Горизонтальные нагрузки на колодцы с тиксотропной рубашкой

Заполняя щель рубашки, тиксотропная суспензия создает гидростатическое давление, с одной стороны, на колодец и, с другой, на грунтовую стенку. Тиксотропная суспензия должна иметь такой удельный вес, чтобы ее гидростатическое давление могло обеспечить устойчивость грунтового откоса щели рубашки. Удельный вес суспензии выбирают в зависимости от гидрогеологических свойств грунтов строительной площадки.

При расчете стен колодцев коэффициент перегрузки объемного веса суспензии рекомендуется принимать . На формирование  влияют условия изготовления, перевозки, заливки в щель и режим работы рубашки. Наибольшее увеличение объемного веса суспензии происходит непосредственно в рубашке за счет засорения локальными осыпями грунта, тампонажем при случайных прорывах суспензии в забой, глиняным замком у манжета и пр.

Проведенные исследования показали, что в период погружения в стенах колодца в зоне рубашки возникают усилия внецентренного сжатия со значительными эксцентриситетами как в кольцевом, так и в меридиональном направлениях. Это является следствием таких факторов, как искажение при строительстве формы сооружения, неравнопрочность и разная ползучесть бетона в швах и в сборных элементах, горизонтальных составляющих собственного веса колодца при кренах, опираний при навалах, локальных нагрузок при вывалах грунта в щель рубашки и др. При резком нарушении технологии погружения возможны аварийные прорывы тиксотропной суспензии в забой, сопровождающиеся оползнями массы грунта в щель рубашки. По наблюдениям оползни носили локальный характер и имели протяженность не более радиуса колодца. В отдельности эти факторы влияют на напряженно-деформированное состояние колодца в разных пределах, однако в совокупности составляют обычно близкие величины. Для количественной оценки использованы экспериментальные данные по напряженному состоянию арматуры и бетона стен и соответствующих гидростатических давлений тиксотропной суспензии. Изучение экспериментальных эпюр показало, что неравномерности напряжений в стенах соответствуют эпюрам напряжений, которые могли бы возникнуть при воздействии двух нагрузок — одной распределенной по гидростатическому закону и некоторой дополнительной. При этом дополнительная нагрузка обычно имеет характер протяженных, неравномерных произвольно распределенных воздействий. Сопоставляя информации о напряженном состоянии стен и соответствующих гидростатических давлениях, количественно выявляем величину дополнительных воздействий. Заменяем неорганизованное распределение фактических нагрузок закономерным. Эти закономерности выбирают таким образом, чтобы соответствующие им эпюры напряжений в стенах колодца описывали бы экспериментальные эпюры. При этом интенсивность неравномерных нагрузок выражаем как часть гидростатических нагрузок через условный коэффициент неравномерности давления , а изменение эпюр в плане распределяем по косинусоиде, т. е.

  тм,             (2.57)

 где  — горизонтальное давление на стену цилиндрического колодца в данной точке.

Для отыскания величины коэффициента  был использован аппарат математической статистики при обработке информации по восьми колодцам. Изучалась информация по ярусам. Выбиралась максимальная или минимальная величина напряжений, разность которых с напряжениями от гидростатического давления суспензии была большей. В обработке использовались только замеры, по которым для изучаемого яруса имелась достаточно полная и устойчивая информация. Изучение значений  на разных глубинах погружения показало, что его средние значения близки по всей высоте. Коэффициент неравномерности для яруса вычисляется как для железобетонной оболочки, используя разность напряжений по показаниям тензометрических приборов и гидростатического давления суспензии, по формуле

 ,                                   (2.58)

 где     — напряжение в конструкции;

  — гидростатическая нагрузка суспензии;

  — коэффициенты, вычисленные для данного железобетонного сечения.

Результаты натурных замеров напряжений включили систематическую и случайную погрешности. К первым можно отнести погрешности измерительных приборов и приспособлений. Случайные погрешности могли возникнуть вследствие резких отклонений от проекта в процессе возведения и опускания. Такие явления наблюдались редко. Эмпирические статические совокупности выравнивались путем теоретических распределений. Были получены значения генеральных средних, . Этот коэффициент рекомендуется для статического расчета сооружений.