Stroi-doska.ru

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

Заложения откоса что это такое

СНиП 2.06.03-85 МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ — Коэффициенты заложения m откосов каналов и дамб Приложение 15

Содержание материала

  • СНиП 2.06.03-85 МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ
  • 1. Общие положения
  • 2. Оросительные системы
  • Оросительная сеть
  • Системы поверхностного полива
  • Рисовые системы
  • Системы дождевания
  • Системы капельного орошения
  • Системы синхронного импульсного дождевания
  • Системы внутрипочвенного орошения
  • Системы лиманного орошения
  • Оросительные системы с использованием животноводческих стоков
  • Оросительные системы с использованием сточных вод
  • Водосборно-сбросная сеть
  • Каналы
  • Трубчатая сеть
  • Лотковая сеть
  • Регулирование водораспределения
  • Дренаж на орошаемых землях
  • 3. Осушительные системы
  • Требования к водно-воздушному режиму почв
  • Регулирующая сеть
  • Закрытая регулирующая сеть
  • Открытая регулирующая сеть
  • Основные буквенные обозначения Приложение 1
  • Термины и определения Приложение 2
  • Потери воды на испарение, инфильтрацию и поверхностный сброс при поливе по бороздам Приложение 3
  • Нижняя граница (порог) допускаемых пределов иссушения почвы по основным фазам вегетации сельскохозяйственных культур, в зависимости от механического состава почв, % Приложение 4
  • Глубина расчетного слоя почвы по культурам и фенологическим фазам Приложение 5
  • Условия применения продольной и поперечной схем полива Приложение 6
  • Элементы техники полива при переменном расходе воды в борозду Приложение 7
  • Элементы техники полива при постоянном расходе воды в борозду Приложение 8
  • Элементы техники полива по узким коротким полосам Приложение 9
  • Элементы техники полива по узким длинным полосам Приложение 10
  • Коэффициенты использования рабочего времени суток кday дождевальных машин кругового действия Приложение 11
  • Коэффициенты использования рабочего времени смены кс и суток kday дождевальных машин -волжанка- и -днепр- Приложение 12
  • Коэффициенты использования рабочего времени суток kday дождевальных машин ддн-70, ддн-100, дда-100ma Приложение 13
  • Коэффициенты шероховатости п каналов и естественных водотоков Приложение 14
  • Коэффициенты заложения m откосов каналов и дамб Приложение 15
  • Гидравлический расчет каналов Приложение 16
  • Допускаемые неразмывающие скорости Приложение 17
  • Определение транспортирующей способности канала и незаиляющих скоростей Приложение 18
  • Определение фильтрационных потерь воды из каналов Приложение 19
  • Верхний предел допускаемого содержания солей в почве в зависимости от типа засоления, % на сухую навеску (по данным анализа водной вытяжки 1:5) Приложение 20
  • Расчеты междренных расстояний Приложение 21
  • Все страницы

КОЭФФИЦИЕНТЫ ЗАЛОЖЕНИЯ m ОТКОСОВ КАНАЛОВ И ДАМБ

Коэффициенты заложения т откосов каналов в зависимости от грунта, слагающего русло

Галечник и гравий с песком

Глина, суглинок тяжелый и средний, торф мощностью пласта до 0,7 м, подстилаемый этими грунтами

Суглинок легкий, супесь или торф мощностью пласта до 0,7 м, подстилаемый этими грунтами

Песок мелкий или торф мощностью пласта до 0,7 м, подстилаемый этими грунтами

Торф со степенью разложения до 50 %

Торф со степенью разложения более 50 %

Коэффициенты заложения т нару­жных откосов дамб каналов устраивае­мых в насыпи или полунасыпи

Коэффициенты заложения т нару­жных откосов дамб каналов устраивае­мых в насыпи или полунасыпи

Глина, суглинок тяжелый и сред­ний

Примечания к таблицам 1 и 2: 1. Первое значение заложения для каналов с расходом воды менее 0,5 м 3 /с, второе — с расходом воды более — 10 м 3 /с.

2. Заложение внутренних и наружных откосов каналов может быть увеличено по сравнению с указанными в таблицах, если это необходимо по условиям применения прогрессивных методов производства строительных работ.

Заложения откоса что это такое

Очертание профиля земляной плотины зависит от грунтов, из которых возводится насыпь, типа и высоты плотины, характера грунтов основания и условий строительства.

Исходя из гидростатического распределения давления грунта в земляной насыпи, следует, что чем она выше, тем более пологим должен быть откос. Проектное заложение откосов должно обеспечить устойчивость плотины в течение всего эксплуатационного периода. Чтобы убедиться в устойчивости откосов, выполняют статические расчеты, в которых определяют коэффициент запаса. Во всех случаях, когда фактический коэффициент запаса оказывается равен или больше нормативного, плотина считается устойчивой. В существующей методике расчета поперечный профиль плотины должен быть известен, поэтому нужно предварительно задаваться заложением откоса, а затем расчетом подтвердить правильность принятого очертания плотины и ее устойчивость.

Для этого пользуются данными, полученными на основе опыта плотиностроения. Ориентировочные значения коэффициента заложения откосов в зависимости от высоты плотины и вида грунта тела плотины можно назначать по таблице 19.

Для высоких плотин такие рекомендации дать трудно, поэтому приходится в каждом отдельном случае учитывать возможное неблагоприятное сочетание факторов, от которых зависит устойчивость откоса, задаваться различными значениями коэффициентов откоса и решать задачу методом постепенных приближений. В ответственных сооружениях при назначении откосов используют данные лабораторных исследований или проводят натурные испытания.

Откосы земляных плотин могут быть с постоянным (для низких), переменным (для средних и высоких) заложением (рис. 36). В плотинах с переменным заложением откосов объем насыпи значительно сокращается (на рисунке 36, б заштрихованная часть показывает излишний объем) по сравнению с откосами постоянного заложения. Изменение коэффициента заложения откосов не должно быть резким: до 0,5 на каждом переломе.


Рис. 36 Заложение откосов плотины:
а — постоянное; б — переменное без берм; в — переменное с бермами.

Верховые откосы плотин всегда более пологи, чем низовые (табл. 19), поскольку устойчивость откоса зависит от угла внутреннего трения, который для грунтов, насыщенных водой, меньше, чем для сухих.

Применяя вместо переменного постоянное заложение откоса по всей высоте плотины, коэффициент откоса следует брать по наиболее пологому участку, т. е. участку, расположенному у основания плотины (рис. 36,б).

Читать еще:  Расчет объема земляных работ для котлована с откосами

Переломы откосов по высоте плотины делают через 10-15 м, при этом изменение заложения может быть осуществлено без берм (рис. 36,б) или с бермами (рис. 36,в). Последний вариант лучше, как это следует из основных задач, выполняемых бермами.

Бермы устраивают как на низовом, так и верховом откосах. Они служат для:

— облегчения производства работ по покрытию откосов;

— создания более устойчивого упора для крепления откоса;

— включения в тело плотины строительных перемычек;

— осуществления перехода от одного заложения откоса к другому;

— перехвата и отвода дождевых и талых вод, стекающих с вышерасположенной части откоса;

— надзора и ремонта откоса в процессе эксплуатации;

— сопряжения откоса плотины с дренажем, выполненным в виде дренажной призмы.

Первые четыре пункта из перечисленных можно отнести к верховому откосу, а остальные — к низовому.

Поскольку бермы верхового откоса необходимы главным образом для производственных условий, размеры их и местоположение принимают, исходя из принятой организации работ. Так, при креплении откосов сборными плитами ширина бермы зависит от базы подъемных кранов, а расстояние между бермами по высоте — от вылета стрелы (рис. 37). В случае, когда бермы предназначены только для создания упора, ширина их равна 1,5-2,0 м. Если по условиям производства работ бермы не требуются, а упоры крепления устраивают непосредственно на откосе, верховые откосы могут быть без берм.

Низовые откосы плотин средней высоты и тем более высоких, как правило, имеют бермы. В низких плотинах бермы обычно — отсутствуют, но не исключена возможность и для них устройства одной бермы.
При интенсивных осадках (ливнях) наблюдаются значительные деформации откосов. Стекающая вода


Рис. 37. Размещение берм на верховом откосе плотины при укладке
плит кранами.

после дождей, образуя ручейки, постепенно размывает грунт откоса.

Для предупреждения размыва требуется усиленное крепление, так как обычное крепление не в состоянии противостоять большим скоростям потока воды. Бермы на откосе сокращают путь струек, уменьшают их интенсивность и скорости, тем самым, исключая применение усиленного крепления.

На низовом откосе бермам придают односторонний поперечный уклон в пределах 2-4% с направлением в сторону верхнего бьефа.
Ширину берм назначают в пределах 1,5-2,0 м, если по каким-либо причинам не требуется ее увеличения, например при устройстве проезда. Ширина бермы в этом случае должна отвечать габаритам транспортных средств.

Для сбора дождевой воды, стекающей по откосу, на берме устраивают кюветы-канавки, располагая их на внутренней стороне. Собранная вода стекает по лоткам, проложенным по откосу, под углом 45° к бровке. Конец лотка примыкает к канавке, идущей у подошвы откоса, сопрягаемого с поверхностью земли. По этой канавке в нижний бьеф стекает вода, просочившаяся через тело плотины, и дождевая вода, поступающая из лотков. Схема размещения кюветов, лотков и сборных канавок приведена на рисунке 38.


Рис. 38 Размещение кюветов, сбросных лотков и сбросных канавок на низовом откосе:
а — вид на плотину с нижнего бьефа; б — поперечный разрез плотины; в — деталь бермы; 1 — кювет вдоль бермы; 2 — лотки для спуска дождевой воды; 3 — канавка для сбора фильтрационной воды; 4 — кювет с одеждой; 5 — укрепленная бровка.

Коэффициент заложения откоса, a

ГрунтКоэффициент заложения откоса, a при глубине выемки, не более, м
1,5
Насыпной неуплотняемый Песчаный и гравийный Смесь Глина Лесс и лессовидный0,67 0,5 0,250,67 0,5 0,251,25 0,85 0,5 0,5

Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае пригрузки бермы весом строительных машин может быть определено через наименьшее допустимое приближение опоры крана lн (конца шпалы, гусеницы, колеса) к основанию откоса по табл. 9.3.

Наименьшее допустимое расстояние до подошвы траншеи

Глубина выемки, мНаименьшее допустимое расстояние lн, м для грунта (ненасыпного)
песчаногосупесчаногосуглинистогоглинистого
1,51,25 2,4 3,6 4,4 5,33,25 4,751,5 1,75 3,5

ЗадачаТребуется определить положение границы опасной зоны на берме выемки глубиной 3 м в суглинистых грунтах.

  1. По исходным данным находим по табл. 9.2 значение коэффициента заложения a = 0,5.
  2. Вычисляем след плоскости скольжения от возможной призмы обрушения на берме, свободной от нагрузки:

  1. По табл. 9.3 наименьшее допустимое приближение к подошве незакрепленного откоса lн = 3,25 м, в котором учитывается дополнительная пригрузка бермы массой строительной машины (крана).
  2. Принимаем положение границы опасной зоны для двух случаев:

берма выемки свободна от нагрузки – lн = 2,8 м;

берма выемки имеет нагрузку – lн = 3,25 м.

Устойчивость кранов

Для свободно стоящих стреловых кранов проверка грузовой устойчивости обязательна при двух положениях крана. В первом случае кран установлен на рабочей площадке с наибольшим допустимым уклоном a при направлении стрелы в сторону уклона перпендикулярно ребру опрокидывания (рис. 9.1, а).

Рис. 9.1. Схема расчета грузовой (а) и собственной (б)

устойчивости стрелового крана

На кран со стороны противовеса действует ветровая нагрузка рабочего состояния и инерционные нагрузки, возникающие при работе механизмов подъема, поворота, изменения вылета и передвижения крана. Инерционная нагрузка, возникающая при передвижении крана, учитывается только при проверке устойчивости вдоль подкранового пути. Во втором случае при работе крана на площадке с наибольшим допустимым уклоном a стрела с грузом на максимальном вылете направлена в плане под углом 45° к ребру опрокидывания в сторону уклона рабочей площадки. В дополнение к первому расчетному случаю на кран действует касательная инерционная нагрузка от массы груза и стрелы, возникающая при работе механизма поворота крана в неустановившемся режиме.

Читать еще:  Как установить уголки для откосов

Расчет ветровых нагрузок

За ветровую нагрузку на кран в рабочем состоянии принимается предельная нагрузка, при которой обеспечивается эксплуатация крана с номинальным грузом. Ветровой нагрузкой на кран в нерабочем состоянии считается предельная ветровая нагрузка, на которую должны быть рассчитаны элементы крана. Ветровая нагрузка определяется суммой статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая ветровой нагрузки рассчитывается по формуле

(9.1)

где r – плотность воздуха;

u – скорость ветра, направленного параллельно земле;

к – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления ветра по высоте;

с – коэффициент аэродинамической силы;

п – коэффициент перегрузки (для рабочего состояния п=1, для нерабочего п=1,1).

Для нерабочего состояния динамическое давление и скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в зависимости от района РФ следует принимать по табл. 9.4.

Скорость и давление ветра

Показатель ветровой нагрузкиРайоны РФ
IIIIIIIVVVIVII
Скорость ветра, м/с
Динамическое давление , Па

П р и м е ч а н и е. Московская, Ивановская и Владимирская области – 1 район.

Для рабочего состояния крана динамическое давление и скорость ветра u на высоте 10 м над поверхностью земли, вне зависимости от района установки крана, но с учетом его назначения принимается по табл. 9.5.

Скорость и давление ветра

Назначение крановСкорость ветра, м/сДинамическое давление, Па
Краны: строительные, монтажные, для полигонов железобетонных изделий, штучных грузов, а также стреловые самоходные общего назначения14,0
Краны всех типов, устанавливаемые в речных и морских портах20,0
Краны, устанавливаемые на объектах, исключающих возможность перерыва в работе28,5

Задача Оценить собственную устойчивость стрелового самоходного крана, выполненного по схеме рис. 9.1.б, если: G1=42,49 кН – вес поворотной части крана; G2=118,59 кН – вес неповоротной части крана, b=2,42 м, С1=1,44 м и С2=0,02 м, a =6°, h’1=2,1 м и h»1=1,0 м – расстояния от центра тяжести поворотной и неповоротной частей крана до плоскости, проходящей через точки ребра опрокидывания; А1=3,8 м 2 ; А2=9,6 м 2 , r’2=2,3 м, r»2=1,1 м – наветренные площади и расстояния от плоскости, проходящей через точки опорного контура до центров приложения ветровой нагрузки поворотной и неповоротной частей крана соответственно. Район установки крана II.

РешениеРасчет ветровой нагрузки ведем по формуле (9.1) Динамическое давление ветра для нерабочего состояния крана выбираем по табл. 9.4. Для района II РФ =350 Па. Коэффициент аэродинамической силы с=1,2. Коэффициент к=1,00, так как наветренные площади крана расположены ниже уровня 10 м от поверхности земли. Коэффициент п=1,1.

Дальнейший расчет по алгоритму, приведенному в [9.1], показывает, что кран устойчив.

6. Устойчивость откосов плотины

Минимально возможный профиль земляной плотины представляет собою трапецию с откосами, обычно не круче 1: 1,5. Вес плотины такого профиля настолько значителен, что о сдвиге ее под действием горизонтальных сил от давления воды верхнего бьефа не может быть речи. Поэтому расчет земляной плотины на сдвиг не производят.

Неустойчивыми могут оказаться откосы плотины как сами по себе, так и в связи с недостаточной устойчивостью основания.

1. В насыпях из сыпучих (несвязных) грунтов, лишенных сцепления и обладающих лишь внутренним трением, если отсутствуют фильтрационные силы, устойчивый откос представляет собою плоскость, наклоненную к горизонту под углом ?, где ? — угол внутреннего трения или естественного откоса. Всякий откос с углом наклона ? ? ? является неустойчивым.

