Статические расчеты свайных флютбетов

Заключаются в проверке водобоя на возможность всплывания его и сдвига. Неблагоприятным для водобоя является случай, когда фильтрационное давление воды на него снизу при полном напоре и низком положении уровня воды нижнего бьефа стремится приподнять взвешенную в воде глиняную нагрузку водобоя с обратным фильтром на ней (рис. 16.4); если же вес загрузки окажется недостаточным, то водобойный пол может быть оторван от свай или всплыть вместе со сваями, выдернутыми из грунта основания.

Рис. 16.4. Схема к расчету водобоя на всплывание

Рис. 16.5 Схема к расчету свайного флютбета на сдвигающие силы

Проверка устойчивости водобоя на всплывание заключается в определении коэффициента запаса  по формуле

                            ,                 (16.1)

где  - фильтрационное давление на участок водобойной подушки шириной  и длиной , где  и  - расстояния между сваями в продольном и поперечных рядах (рис. 16.4);  и  - объемные веса загрузки соответственно водобоя и обратного фильтра на ней, взвешенных в воде;  - диаметр сваи;  - глубина забивки сваи;  - сила трения грунта по поверхности сваи, развивающаяся при ее выдергивании; для песков ее принимают равной 3-6 т/м², для супесей и рыхлых песков - l-2 т/м², для ила - 0-0,5 т/м² (СНиП ІІ-Б.5-62). Коэффициент запаса  должен быть не менее 1,34-1,5.

Проверка устойчивости на сдвиг горизонтальнымдавлением (Q) воды. Это давление на затворы, стойки и наклонный пол понура передается на участке плотины длиной , в конечном счете сваям флютбета 2, 3, 5, б, 7 и шпунтам 1, 4, 8 . (рис. 16.5) - при наличии продольных связующих брусьев; при отсутствии продольных связей горизонтальная сила Q передается продольным брусьям водобоя только в точках 4, 5, 6, 7 и 8 водобоя, понур же в работе не участвует.

На участок плотины длиной  (расстояние между продольными рядами свай водобоя) действует горизонтальная составляющая давления воды

                                     ,                     (16.2)

где  и  - глубина воды соответственно в верхнем и нижнем бьефе.

Распределение силы Q между отдельными сваями (2, 3, 5, 6, 7) и шпунтами (1, 4, 8) представляет собой неопределенную задачу, поскольку соединение продольного связующего бруса со сваями и шпунтом выполняют плотничьими врубками, допускающими иногда заметные деформации. Приближенно на практике принимают, что отклонения верхних концов свай и шпунтов  под действием силы Q одинаковы, а передаваемые на каждую сваю силы  пропорциональны площадям поперечных сечений свай со и участков шпунтов толщиной  по длине , т. е.

.

Учитывая, что , можно получить усилия на отдельные сваи и шпунты

 
                   .     (16.3)

Зная сечение сваи, шпунта и глубину  заделки их в грунт, можно определить предельные горизонтальные усилия для свай, шпунта и сопоставить с величинами по формуле (16.3). Эти предельные значения сил  вычисляют из условий прочности грунта (выворачивание сваи) и прочности сваи (изгиб ее) согласно СНиП ІІ-Б.5-62 по формуле , где  - расчетное сопротивление, устанавливаемое в зависимости от допущенного горизонтального перемещения верха сваи ;  - коэффициент условия работы, равный 0,9.

Величину  при  см определяют по таблице СНиП ІІ-Б.5-62, при >1 см -опытным путем.

Упрощенный метод определения действующих на сваи сил состоит в предположении, что силу Q воспринимают лишь  всех свай в ряду, т. е. число , где  - число всех свай в ряду.