Гидротехническое строительство. Устойчивость откосов. (Лекция 6)

Содержание

Слайд 2

Литература Основная: Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Основания

Литература
Основная:
Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Основания и фундаменты.

Часть 2, Основы геотехники. М.,СПб.: изд.АСВ,2002.-392с.
Шишлов С.Б., Кириллов В.М. Инженерная геология и свойства грунтов. СПб.:СПГУВК,2005.-172с.
Дополнительная:
Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособие. 4-е изд. М.: Высшая школа,2007.-566с.
Костерин Э.В. Основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 1990.-431с.
СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений.
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

Учебные вопросы
1. Устойчивость оснований сооружений и откосов.
2. Методы расчёта устойчивости откосов.
3. Конструкции подпорных стен.

Слайд 3

1. Устойчивость оснований сооружений и откосов Откосом называется искусственно созданная поверхность,

1. Устойчивость оснований сооружений и откосов

Откосом называется искусственно созданная поверхность, ограничивающая

природный грунтовый массив, выемку или насыпь. Откосы образуются при возведении различного рода насыпей (дамбы, земляные плотины и т.д.) и выемок (котлованы, траншеи, каналы и т.п.).
Склоном называется откос, образованный природным путём и ограничивающий массив грунта естественного сложения.
Основными причинами потери устойчивости откосов и склонов являются:
- устройство недопустимо крутого откоса или подрезка склона, находящегося в состоянии, близком к предельному;
- увеличение внешней нагрузки (возведение сооружений, складирование материалов на откос или вблизи его бровки);
- изменение внутренних сил (изменение удельного веса грунта при изменении его влажности);
- неправильное назначение расчетных характеристик прочности грунта или снижение его сопротивления сдвигу за счёт повышения влажности и др. причин;
- проявление гидродинамического давления, сейсмических сил, различного рода динамических воздействий (движение транспорта, забивка свай и т.п.).
Слайд 4

Слайд 5

Нормативный показатель общей устойчивости: За нормативный показатель общей устойчивости следует принимать

Нормативный показатель общей устойчивости:

За нормативный показатель общей устойчивости следует принимать

обобщенный коэффициент устойчивости:
где К1 - коэффициент, учитывающий надежность данных о прочностных и деформативных характеристиках грунтов рассматриваемого массива;
К2 - коэффициент, учитывающий категорию линии (дороги), для которой проектируется данный объект;
К3 - коэффициент, учитывающий класс (ответственность) проектируемого объекта;
К4 - коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям;
К5 - коэффициент, учитывающий вид грунта и его назначение;
Км - коэффициент, учитывающий особенности метода расчета;
Слайд 6

Расчетные значения показателя общей устойчивости Расчетные значения Кр показателя общей устойчивости

Расчетные значения показателя общей устойчивости

Расчетные значения Кр показателя общей устойчивости откоса,

косогора или сооружения определяются из основных уравнений статики:
где ΣРсд, ΣМсд - сумма проекций сил на принятые оси координат и моментов сил, вызывающих нарушение устойчивости;
ΣРуд, ΣМуд - сумма проекций сил на принятые оси координат и моментов сил, способствующих сохранению устойчивости
Слайд 7

2. Методы расчёта устойчивости откосов а) Устойчивость откосов в идеально сыпучих

2. Методы расчёта устойчивости откосов а) Устойчивость откосов в идеально сыпучих грунтах

(φ≠0; с=0)

Рассмотрим устойчивость частиц идеально сыпучего грунта, слагающего откос. Для этого составим уравнение равновесия твердой частицы М, которая лежит на поверхности откоса. Разложим вес этой частицы F на две составляющие: нормальную N к поверхности откоса АВ и касательную Т к ней. При этом сила Т стремится сдвинуть частицу М к подножию откоса, но ей будет препятствовать противодействующая сила Т', которая пропорциональна нормальному давлению.

Схема сил, действующих на частицу откоса: асыпучигрунт

Слайд 8

Устойчивость откоса грунта, обладающего трением (С=0)

Устойчивость откоса грунта, обладающего трением (С=0)

Слайд 9

К понятию угла естественного откоса:

К понятию угла естественного откоса:

Слайд 10

б) Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением (φ=0) (жирные глины)

б) Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением (φ=0) (жирные глины)

Слайд 11

Уравнение равновесия на направлении АС:

Уравнение равновесия на направлении АС:

Слайд 12

в) Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением (φ≠0, С≠0)

в) Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением (φ≠0, С≠0)

Слайд 13

3. Конструкции подпорных стен Подпорная стена - это конструкционное сооружение, удерживающее

3. Конструкции подпорных стен

Подпорная стена - это конструкционное сооружение, удерживающее от

обрушения и сползания находящийся за ней массив грунта на уклонах местности (откосах, склонах, выпуклостях и впадинах поверхности участка).
Стенки, возводимые при строительстве можно разделить на:
а – декоративные. Используются в качестве архитектурно - художественного элемента. Применяются на плоских (ровных) и с небольшим уклоном участках как элемент ландшафтного дизайна;
б – укрепительные. Применяются для удержания грунта на уклонах местности. Широко применяются при террасировании естественных склонов с целью увеличения полезной площади для размещения элементов озеленения и благоустройства.
Слайд 14

Декоративная подпорная стенка

Декоративная подпорная стенка

Слайд 15

Укрепительные подпорные стенки а – общий вид подпорной стенки; б –

Укрепительные подпорные стенки
а – общий вид подпорной стенки; б – разрез

подпорной стенки:1 – фундамент; 2 – тело; 3 – дренажное отверстие; 4 – дренажная труба; 5 – гравий
Слайд 16

Виды укрепляющих подпорных стенок По способу возведения: монолитные, изготавливаются в виде

Виды укрепляющих подпорных стенок

По способу возведения:
монолитные, изготавливаются в виде отдельных звеньев

на заводах железобетонных изделий, а затем транспортируют к месту возведения. Они имеют уголковый профиль и бывают консольными или контрфорсными. Также монолитные стенки отливаются из армированного бетона, бутобетона на месте в заданную форму (опалубку);
сборные, выкладываются из различного строительного материала (камня, кирпича, дерева и т.д.) на месте строительства

Стены уголкового профиля:
а-консольная;
б-контрфорсная

Слайд 17

Виды укрепляющих подпорных стенок По глубине заложения: -глубокого заложения (глубина заложения

Виды укрепляющих подпорных стенок

По глубине заложения:
-глубокого заложения (глубина заложения больше ширины

стенки в полтора и более раза);
-неглубокого заложения.
По высоте:
-низкие (высота не превышает 1м);
-средние (высота 1-2м);
-высокие (высота более 2м.)

По расположению на местности:
-отдельно стоящие;
-связанные с примыкающими сооружениями (лестницы, пандусы, ниши для растений и т.д.).
По материалу изготовления:
-железобетонные;
-бетонные;
-бутобетонные;
-из природного камня;
кирпичные, деревянные или металлические и т.д.

Слайд 18

По конструктивному решению достижения устойчивости (по массивности): -массивные подпорные стенки, устойчивость

По конструктивному решению достижения устойчивости (по массивности):

-массивные подпорные стенки, устойчивость на

сдвиг и опрокидывание достигается собственно массой стенки (бетон, бутовая или кирпичная кладка);
-полумассивные, устойчивость подпорной стенки обеспечивается комплексно: массой стенки и грунта лежащего на фундаментной плите;
-тонкоэлементные, обычно состоят из связанных друг с другом железобетонных плит;
-тонкие, устойчивость обеспечивается защемлением основания в грунте.

а - массивная неармированная;
б – полумассивная армированная;
в - тонкоэлементная; г- тонкая