Для песчаных грунтов естественной влажности углы внутреннего трения варьируют от 25 0 для песков до 43 0 для гравелистых грунтов в зависимости от плотности.

2. Связные грунты (глина, суглинки) кроме внутреннего трения частиц (угла ?) располагают силами сцепления с, измеряемые в единицах давления (паскалях и др.).

В литературе [2] приведен график приближенного метода расчета для однородных земляных откосов из связных грунтов, предполагающий поверхность сползания откоса круглоцилиндрической. По этому графику, зная объемный вес грунта ?1 (т/м 3 ), угол внутреннего трения ? сцепление с (т/м 2 ), и высоту откоса h (м), можно определить угол безопасного откоса ?.

Рис. 6.1. График расчета устойчивости откосов для однородных связных грунтов [2].

Вычисленное значение заложения откоса m по графику для плотин 1-го и 2-го класса следует увеличить на коэффициент безопасности по СНиП.

3. Как правило, откосы земляной плотины не являются однородными по составу; даже в плотине из однородного грунта часть последнего, лежащая ниже кривой депрессии, имеет иные физические свойства, чем вышележащий сухой грунт: иной объёмный вес, иное сцепление, наличие фильтрационных сил. Кроме того, в большинстве случаев основание плотины может деформироваться вместе с откосами.

Для таких случаев приходится пользоваться при расчете общим методом круговых (цилиндрических) поверхностей скольжения (метод К. Терцаги) [3, 2]. Этот метод сводится к вычислению отношения момента силы веса отсека к моменту сил сцепления относительно произвольно выбранного центра кривой скольжения. По этому отношению определяется коэффициент устойчивости откоса с учетом влияния фильтрационных сил.

Вычисления продолжаются с многократно переносимым центром скольжения, из которых выбирается наиболее опасный центр с минимальным коэффициентом устойчивости.

Расчеты громоздки и требуют много времени для вычисления.

Читать еще:  Укрепление откосов канавы щебнем

Для проведения расчета необходимо знать фактические величины сцепления, трения, объемного веса участков грунтов, которые определяются лабораторными испытаниями, а также фильтрационных сил, вычисляемых по построенной фильтрационной сетке.

В настоящее время расчет устойчивости выполняется по разработанным программам для ЭВМ. Эти расчеты выполняются специализированными проектными организациями (ОАО «Гидропроект» и др.). Расчетную схему устойчивости приводим ниже. [2].

Подробные методики расчетов приведены во многих справочниках по гидротехнике и механике грунтов, повторять их в нашем пособии нецелесообразно.

На устойчивость откосов плотины существенное влияние оказывает быстрое изменение горизонта воды в водохранилище. При быстром снижении уровня вода в «мокром» клине плотины не успевает фильтровать обратно в водохранилище, что приводит к появлению порового давления, которое нужно учитывать в расчетах. Такое быстрое изменение уровня воды характерно для водохранилищ ГАЭС (гидроаккумулирующих ГЭС), где уровень воды изменяется несколько раз в сутки до 10 м. Так на плотине нижнего бассейна Загорской ГАЭС [10] при эксплуатации произошли местные оползания низового откоса. Поверочными расчетами была выявлена недостаточная устойчивость низового откоса и были приняты меры по доработке дренажной системы плотины. Для плотин ГАЭС и приливных ГЭС с переменным и быстро меняющимся уровнем воды водохранилища необходимо дренировать оба откоса плотины.

В расчетах плотины также необходимо учитывать возможное сейсмическое воздействие в зависимости от географического района и класса плотины по безопасности.

Рис.6.2. а) оползание откоса; в) схема к расчету устойчивости откоса.

При сбросе через высокую водосливную плотину паводковых вод происходит вибрация местности, которая передается на значительные расстояния, в том числе и на земляную плотину. Это явление также учитывают при назначении коэффициента запаса устойчивости откосов плотины.

Кроме обрушения массива откоса, особенно в процессе намыва, на устойчивость откоса влияет суффозия (вымывание) мелких частиц грунта под действием фильтрационных вод, и оно может привести к постепенному обрушению откоса.

Кроме этого, приводим простой расчет устойчивости откоса на оплывание (суффозию) в месте выхода фильтрационного потока на поверхность [Л. 3 стр. 629].

4. Расчет устойчивости низового откоса нa оплывание в месте выхода фильтрационного потока на поверхность (фиг. 22—15)

Этот расчет выполняется по формуле:

где ? — объемный вес воды, принимаемый равным 1 г/см 3 или т/м 3 ;

?r — объемный вес влажного грунта (в воздухе), приближенно принимаемый ?r ? 2 т/м 3 ;

? — угол наклона откоса к горизонту;

? — угол внутреннего трения грунта, из которого выполнен откос;

I — градиент фильтрационного потока на выходе, принимаемый Jпред = sin ?.

Фиг. 22—15. Схема для расчета устойчивости откоса на оплывание.

При решении равенства (22—15) поручается приближенно для отсутствия оплывания:. (22—16)

Примерные значения угла внутреннего трения ? для песков даны в таблице 2 [4 стр. 23].

Таблица 2.

Для расчета плотин 1 — 2 классов необходимы лабораторные определения угла внутреннего трения для конкретных грунтов плотины.

Примерные значения заложения откосов земляных плотин приведены в таблице раздела 6 [2].

При проектировании плотины сначала выбирают профиль плотины и заложение откосов по таблице или аналогам, а затем проверяют выбранный профиль на сдвиг, устойчивость откосов и фильтрацию.

ПроСопромат.ру

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Устойчивость откосов идеально сыпучего тела (грунта) (с=0, φ≠0)

Необходимость расчета устойчивости откосов появляется не только при строительстве дорожных насыпей и выемок, строительных котлованов, но и при решении проблемы захоронения бытовых и промышленных отходов. При разработке котлованов для захоронения отходов, вертикальной планировке площадок с уступами приходится оценивать устойчивость массивов грунтов в откосах. Устройство пологих откосов резко удорожает строительство. Крутые откосы могут привести к аварии. Нужно уметь определять оптимальную крутизну откосов хранилищ.

Идеально сыпучее тело характеризуется отсутствием сцепления (с=0). Рассмотрим откос с углом заложения α и углом внутреннего трения φ песка, слагающего откос:

Рис 1.

Исследуем условия равновесия частицы грунта А, свободно лежащей на поверхности откоса. Вес частицы F разложим на нормальную N и касательную составляющую Т, стремящуюся сдвинуть частицу вниз. Грунт обладает только внутренним трением, поэтому устойчивость (неподвижность) частицы будет обеспечена, пока сдвигающая сила Т будет равна удерживающей силе трения Т′=f∙N или меньше ее.

Учитывая, что N=F∙cosα, T=F∙sinα, из уравнения проекций на наклонную грань следует:

F∙sinα=f∙Fcosα, откуда tgα=f. Но коэффициент трения f=tgφ. Значит α=φ, то есть предельный угол откоса сыпучих грунтов равен углу внутреннего трения, отождествляемому часто с углом естественного откоса.

Для обеспечения устойчивости откоса сила, удерживающая частицы А, должна быть больше сдвигающих сил: Т≤Т′.

Если обозначить коэффициент надежности γn, тогда это условие примет вид:

γntgα≤ tgφ. Обычно принимают γn=1,1÷1,2.

Если уровень подземных вод в массиве сыпучего грунта находится выше подошвы откоса, возникает фильтрационный поток, выходящий на поверхность откоса. В грунте возникает гидродинамическое давление, что приводит к уменьшению устойчивости откоса (рис.1, б). Поэтому, рассматривая равновесие частицы А на поверхности откоса, к сдвигающей силе необходимо добавить гидродинамическую составляющую D=γв∙n∙i, где:

γв – удельный вес воды,

n – пористость грунта,

i – градиент напора.

В точке выхода воды через поверхность откоса действуют силы D и F, которые приводят к равнодействующей R. Эта сила отклонена от вертикали на угол β. В этом случае условие устойчивости откоса примет вид:

γntgα≤ tg (φ- β).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector