Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа (стр. 5 из 6)
6.4. Грунтовая перемычка на пойме
Этот тип применяется чаще всего при глубине паводковых вод на пойме не более 1,3...1,7 м (рисунок 6.2).
 |
Рисунок 6.2.: Грунтовая перемычка на пойме.
Лучшими грунтами для их отсыпки являются супеси или мелкие суглинки. При скорости течения V = 0,1 м/с наружные откосы оставляют без крепления. Основание перемычки должно быть слабо - или водонепроницаемым. Поэтому пласт песчаного грунта прорезают непроницаемой преградой с заглублением ее ниже отм. LL не менее 0,5. .1,0 м. Грунтовые перемычки рассчитывают на устойчивость против плоского сдвига и фильтрацию воды через ее профиль по схеме плоской задачи - для участка в плане длиной 1 п. м. Расчет на плоский сдвиг на участке 1 п. м. перемычки производится из условия:
где
- суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил. 
Воздействие
, вследствие гидродинамического давления воды (скоростного напора): 
Удерживающая сила трения
по основанию перемычки: 
Собственный вес 1 п. м. перемычки
с учетом взвешивания частиц грунта водой: 
Условие выполняется. Сдвига не будет.
Удельный расход воды, q на 1 п. м. просачивающейся через грунт отсыпки, по закону Дарси:
Расход воды Q по всей длине перемычки Lu, м:
Исходя из значения величины Q, подбирают тип и количество насосов для откачки воды за пределы котлована.
 |
Рисунок 6.3.: Схема двухрядной шпунтовой перемычки с грунтовой засыпкой.
6.5. Двухрядная шпунтовая перемычка с грунтовой засыпкой
Такие перемычки состоят из двух шпунтовых рядов, пространство между которыми заполняется грунтом. Их применяют для защиты котлована не только от поверхностных, но и грунтовых вод (рисунок VI-3).
Внутреннее ограждение служит одновременно для защиты от грунтовых вод и для закрепления стены котлована. Его погружают ниже литологической границы на глубину не менее 0.5...1,5 м с проверкой устойчивости ряда, а также устойчивости основания в целом. Наружный шпунтовой ряд, служащий для удержания грунтовой засыпки и придания перемычке общей жесткости и устойчивости забивают ниже дна реки на глубину 1,5...2,5 м. Головы маячных свай шпунтовых рядов соединяют горизонтальными схватками, обеспечивающими совместную работу стен. Ширину перемычек назначают из конструктивных соображений:
Окончательно принимаем ширину перемычки
.Шпунтовые ряды такой перемычки рассчитывают по схемам, соответствующим разным стадиям ее сооружения,
Внешняя стенка снаружи испытывает давление воды с равнодействующей:
Обе стенки изнутри испытывают давление грунта заполнителя и воды, равнодействующую
которой условно принимают в половинном размере: 
Кроме этого, на внутреннюю стенку действует гидростатическое давление воды и взвешенного грунта ниже дна реки и котлована (рисунок 6.3).
Примем глубину заделки в грунт ниже дна котлована принимается в первом приближении равной 7,4 м и проверим из соотношения суммы моментов, опрокидывающих и удерживающих сил относительно точки О:
, 
, 
Из анализа эпюры находим:
Из анализа эпюры находим:
Размеры сечения шпунта находят по изгибающим моментам, определяемым из рассмотрения равновесия верхних отсекаемых частей стены. Наиболее опасное сечение находится на глубине h0, ниже дна котлована. Из условия равенства суммы горизонтальных сил, приложенных к шпунту выше искомого сечения, можем приближенно записать:
где р - суммарная величина давления в уровне проектного дна:
предельное значение углового коэффициента уравнения линии эпюры результирующего давления на стену ниже дна котлована: 
Решая уравнение относительно h0, получим для определения местоположения опасного сечения шпунтового ограждения формулу:
Тогда наибольший изгибающий момент Мmax в опасном сечении определяется по формуле
Профиль стального шпунта (плоский, корытный, зетовый, типа "Ларсен") подбирается по техническим характеристикам. Требуемый момент сопротивления W, шпунта определяется зависимостью:
где Ry - расчетное сопротивление стали на площадке текучести.
6.6. Элементы котлована
Разработке грунта выемки предшествует отсыпка в примыкающий к берегу части русла искусственного полуострова, с последующим устройством перемычек. На пойменной части стройплощадки для защиты котлована от паводковых вод устраивают грунтовые перемычки. В песчаном основании между дневной поверхностью (отм. NL) и кровлей подстилающего пылевато-глинистого пласта (отм. LL) устраивают противофильтрационные преграды в нашем случае с использованием технологии "стена в грунте. Со стороны русла ограждающие конструкции могут быть представлены различными вариантами в нашем случае - свободностоящая стенка из металлического шпунта с грунтовой засыпкой для уменьшения водопроницаемости.
6.7. Производство работ
Погружение и извлечение металлического или деревянного шпунта осуществляют с помощью специальных машин и оборудования: