Мощность трансформатора:
- Реактивная мощность потребителей – Q
где – коэффициент мощности, .
- Общая мощность трансформатора – S
2.4.2 Снабжение строительства теплом для обогрева зданий и технических нужд
Ориентировочный расход тепла на обогрев зданий и сооружений:
где – объём здания по наружному обмеру, ;
– удельная тепловая характеристика здания, ;
– расчетная температура наружного воздуха, оС;
– температура внутри помещения оС;
– коэффициент, учитывающий климатические условия, при оС.
2.5 Водоснабжение строительства
Водоснабжение в течение всего времени строительства осуществляется от существующих городских сетей.
Расход воды складывается из расхода на производственные, санитарно–бытовые и противопожарные цели.
2.5.1 Расход воды на санитарно–бытовые нужды
где – средняя норма расхода воды на человека, ;
– коэффициент неравномерности потребления ;
Значения коэффициента для различных видов потребления воды приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2. Значения коэффициента неравномерности.
| Вид потребителя | kz |
| Строительные работы | 1 |
| Силовые установки | 1,1 |
| Подсобные предприятия | 1,25 |
| Транспортные работы | 2 |
| Санитарно-бытовые нужды | 2-2,7 |
N– среднее число рабочих, занятых на строительстве N = 36;
n – число часов загрузки сети, n = 2 часа;
2.5.2 Расход воды на производственные нужды
где – суммарный объем выполняемых работ;
q – удельный расход воды;
n – количество часов работы механизма, установки;
– коэффициент неравномерности потребления воды для строительных работ .
Производственные потребители воды представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3. Производственные потребители воды.
| Потребители | Удельный расход, л | Производительность или объём работ | Расход воды, л/смена |
| Приготовление цементного раствора, 1м3 | 150-300 | 2м3 | 600 |
| Приготовление бетонной смеси, 1м3 | 200-350 | 6м3 | 1800 |
| Работа грузовых автомашин, 1 маш/сут | 300-600 | 6 маш/сут | 2200 |
| Работа компрессоров, 1 кВт/ч | 20-30 | 30 кВт/ч | 1260 |
| Работа экскаватора, маш/ч | 13-20 | 15 л/ч | 315 |
2.5.3 Расчёт секундного противопожарного расхода
Площадь строительной площадки составляет 0,24Га.
Расчетный секундный противопожарный расход для строительных площадок размером до 30Га равен 10 л/с.
2.5.4 Максимальный расход воды на строительстве
при
2.6 Складское хозяйство
На строительной площадке должна быть предусмотрена возможность складирования необходимого количества сборных железобетонных тоннельных конструкций с учётом обеспечения правильного выполнения работ по их транспортировке, погрузке – выгрузке и хранению.
Сборные строительные конструкции завозятся на строительную площадку в сроки, предусмотренные проектом производства работ, и складываются на приобъектных складах. Железобетонные сборные элементы необходимо укладывать в штабели так, чтобы исключалось перенапряжение бетона и повреждение элементов. Элементы укладываются в штабели с деревянными прокладками между рядами конструкций. Между штабелями устраивают проходы шириной 0,7 – 1,0м. Для удобства заводки строп при перемещении элементов кранами смежные штабели однотипных элементов располагают с разрывом 0,2 – 0,4м. В каждый штабель укладывают лишь один типоразмер изделий и располагают их таким образом, чтобы маркировка была обращена в сторону прохода.
Площадь складов на строительной площадке определяется потребностью в материалах для строящегося объекта с учётом существующих норм их запаса и характера расходования материала. При строительстве коллекторного тоннеля на строительной площадке должен находиться 5-ти дневный запас железобетонных блоков сборной обделки.
Раздел 3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА СТРОИТЕЛЬСТВА МОНТАЖНОЙ КАМЕРЫ
3.1 Выбор способа строительства монтажной камеры
Строительство монтажной камеры будет осуществляться в сложных инженерно–геологических и гидрогеологических условиях. Вмещающие грунты представлены слабыми воднонасыщенными песками различной крупности с коэффициентами фильтрации 2–6м/сут, которые обладают низкими прочностными и деформационными характеристиками.
На основании вышеизложенного, при строительстве монтажной камеры необходимо рассмотреть применение следующих способов строительства:
- Стена в грунте
- Временное свайное крепление металлическими трубами
Выбор способа строительства зависит от инженерно–геологических, гидрогеологических условий, глубины заложения сооружения и наличия вблизи наземных объектов и действующих подземных коммуникаций.
Рассмотрим каждый из вышеприведённых способов строительства.
3.1.1 Стена в грунте
Сущность способа состоит в том, что до начала горно–строительных работ по контуру будущего подземного сооружения возводят постоянную крепь, под защитой которой в дальнейшем осуществляют выемку грунта. Постоянная крепь по контуру подземного сооружения может быть выполнена из монолитного железобетона (бетона) или из сборного железобетона.
Конструктивно монолитная железобетонная (бетонная) крепь по периметру подземного сооружения может быть выполнена из отдельных отрезков траншей (заходками) или из секущихся буронабивных свай. Способом стена в грунте можно возводить подземные сооружения прямолинейного и криволинейного контура.
Способ стена в грунте наиболее эффективен в сложных гидрогеологических условиях и при наличии высокого уровня грунтовых вод водоупора на практически достижимой глубине; при устройстве подземных помещений и ограждений котлованов в городских условиях вблизи существующих зданий.
3.1.2 Временное свайное крепление металлическими трубами
Данный способ строительства предполагает первоначальное строительство котлована с временной крепью из стальных труб и ярусов расстрелов, а в последующем, при необходимости, возведение постоянной крепи, устройство камеры. Сущность способа состоит в том, что по периметру будущего котлована забуривают металлические сваи (трубы) на расстоянии 0,5–1,5м друг от друга с заглублением ниже отметки дна котлована на 2–4м. Пространство между сваями может быть закреплено с помощью деревянных досок толщиной 5–7см, железобетонных плит или путём нанесения покрытия в связных грунтах из набрызгбетона. Для придания устойчивости сваи распирают в зависимости от глубины котлована и интенсивности бокового давления одним или несколькими ярусами расстрелов. Для равномерного распределения усилий в местах опирания расстрелов к сваям крепят продольные пояса из швеллера или двутавра. Выемку грунта производят поэтапно с установкой на необходимых отметках ярусов расстрелов и поясов жесткости.
3.2 Обоснование способа строительства монтажной камеры
Вышеперечисленные способы строительства имеют свои достоинства и недостатки, поэтому при выборе способа следует руководствоваться следующими параметрами:
- Обеспечить необходимое качество выполняемых работ.
- Выбрать из указанных наиболее экономичный и эффективный способ применительно к конкретным условиям строительства.
- Окончательно выбранный способ строительства должен обеспечивать надежность и технологичность строительных работ
Рассмотрим недостатки перечисленных способов применительно к непосредственным условиям строительства монтажной камеры.
3.2.1 Обоснование способа стена в грунте
Современное оборудование позволяет возводить стену в грунте на глубину до 40м, но при глубине менее 8м применение данного способа обычно не даёт существенных технико–экономических преимуществ. При определении глубины стены в грунте следует учитывать необходимость ее заглубления в водоупор. В нашем случае, водоупор сложен из тугопластичного суглинка мощностью 2,2м, из этого следует, что требуемое заглубление стены в водоупор должно составлять не менее 1–1,5м.
Применение способа стена в грунте затрудняется в грунтах, имеющих большие коэффициенты фильтрации (большие скорости движения подземных вод), при которых имеют место большие утечки глинистого раствора, исключающие возможность образования экрана на стенках траншеи, а также при наличии напорных вод с напором, превышающим гидростатическое давление в траншее, в результате чего траншея работает как дренаж.
3.2.2 Временное свайное крепление металлическими трубами
Несмотря на высокую метериалоёмкость данного способа строительства, в современной практике он часто находит своё применение.
Основным недостатком рассматриваемого способа является тот факт, что конструкция крепи котлована, выполненная из стальных труб с затяжкой из досок, не является полностью водонепроницаемой. Данный недостаток затрудняет применение указанного способа строительства в обводнённых грунтах, следовательно, возникает необходимость применения специальных способов строительства, снижающих или исключающих приток грунтовых вод.
На основании вышеуказанных достоинств и недостатков рассмотренных способов строительства, исходя из инженерно–геологических и гидрогеологических условий, считаю необходимым сравнить указанные способы строительства монтажной камеры и дать им технико–экономическую оценку, основываясь на которой будет окончательно принят способ строительства камеры.
Монтажная камера в дальнейшем будет переоборудована в силовую камеру для обслуживания электроподстанции с расположением в ней различного силового и сопутствующего оборудования, а также силовых высоковольтных кабелей. Разрез силовой камеры представлен на демонстрационном Листе №3.
3.3. Инженерный расчёт
3.3.1 Расчёт стены в грунте
В расчётном отношении, конструкция стены представляет собой заглубленную гибкую подпорную стенку. Основными внешними нагрузками на крепь являются: активное давление грунта; поверхностных временных нагрузок; пассивное давление грунта на участках, заглубленных в основание подземного сооружения; усилия распора в местах установки анкеров или расстрелов. Устойчивость данной системы обеспечивается усилием в расстрелах и пассивным давлением грунта. Расчётная нагрузка на стену складывается из активного давления грунта, пассивного давления грунта, давления воды, равномерно распределенной нагрузки на бровке котлована, нагрузки от близлежащих зданий и временной нагрузки от экскаватора. Активные горизонтальные нагрузки на крепь зависят от физико–механических свойств окружающего массива и высоты конструкции с учётом её заглубления.
Исходными данными для расчёта стены в грунте являются:
- Размеры монтажной камеры в свету: 35,8×6,8×10,46(h),м.
- Физико–механические свойства грунтов.
При строительстве стены в грунте будут пересечены грунты различной мощности в количестве 8-ми слоёв. Их свойства приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1. Физико–механические свойства пересекаемых грунтов.
| № слоя | Наименование грунта | Мощность слоя, м | Объемный вес грунта, кН/м3 | Объемный вес скелета, кН/м3 | Сцепление, кПа | Угол внут. трен., град. |
| 1 | Насыпной грунт | 0,5 | 17,8 | 17,52 | 1 | 20 |
| 2 | Песок пылеватый, влажный | 3,64 | 17,6 | 16,74 | 1 | 24 |
| 3 | Песок пылеватый, водонасыщенный | 2,34 | 17,9 | 16,03 | 1 | 24 |
| 4 | Песок средний, водонасыщенный | 1,1 | 18,2 | 17,5 | 1 | 32 |
| 5 | Песок гравелистый, водонасыщенный | 0,8 | 19,2 | 18,19 | 0 | 35 |
| 6 | Песок средний, водонасыщенный | 2,83 | 18,2 | 17,5 | 1 | 32 |
| 7 | Песок мелкий, водонасыщенный | 1,22 | 17,3 | 16,23 | 1 | 31 |
| 8 | Суглинок тугопластичный | 2,4 | 18,5 | 16,68 | 19 | 19 |
Расчёт стены в грунте был выполнен с использования программы WALL-3, разработанной в НИИОСП им. Герсеванова.
Программа WALL-3 версия 3.4+, 05/2003-1430
ОБЪЕКТ: Paсчёт крепления котлована
Расчёт ************************************************************************ поэтапный
Исходные данные
*********************************************************************************************
Расчётная схема *************************************************************анкерная
*********************************************************************************************
* ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ *
********************************************************************************************* Глубины котлована по этапам (м)
……………… 1,50
……………… 5,50
……………… 8,50
……………… 12,00
Глубины разделов слоев грунта (м)
……………… 0,50
……………… 4,14
……………… 6,48
……………… 7,58
……………… 8,38
……………… 11,21
……………… 12,43
……………… 300,00
Глубина УГВ слева (м)
……………… 3,63
……………… 3,63
……………… 3,63
……………… 3,63
Глубина УГВ справа (м)
……………… 3,63
……………… 5,00
……………… 9,00
……………… 12,00
Глубина залегания водоупора (м) ……………….. 12,43
Тип водоупоpа ……………….. относительный
Угол наклона пластов гpунта (гpад.) ……………….. 0,00
Угол наклона стены (гpад.) ……………….. 0,00
Расстояние шпунт — нагрузка GK (м) ……………….. 1,00
Расстояние шпунт — нагрузка QK (м) ……………….. 0,00
Ширина нагрузки QK (м) ……………….. 0,00
Глубина пpиложения нагpузки QK (м) ……………….. 0,00
Расстояние анкерная плита — нагрузка PK (м) ……………….. 0,00
*********************************************************************************************
* ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
Тип конструкции ……………………………… Стена в грунте
Модуль упругости (кПа) ……………………………… 30000000,00
Момент инерции (м4) ……………………………… 0,0180000
Угол тpения гpунта по стене
в долях от угла внутpеннего тpения гpунта. ………………………….. 0,50
*********************************************************************************************
* ХАРАКТЕРИСТИКИ АНКЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ *
*********************************************************************************************
Тип анкерных конструкций
……………………… распорка
……………………… распорка
…………………….. распорка
Шаг анкерных конструкций (м)
…………………….. 4,00
Глубины установки (м)
…………………….. 0,48
…………………….. 3,56
…………………….. 6,26
Предварительная длина (м)
…………………….. 6,80
…………………….. 6,80
…………………….. 6,80
Жесткость на растяжение (кН).
…………………. 2400470,00
………………….. 2400470,00
………………….. 2400470,00
*********************************************************************************************
* НАГРУЗКИ *
*********************************************************************************************
Распределенная от пригрузки GK (кПа) …………… 20,00
Распределенная от нагрузки QK (кПа) ……………. 0,00
Пригрузка PK за анкерной плитой (кПа) …………… 0,00
Активное давление …………… нормальное
*********************************************************************************************
* ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТА *
********************************************************************************************* * Номер слоя 1 2 3 4
********************************************************************************************* Объемный вес 17,80 17,60 17,90 18,20
(кН/м3)
Объемный вес скелета 17,52 16,74 16,03 17,50
(кН/м3)
Сцепление (кПа) 1,00 1,00 1,00 1,00
Угол внутреннего
трения (град.) 20,00 24,00 24,00 32,00
Коэффициент постели
(кН/м4) 9000,00 3500,00 4000,00 7000,00
Коэффициент бокового
давления грунта в покое 0,40 0,40 0,40 0,40
*********************************************************************************************
* Номер слоя 5 6 7 8
********************************************************************************************* Объемный вес 19,20 18,20 17,30 18,50
(кН/м3)
Объемный вес скелета 18,19 17,50 16,23 16,68
(кН/м3)
Сцепление (кПа) 0,00 1,00 1,00 19,00
Угол внутреннего
трения (град.) 35,00 32,00 31,00 19,00
Коэффициент постели
(кН/м4) 10000,00 7000,00 8000,00 8500,00
Коэффициент бокового
давления грунта в покое 0,40 0,40 0,40 0,50
*********************************************************************************************
Результаты расчёта
*********************************************************************************************
*****************************
* Этап строительства N 1 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 13,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 0,242
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 35,87
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 12,17
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 9,11
*****************************
* Этап строительства N 2 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 9,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 0,325
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 149,03
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 94,87
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 3,21
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчётное усилие (кН) 268,32
*****************************
* Этап строительства N 3 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 6,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 0,487
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 228,57
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 181,18
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 2,08
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчетное усилие (кН) 47,67 1065,76
*****************************
* Этап строительства N 4 *
*****************************
********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 2,80
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 1,236
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 554,09
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 284,74
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 1,44
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчётное усилие (кН) -41,54 500,53 2215,92
*********************************************************************************************
Из расчётов было установлено, что проектная толщина стены в грунте составляет 600мм. Высота конструкции с учётом заглубления составляет 14,8м. Заглубление стены в водоупор, сложенный из тугопластичного суглинка, составляет 2,8м. Для крепления стен камеры устанавливается три яруса расстрелов на отметках: 136,8м; 133,74м; 131,0м – с шагом установки по ярусу 4м. Расстрелы выполнены из стальных труб Ø 325х10мм, а пояс крепления – из двутавра №36.
Эпюры изгибающих моментов, поперечных сил и перемещений при строительстве камеры способом стена в грунте представлены на демонстрационном Листе №.4
3.3.1.1 Определение арматуры для конструкции стены в грунте
Как видно из расчёта максимальные значения изгибающих моментов и поперечных сил возникают на наиболее сложном 4этапе строительства.
Для проектирования крепи котлована способом стена в грунте принимаем: в качестве материала – бетон класса В25 с расчётной призменной прочностью Rb=14,5МПа, расчётным сопротивлением на растяжение Rbt=1,05МПа, начальным модулем упругости Еb=3,0×104 МПа. Рабочую продольную арматуру принимаем класса А400 (А–III) с расчётным сопротивлением Rs= Rsc=365МПа, модулем упругости Es=2,0×105МПа.
Расчёт производим на максимальный изгибающий момент и единицу длины конструкции в продольном направлении b=1,0м. Расчётная толщина конструкции t=60см, толщина защитного слоя по растянутой зоне a=4см и по сжатой a/=4см.
Вычисляем рабочую толщину конструкции:
Определяем предельную величину относительной высоты сжатой зоны бетона ξR при коэффициенте условий работы γb2 =0,9
где ω – характеристика деформационных свойств бетона:
Определим относительную высоту сжатой зоны бетона от действия максимального момента:
Так как , то арматура в сжатой зоне не нужна, т.е. сжимающие усилия полностью воспринимаются бетоном. При отсутствии арматуры в сжатой зоне необходимую площадь сечения арматуры в растянутой зоне определяем по выражению:
Определим коэффициент армирования:
Принимаем 5 стержней диаметром 45мм арматуры класса А400 (А–III) с шагом установки 250мм, что обеспечивает .
В сжатой зоне арматуру принимаем по конструктивным соображениям из условия:
Принимаем 5 стержней диаметром 16мм арматуры класса А340 (А–II) с шагом установки 250мм, что обеспечивает .
Определим сечение рабочей поперечной арматуры при максимальном значении поперечной силы . В качестве рабочей арматуры для поперечного армирования принимаем арматуру класса А340 (А–II) с расчётным сопротивлением на поперечную силу .
Проверим условие необходимости поперечного армирования по расчёту. Для конструкции прямоугольного сечения при отсутствии нормальной силы имеем:
Это свидетельствует о том, что поперечная арматура (хомуты) устанавливается по конструктивным соображениям, т.к. поперечная сила полностью воспринимается бетоном. Диаметр поперечных стержней согласно указаниям СНиП 2.03.01 – “Бетонные и железобетонные конструкции”: Принимаем пятиветьевой хомут диаметром 12мм из арматуры класса А340 (А–II).
Шаг установки хомутов:
Учитывая высоту каркаса H=14,7м (с учётом защитного слоя 5см в верхней и нижней части конструкции), определим шаг установки хомутов из условия:
При 300<t<600 (мм)
Принимаем шаг установки хомутов, равный . Толщину защитного слоя по верхним и нижним ветвям каркаса принимаем 5см.
Проверка площади сечения по наклонной трещине:
Усилие, воспринимаемое хомутами на единицу длины:
Определим длину наклонного сечения:
и убеждаемся, что
Принимаем длину проекции . Проверка прочности по наклонной трещине сводится к выполнению следующего условия:
3.3.2 Расчёт свайного крепления металлическими трубами
В расчётном отношении, конструкция представляет собой заглубленную гибкую подпорную стенку. Основными внешними нагрузками на ограждение, являются: активное давление грунта; поверхностных временных нагрузок; пассивное давление грунта на участках, заглубленных в основание подземного сооружения; усилия распора в местах установки анкеров или расстрелов.
Устойчивость данной системы обеспечивается усилием в расстрелах и пассивным давлением грунта.
Расчётная нагрузка на ограждение складывается из активного давления грунта, пассивного давления грунта, давления воды, равномерно распределенной нагрузки на бровке котлована, нагрузки от близлежащих зданий и временной нагрузки от экскаватора.
Активные горизонтальные нагрузки на конструкцию зависят от физико–механических свойств окружающего массива и высоты конструкции с учётом её заглубления.
Исходными данными для расчёта являются:
- Размеры монтажной камеры в свету – 35,8×6,8×10,46(h),м.
- Физико–механические свойства пересекаемых при строительстве грунтов приведены в таблице 3.1.
Расчёт ограждения, выполненного из стальных труб, был выполнен с использования программы WALL–3, разработанной в НИИОСП им. Герсеванова.
Программа WALL-3 версия 3.4+, 05/2003- 1430
ОБЪЕКТ: Paсчёт крепления котлована
Расчёт ************************************************************************ поэтапный
Исходные данные
*********************************************************************************************
Расчётная схема *************************************************************анкерная
*********************************************************************************************
* ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ *
*********************************************************************************************
Глубины котлована по этапам (м)
……………… 1,50
……………… 5,50
……………… 8,50
……………… 12,00
Глубины разделов слоев грунта (м)
……………… 0,50
……………… 4,14
……………… 6,48
……………… 7,58
……………… 8,38
……………… 11,21
……………… 12,43
……………… 300,00
Глубина УГВ слева (м)
……………… 3,63
……………… 3,63
……………… 3,63
……………… 3,63
Глубина УГВ справа (м)
……………… 3,63
……………… 5,00
……………… 9,00
……………… 12,00
Глубина залегания водоупора (м) ……………….. 12,43
Тип водоупоpа ……………….. относительный
Угол наклона пластов гpунта (гpад.) ……………….. 0,00
Угол наклона стены (гpад.) ……………….. 0,00
Расстояние шпунт — нагрузка GK (м) ……………….. 1,00
Расстояние шпунт — нагрузка QK (м) ……………….. 0,00
Ширина нагрузки QK (м) ……………….. 0,00
Глубина пpиложения нагpузки QK (м) ……………….. 0,00
Расстояние анкерная плита — нагрузка PK (м) ……………….. 0,00
********************************************************************************************* * ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
Тип конструкции ……………………………… Труба D426х12
Модуль упругости (кПа) ……………………………… 210000000,00
Момент инерции (м4) ……………………………… 0,0007140
Угол тpения гpунта по стене
в долях от угла внутpеннего тpения гpунта. ………………..0,50
********************************************************************************************* * ХАРАКТЕРИСТИКИ АНКЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ *
*********************************************************************************************
Тип анкерных конструкций
……………………… распорка
……………………… распорка
…………………….. распорка
Шаг анкерных конструкций (м)
…………………….. 4,00
Глубины установки (м)
…………………….. 0,48
…………………….. 3,56
…………………….. 6,26
Предварительная длина (м)
…………………….. 9,30
…………………….. 9,30
…………………….. 9,30
Жесткость на растяжение (кН).
…………………. 2400470,00
………………….. 2400470,00
………………….. 2400470,00
*********************************************************************************************
* НАГРУЗКИ *
*********************************************************************************************
Распределенная от пригрузки GK (кПа) …………… 20,00
Распределенная от нагрузки QK (кПа) ……………. 0,00
Пригрузка PK за анкерной плитой (кПа) …………… 0,00
Активное давление …………… нормальное
*********************************************************************************************
* ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТА *
********************************************************************************************* * Номер слоя 1 2 3 4
********************************************************************************************* Объемный вес 17,80 17,60 17,90 18,20
(кН/м3)
Объемный вес скелета 17,52 16,74 16,03 17,50
(кН/м3)
Сцепление (кПа) 1,00 1,00 1,00 1,00
Угол внутреннего
трения (град.) 20,00 24,00 24,00 32,00
Коэффициент постели
(кН/м4) 9000,00 3500,00 4000,00 7000,00
Коэффициент бокового
давления грунта в покое 0.40 0,40 0,40 0,40
*********************************************************************************************
* Номер слоя 5 6 7 8
********************************************************************************************* Объемный вес 19,20 18,20 17,30 18,50
(кН/м3)
Объемный вес скелета 18,19 17,50 16,23 16,68
(кН/м3)
Сцепление (кПа) 0,00 1,00 1,00 19,00
Угол внутреннего
трения (град.) 35,00 32,00 31,00 19,00
Коэффициент постели
(кН/м4) 10000,00 7000,00 8000,00 8500,00
Коэффициент бокового
давления грунта в покое 0,40 0,40 0,40 0,50
*********************************************************************************************
Результаты расчёта
*********************************************************************************************
*****************************
* Этап строительства N 1 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 13,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 0,330
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 18,74
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 8,88
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 9,11
*****************************
* Этап строительства N 2 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 9,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 0,712
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 142,23
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 92,85
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 3,21
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчетное усилие (кН) 260,40
*****************************
* Этап строительства N 3 *
*****************************
*********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 6,30
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 1,141
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 211,17
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 190,53
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 2,08
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчетное усилие (кН) 23,43 1099,39
*****************************
* Этап строительства N 4 *
*****************************
********************************************************************************************
* ПОДПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ *
*********************************************************************************************
Заглубление стены (м) …………………….. 2,80
Максимальное горизонтальное перемещение (см) …………………….. 3,147
Максимальный изгибающий момент (кН×м) …………………….. 487,09
Максимальная поперечная сила (кН) …………………….. 311,74
Коэффициент запаса общей устойчивости …………………….. 1,44
*********************************************************************************************
* АНКЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ *
*********************************************************************************************
* Характеристики * 1 * 2 * 3 *
*********************************************************************************************
Расчётное усилие (кН) 73,20 113,53 2500,43
*********************************************************************************************
Из расчётов было установлено, что крепление котлована необходимо производить стальными трубами диаметром 426х12мм с шагом установки 1м. Заглубление стальных труб в водоупор, сложенный из тугопластичного суглинка составляет 2,8м. Для крепления стен камеры устанавливается три яруса расстрелов на отметках: 136,8м; 133,74м; 131,0м – с шагом установки по ярусу 4м. Расстрелы выполнены из стальных труб диаметром 325х10мм, а пояс крепления – из двутавра №36.
Эпюры изгибающих моментов, поперечных сил и перемещений при сооружении монтажной камеры свайным способом с креплением стальными трубами представлен на демонстрационном Листе №.4.
3.4 Водопонижение
В нашем случае, водопонижение рассматривается лишь при строительстве монтажной камеры свайным способом из стальных труб с затяжкой из досок, т.к. полученная конструкция крепи не является водонепроницаемой.
Водопонижение применяют для временного (на период строительства) снижения гидростатических напоров (уровней) подземных вод с целью создания более благоприятных и безопасных условий ведения горно–строительных работ.
