Проверка устойчивости опор

Проверки устойчивости положения выполняются в основном для устоев, испытывающих значительные боковые воздействия. При расчете устоев должны быть выполнены проверки на опрокиды­вание, плоский и глубинный сдвиг по цилиндрической поверх­ности. Наиболее важны проверки устойчивости для устоев на ес­тественном основании. На рис. 20.4, а приведена схема устоя с нагрузками для расчета устоя на устойчивость.

Проверку на опрокидывание проводят по формуле

М_и < тМ,/у„, (20.7)

где М_и — момент опрокидывающих сил относительно оси воз­можного поворота устоя, проходящей через переднюю грань фун­дамента (для приведенной на рис. 20.5, а схемы М_и = Тк₁ + ЕН^)', т — коэффициент условий работы, принимаемый при скальном основании равным 0,9 и в остальных случаях — 0,8; М_г — момент удерживающих сил относительно той же оси (для приведенной на рис. 20.4, а схемы М_г = О₁с₁ + О₂с₂ + Асз); у„ — коэффициент надеж­ности по назначению, принимаемый равным 1,1 при расчетах на стадии эксплуатации и равным 1,0 — на стадии строительства.

Рис. 20.4. Схемы для расчета устоя на опрокидывание, горизонтальный сдвиг (а) и глубинный сдвиг (б, в)

Проверку устойчивости по горизонтальному сдвигу следует вы­полнять по формуле

а < (тО_г)/у„, (20.8)

где 0_г — сдвигающая сила (для схемы рис. 20.5, а 0_г= Т + Е); тп — коэффициент условий работы, равный 0,9; (?_г — удерживаю­щая сила, равная силе трения нижней плоскости фундамента о грунт (для схемы рис. 20.5, а (2_г = у(А + О_{ + С₂); у„ — коэффици­ент надежности по назначению.

Значения коэффициента трения \|/ зависит от вида грунтов под подошвой фундамента устоя и принимаются следующими:

Глины, глинистые известняки, сланцы:

во влажном состоянии........................................................................................................................ 0,25

в сухом состоянии 0,30

Суглинки и супеси 0,30

Пески 0,40

Гравийные и галечниковые грунты................................................................................................ 0,50

Скальные грунты 0,60

Для устоев высотой более 10... 12 м, а также в случаях, когда над подстилающими глинистыми грунтами расположены водона-сыщенные песчаные грунты, требуется сделать проверку на так называемый глубинный сдвиг. Расчет производят в предположе­нии, что сдвиг устоя вместе с грунтом происходит по круглоци-линдрической поверхности скольжения, проходящей через зад­нюю грань фундамента устоя (рис. 20.4, б). В случае устоев со свай­ным основанием поверхность скольжения проходит по концам свай.

Положение центра О и радиуса К поверхности скольжения, вызывающей наибольший сдвиг, определяют методом попыток. Отсеченный цилиндрической поверхностью АВВ объем грунта вертикальными параллельными плоскостями разбивают на эле­ментарные участки, вычисляют их вес #, и радиусы г, до вертика­ли, проходящей через центр вращения О. Временную нагрузку включают в вес элементарных участков.

Устойчивость против глубинного сдвига обеспечена, если вы­полняется условие

М_опр < тМ_уд/у_п, (20.9)

где М_опр — момент сдвигающих сил относительно центра враще­ния О (для схемы рис. 20.4, б) М_опр = ^_$1Г₁ + Т5 + Ра, Р — равно­действующая отвеса фундамента; т и у„ — коэффициенты, при­нимаемые такими же, как и в формуле (20.7); М_уд — момент удер­живающих сил относительно центра вращения О,

(20.10)

где г, — сила трения г-го участка вдоль поверхности скольжения АБВ в направлении от В к А, г, = #,со8 а,1§(р₁₍; С, — сила сцепления г-го участка вдоль поверхности скольжения, С, = &,А/,с₁₍; Ь₁ — ус­ловная ширина поверхности скольжения грунта в пределах г-го участка, принимаемая по рис. 20.4; а, — угол наклона поверхнос­ти скольжения в точке приложения веса ^_^^, 1§(р₁₍ — коэффициент внутреннего трения грунта основания; с_и — расчетное удельное сцепление грунта.

После проведения расчетов при различном положении центра вращения О определяют близкое к действительному (в рамках принятой гипотезы) его положение.

Устойчивость устоев при воздействии горизонтальных нагру­зок может быть повышена путем придания подошве фундаментов наклонного положения. Так поступают, например, при проекти­ровании устоев арочных мостов, подверженных значительным по величине распорам. Такое конструктивное решение позволяет уменьшить сдвигающую силу Ог вдоль наклонной подошвы фун­дамента.

Расчетные значения опрокидывающих и сдвигающих сил при всех расчетах на устойчивость принимают с коэффициентами на­дежности по нагрузке больше единицы, а удерживающих — мень­ше единицы.

Дата добавления: 2015-08-17