трубчатая винтовая штанга диаметром 30 130 мм и длиной 2 6 м. Источник: СТО ГК Трансстрой 013 2007: Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве 3.10 ТВШ : Толстостенная трубчатая винт … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

«ГеоТехника», 5/2011

«ГеоТехника», 5/2011

Содержание

Инновационные аспекты использования естественных криогенных ресурсов для обеспечения механической безопасности зданий и сооружений в криолитозоне

Попов А.П., Самсонова В.В. …4

В статье рассматривается совокупность способов использования естественных криогенных ресурсов, инновационных методов проектирования, программных средств нестационарного численного прогноза, технических средств управления прочностью и устойчивостью грунтовых оснований и пространственной неизменностью конструкций инженерных сооружений для обеспечения механической безопасности промышленных и гражданских объектов в криолитозоне России.

Геотехнический мониторинг состояния трубопроводов с помощью волоконно-оптических кабельных систем

Великоднев В.Я., Голубин С.И., Николаев М.Л. …22

В статье обосновывается необходимость оснащения нефте- и газопроводов самыми современными средствами непрерывного (по времени и по длине объектов) геотехнического мониторинга (ГТМ), которыми на сегодняшний день являются волоконно- оптические кабельные системы (ВОС). Дается краткий обзор их преимуществ и возможностей, приводятся примеры их успешного использования.

Методика оценки технического состояния подпорных стен по внешним признакам

Маций С.И., Любарский Н.Н., Бычихин А.С. …30

В статье предложена методика оценки технического состояния подпорных стен по внешним признакам. Представлен пример определения категории технического состояния и сроков проведения капитального ремонта свайного подпорного сооружения.

Преимущества методов оценки устойчивости склонов в трехмерной постановке

Фоменко И.К., Зеркаль О.В. …38

В статье рассматриваются преимущества методов оценки устойчивости склонов в трехмерной постановке. Представлены результаты бета-тестирования программного продукта SVSlope 3D производства компании SoilVisionSystems (Канада) по трехмерному моделированию устойчивости склонов. Подтвержден вывод A. Скемптона о том, что для простых геологических условий различия между значениями коэффициентов устойчивости, полученными путем двух- и трехмерных расчетов, составляют 5%. Отмечается, что при сложных геологических условиях эти различия могут достигать 20–30%.

Метод расчета нагельного крепления грунтовых откосов

Барвашов В.А., Иовлев И.М. …44

В статье описан метод определения параметров и длины грунтовых нагелей, используемых для армирования проектируемых грунтовых массивов (подрезаемых откосов и выемок), виртуально неустойчивых без армирования. Присутствие нагелей эквивалентно распределению дополнительного виртуального сцепления грунта. Эквивалентная прочность нагелей определяется, если известно распределение дефицита сцепления вдоль критической линии скольжения, а длины нагелей определяются по положению равноустойчивого контура, который разделяет устойчивый и неустойчивый грунт в виртуально неустойчивом откосе. Таким образом, расчет сводится к нахождению двух линий скольжения — критической и равноустойчивой, и распределению дефицита сцепления вдоль критической линии скольжения. Затем по распределению дефицита сцепления вдоль критической линии скольжения определяются диаметры нагелей при заданном их размещении и по характеристикам материала. Разработана компьютерная программа, проведено численное моделирование.

Геотехническая составляющая строительства подземных паркингов в условиях слабых грунтов (на примере реконструкции комплекса зданий в историческом центре г. Санкт-Петербурга)

Улицкий В.М., Шахназаров А.В., Шашкин А.Г., Богов С.Г. …54

Читать еще:  Сетка для армировки откосов

В статье рассказывается о специальных геотехнических работах при реконструкции зданий на Почтамтской улице Санкт-Петербурга под офисно-гостиничный комплекс с подземной парковкой типа «парк-сейф», в том числе о проведении струйной цементации грунтов оснований межевых стен и создании плиты ПФЗ (противофильтрационной завесы) из закрепленного грунта ниже днища котлована. Комплекс этих работ позволил в сложных условиях слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов и стесненной окружающей застройки создать котлован с коротким шпунтовым ограждением и обеспечить защиту ветхих зданий от опасных деформаций, что подтвердило адекватность принятых проектных решений.

Об устойчивости откосов и склонов, включая армогрунтовые

В последние годы инженерам все чаще приходится решать задачи, связанные со строительством сооружений на природных склонах, или же возводить искусственные откосы. В связи с этим оползневая опасность и предотвращение катастроф, связанных с ней, становятся все более актуальными проблемами.