Сущность способа заключается в том, что по контуру строящегося объекта (на некотором расстоянии) бурят систему водопонижающих скважин, из которых непрерывно откачивают воду. Результатом является снижение уровня воды и образование депрессионной воронки вокруг каждой скважины. Ряд взаимопересекающихся воронок создает общее водопонижение, что позволяет вести работу в осушенных грунтах.
Производство водопонижающих работ приводит к изменению не только физических свойств грунта, но и оказывает существенное влияние на их состояние и поведение в окружающем пространстве. Понижение уровня грунтовых вод приводит к уплотнению и увеличению прочностных характеристик грунтов и вследствие этого увеличению давления грунта на подземные сооружения и к деформации поверхности. В большинстве случаев при относительно неглубоких понижениях уровня воды поверхность понижается равномерно и не оказывает существенного влияния на работу сооружений.
Для искусственного водопонижения возможно применение нескольких типов установок и оборудования: легких иглофильтровых установок ЛИУ, эжекторных иглофильтровых установок, вакуумных установок, забойных иглофильтров, скважинное водопонижение.
Выбор конкретного способа водопонижения обуславливается следующими факторами:
- мощностью водоносного горизонта;
- физико–механическими свойствами грунтов;
- глубиной заложения сооружения;
- требуемой величиной понижения грунтовых вод.
Основываясь на свойствах грунтов, гидрогеологических условий строительства и отметки заложения котлована, считаю наиболее целесообразным рассмотреть способ водопонижения с применением эжекторных иглофильтровых установок.
В данном случае принимаем двухрядную линейную схему. Наиболее подходящими являются водопонизительные установки ЭИ–2,5 в сочетании с эжекторными иглофильтрами. Подъём воды в эжекторных иглофильтрах осуществляется при помощи водоструйных насосов.
Рабочая вода подаётся центробежным насосом в пространство между надфильтровой и приёмной трубой, затем она направляется в насадку эжектора. Струя воды, выходящая из насадки с большой скоростью, создает разрежение в окружающем пространстве, обеспечивает отсос воды из обводненного грунта.
3.4.1.Расчёт водопонижения
Исходные данные для расчёта водопонижения приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2. Исходные данные расчёта водопонижения.
| Коэффициент фильтрации | К=4м/сут. |
| Мощность обводненных пород | H=7,87 м. |
| Уровень водоносного горизонта от поверхности | Hг=4,13 м. |
| Глубина заложения лотка | Hл=12,0 м. |
| Необходимое понижение | S=8,7 м. |
3.4.1.1 Величина радиуса влияния установки
где Н — мощность обводненных пород (Н=7.88 м);
K— коэффициент фильтрации (K=4,0 м/сут);
Коэффициент водоотдачи грунтов – ;
Время откачки t=5 сут.
3.4.1.2 Определение дебита одной скважины
Значение дебита одной скважины и понижение уровня грунтовых вод на линии расположения скважин (эжекторных иглофильтров) определяют путём решения системы уравнений:
где – расстояние между скважинами (2,0м);
hс – проектное понижение уровня воды в скважине (8,7 м);
– понижение уровня грунтовых вод на линии расположения скважин.
– диаметр фильтра.
3.4.1.3 Определение дебита одного иглофильтра
3.4.1.4 Определение уровня воды на линии скважин
где dc – диаметр фильтра, dc =0,7 м;
hс – проектное понижение уровня воды в скважине (8,7 м).
Следовательно, имеем:
3.4.1.5 Расчёт эжекторных водоподъемников
где d0 – диаметр сопла эжектора, см;
Нп – расстояние по вертикали от сопла эжектора до точки излива, (Нп=12.8 м);
Нв – величина вакуума (Нв=7 м).
3.4.1.6 Определение напора рабочей воды
3.4.1.7 Подача рабочего насоса