В настоящей статье приводятся некоторые актуальные примеры аварий, вызванных некачественными инженерными изысканиями и проектированием на оползневых склонах и предлагаются пути повышения качества расчетов.

Значительная часть населения Земли живет в условиях оползневой опасности. Причин обрушения естественных склонов и искусственных откосов существует очень много. Это и деградация свойств грунтов при увлажнении, и сейсмика, и изменение конфигурации (подмыв, подрезка), и пригрузка, и техногенные воздействия и т.д. Устойчивость возводимых откосов можно оценить достаточно точно, поскольку в них свойства грунтов измеряются и контролируются. Грунтовые массивы можно укреплять нагелями, геосинтетикой, искусственными волокнами (фиброй), подпирать сваями и/или стенами. Для таких откосов нужны свои методы расчета.

Искусственные земляные массивы также подвержены авариям. Приведем для примера две известных крупных аварии, произошедших совсем недавно в США.

Разрушение ограждающей дамбы шламохранилища горной разработки меди и золота (компания British Imperial) в Британской Колумбии на западе Канады (Mount Pouley, Canada, B.C.) в августе 2015 г. привело к утечке ?10 миллионов м3 шлама в окружающие леса, озера и реки. По заключению независимой комиссии экспертов, авария произошла из-за недочетов изысканий (был пропущен прослой слабого грунта в основании дамбы), и проектирования (завышена крутизна откоса).

Вторая авария – это разрушение самой высокой в США армогрунтовой насыпи высотой 73 м, возведенной для удлинения взлетно-посадочной полосы в аэропорту Йигер, вблизи г. Чарльстоун, штат Западная Вирджиния США (Yеager Airport, Charlestone, West Virginia, USA). Причины этой аварии активно обсуждались в Интернете на англоязычном сайте Geotechnical Engineering. Выдвигались различные версии, но единодушия не было. На наш взгляд, армирующие полотнища были слабо скреплены друг с другом на внешней стороне откоса, т.е. фактически «драпировали», а не удерживали грунт от выдавливания наружу. Такие дефекты имеют тенденцию прогрессировать. Это привело к длительному (?2 года) разрушению за счет последовательного выдавливания грунта из насыпи наружу в местах нарушений слабых соединений армирующих элементов. Это началось, возможно, в одной или нескольких точках, а затем процесс разрушения начал прогрессировать.

Эти и множество других примеров показывают актуальность разработки и уточнения методов проектирования и расчета устойчивости искусственных откосов, включая армированные.

Методы расчёта устойчивости

Исследования устойчивости откосов/склонов продолжается уже 100 лет, за это время было разработано много методов расчета, которые можно разделить на три следующие группы:

Большинство методов расчета устойчивости откосов/склонов дают решения в условиях плоской задачи при допущении о форме линии скольжения (разрушения): прямая, окружность, логарифмическая спираль, ломаная линия, искомая линия. В некоторых методах учитывается образование закола в верхней части откоса. Решение получается минимизацией коэффициента устойчивости K=R/F, по геометрическим параметрам виртуальных линий скольжения, где F – сумма сдвигающих, а R – сумма удерживающих усилий вдоль линии скольжения. В отличие от этих методов в методе Моргенштерна-Прайса [1] форма линии скольжения определяется конечными приращениями.

К.Терцаги в своей книге [2] предложил учитывать закол (вертикальную трещину) в верхней части откоса, который предшествует разрушению, инициируя затем потерю общей устойчивости.

Решения В.В. Соколовского [3] разработаны для оценки устойчивости однородных откосов в условиях предельного состояния, которое достигается сразу во всех точках области разрушения (статическое разрушение). Очевидно, что устойчивость при прогрессирующем (кинематическом) разрушении меньше, чем при статическом.

Ко второй группе относятся методы построения «равнопрочного» или «равноустойчивого» профиля откоса в условиях плоской задачи. Такой профиль возникает после обрушения ранее существовавшего массива грунта. Предполагается, что, сравнивая форму такого откоса с формой существующих откосов, можно оценить, насколько устойчивы последние.

Читать еще:  Откосы траншеи пример расчета

Впервые такие откосы рассматривал В.В.Соколовский [3] (не называя их «равнопрочными» или «равноустойчивыми»), который показал, что после обрушения существующего откоса образуется новый откос, который имеет выполаживающуюся нижнюю часть и вертикальную и даже нависающую верхнюю часть — «закол», ведь связный грунт может работать на растяжение. Такие откосы мы часто видим по берегам рек и водоемов.

Н.Н.Маслов предложил и термин, и метод определения «равнопрочного» контура откоса [4], напоминающего по форме профили берега рек и водоемов, которые периодически оползают за счет подмыва водой.

Контур такого «равнопрочного» откоса по Н.Н.Маслову возникает за счет разрушения однородного полубесконечного тела с горизонтальной поверхностью в условиях плоской задачи. Но такое разрушение невозможно без значительного внешнего воздействия, что физически необъяснимо. Кроме того, в разрешающем уравнении для определения «равнопрочной» линии разрушения такого откоса автором была допущена ошибка: неучет наклона линии скольжения при учете вклада сцепления грунта. Тем не менее, «равнопрочные» откосы Н.Н.Маслова по форме очень похожи на откосы, образовавшиеся после оползней.

В [5] дана форма аналогичного, но уже «равноустойчивого» откоса, и такая же, как у откосов Соколовского. Но в формуле 6.53 на стр. 155 допущена опечатка, т.к. эта формула дает высоту устойчивого вертикального откоса, а не нагрузку, как указано в [5].

Метод конечных элементов (PLAXIS, MIDAS) дает возможность упругопластического расчета двухмерных и трехмерных откосов/склонов. Но в этих методах не учитывается образование сдвиговых разрывов грунта в «пластических» зонах. Поэтому результаты решения зависят от влияния размера ячейки сетки разбиения расчетной области на конечные элементы.

Итак, за прошедшие 100 лет начиная с появления первого метода расчета устойчивости откоса по гипотезе о круглоцилиндрической форме поверхности скольжения, предложенного в 1916 г. Р.Петерсоном (позднее «метод Шведского Геотехнического Общества»), разработано много таких методов, но, в основном, они отличаются лишь принятой формой линии скольжения, что не является существенным фактором. Гораздо важнее учет пространственного характера разрушения и пространственной неоднородности грунтовых массивов. Но именно это в данном методе не учитывается.

Направления новых исследований

Два примера недавних аварий (см. выше) указывают направления новых исследований.

Авария дамбы хвостохранилища (см. рис.1) произошла, на наш взгляд, из-за растяжения этой дамбы вдоль ее продольной оси, имеющей неправильную кольцевую форму, давлением жидких отходов изнутри наружу. Этот эффект был усилен прослойкой слабых ледниковых глин, залегающих ниже основания дамбы. В данном случае проектный расчет в условиях плоской задачи не представителен. Это типичная пространственная задача. Такой расчет можно сделать методом конечных элементов, по крайней мере для осесимметричного случая, но именно решение пространственной задачи отражает реальность. Как уже указано выше, в программах МКЭ грунтовая среда – всегда сплошная и не учитывает возникновение сдвиговых разрывов при достижении предельного состояния, что ведет к завышению прочности грунта на сдвиг.

Прогрессирующее разрушение откоса армогрунтовой насыпи (рис. 2, 3) продолжалось около двух лет. Не было аварийных разрушений, постепенно армогрунтовый откос пришел в непригодное состояние.

Это важный случай из практики, т.к. сейчас широко используются методы армирования откосов различными материалами и способами.

Уточнение параметрической формы линии скольжения при расчете устойчивости откоса не является существенным, т.к. это мало влияет на величину расчетного коэффициента устойчивости. Гораздо важнее учесть влияние возможной неравномерности свойств грунтов, слагающих откос, между точками измерения параметров грунта. При отсутствии таких данных параметры грунтов можно варьировать с помощью аппроксимирующей функции между точками измерения, оценивая получаемую разницу результатов расчета, например, в %. Для этого нужно выполнять не один, а серию расчетов, учитывающих разброс исходных данных.

Большинство существующих методов расчета армогрунтовых откосов предполагают замену арматуры на усилия, равные ее прочности на разрыв, и иногда на срез. А.Savitzky [6] предложил заменять арматуру на эквивалентное сцепление грунта, что сводит расчет устойчивости армогрунтового откоса к расчету откоса с увеличенным сцеплением (В.А.Барвашов [7]).

Автор надеется, что представленная информация инициирует дискуссию по рассмотренным вопросам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector