ДЕПАРТАМЕНТ МОРСКОГО ТРАНСПОРТА
МИНТРАНСА РФ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МОРСКИХ ПОРТОВЫХ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИХ
РАЙОНАХ ПРИ НАЛИЧИИ В ОСНОВАНИИ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

(ПОСОБИЕ К ИНСТРУКЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МОРСКИХ ПРИЧАЛЬНЫХ И БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ РД 31.31.55-93)

Р 31.3.02-98

ВЛАДИВОСТОК 1998

РАЗРАБОТАН             Акционерным обществом открытого типа «Дальневосточным научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом морского флота» АООТ «ДНИИМФ»

Руководитель темы, ответственный исполнитель, кандидат технических наук, доктор транспорта

Л. Ф. Штанько

Исполнитель

З. П. Андреева

СОГЛАСОВАН И

РЕКОМЕНДОВАН К

ПРИМЕНЕНИЮ         Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта «Союзморниипроект» (письмо от 02.01.98г №8/110) как пособие к РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений»

УТВЕРЖДЕН И

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Главным инженером АООТ «ДНИИМФ» Г. Я. Серебрянским распоряжением от 10.04.98г. № 2

СОДЕРЖАНИЕ

 

Срок введения в действие

установлен с «15» апреля 1998г.

Настоящие Рекомендации составлены в развитие РД 31.31.55-93 и распространяются на проектирование морских портовых гидротехнических сооружений в сейсмических районах при наличии в основании слабых грунтов.

К слабым относятся водонасыщенные глинистые грунты, характеризующиеся наличием хотя бы одного из перечисленных ниже признаков:

- степень влажности S_r ³ 0,8 и модуль общей деформации Е £ 5000 кПа;

- показатель текучести I_L ³ 0,75;

- коэффициент вязкости h< 10⁵ кПа×сут, при нормальном напряжении s ³ 100 кПа.

К слабым относятся также рыхлые водонасыщенные мелкие и пылеватые пески, относящиеся к грунтам III категории по сейсмическим свойствам согласно СНиП II-7-81^*.

При строительстве сооружений на слабых грунтах без проведения мероприятий по их укреплению в них при обычных условиях эксплуатации будут развиваться недопустимые затухающие или незатухающие деформации, а при землетрясении могут произойти резкие осадки и смещения, приводящие сооружение в неработоспособное состояние.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 При проектировании морских портовых гидротехнических сооружений в сейсмических районах при наличии в основании слабых грунтов необходимо предусматривать мероприятия по уменьшению деформаций оснований как при обычных условиях эксплуатации, так и при землетрясении. Указанные мероприятия следует принимать по СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.02-85 и СНиП II-7-81^*. К ним относятся:

- передача нагрузок от сооружения на плотный естественный грунт, расположенный под слабым грунтом, прорезкой толщи слабого грунта сваями, оболочками большого диаметра, опускными колодцами и т.д.;

- полная или частичная замена слабых грунтов песком, гравием, щебнем и т.д.;

- уплотнение слабых грунтов статической пригрузкой (с устройством при необходимости ускорения процесса консолидации основания дрен - песчаных, песчаных в оболочке из геотекстиля, картонных, алидрен и т.п.) (РД 31.31.06-79);

- уплотнение слабых грунтов трамбованием тяжелыми трамбовками (с устройством при необходимости дрен), устройством песчаных набивных свай, вибрационными машинами и катками и т.д.;

- закрепление слабых грунтов буросмесительным или вибрационным способом с введением в толщу грунта отвердителя (цемента, извести и др.) и перемешивании его с грунтом (РД 31.31.29-82).

1.2 При выборе типа сооружения и способа повышения несущей способности слабых грунтов следует учитывать:

- имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в сходных инженерно-геологических, гидрологических и сейсмических условиях;

- технико-экономические характеристики конкурирующих вариантов;

- степень освоенности варианта строительства в регионе и возможности строительных организаций;

- запланированные (установленные) сроки строительства.

Краткая характеристика наиболее освоенных способов улучшения строительных свойств грунтов приведена в приложении А. Данные по портовым сооружениям, построенным на площадках со слабыми грунтами, приведены в приложении Б.

1.3 Возможность использования слабых грунтов в качестве оснований гидротехнических сооружений без дополнительных (специальных) предпостроечных мероприятий по повышению их несущей способности должна обосновываться положительным опытом эксплуатации сооружений-аналогов, расчетами и специальными исследованиями. При этом в проекте особо оговариваются вопросы технологии и темпов строительства, обеспечивающих эксплуатационную надежность сооружения.

1.4 При разработке проекта в случае необходимости укрепления оснований рекомендуется рассмотреть варианты реализации мероприятий по повышению несущей способности слабых грунтов (закладка дрен, устройство илоцементных или известковых свай буросмесительным методом, устройство песчаных свай и др.) как до начала возведения сооружения (предпостроечные методы), так и в процессе возведения (например, после образования территории до отметок выше уровня воды в акватории).

1.5 В проектах сооружений следует предусматривать выполнение контрольно-исследовательских работ на стройплощадке в процессе строительства и в первые годы эксплуатации. Программа таких работ составляется проектной организацией, является неотъемлемой частью проекта и может уточняться в процессе возведения сооружения.

2 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКЦИЯМ ПОРТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

2.1 В сейсмических районах при наличии в основании строительной площадки слабых грунтов рекомендуются следующие конструкции портовых гидротехнических сооружений:

- причальные заанкеренные стенки из стального шпунта (корытного, таврового, трубошпунта и др.) (рисунок 2.1);

- причальные эстакады на стальных трубчатых и коробчатых сваях, на железобетонных центрифугированных сваях-оболочках и призматических сваях (рисунок 2.2);

- причальные и оградительные сооружения из оболочек большого диаметра (рисунок 2.3);

- оградительные сооружения шатрового типа на козловых свайных опорах (рисунок 2.4);

- оградительные сооружения набросного типа (рисунок 2.5).

Допускается использование и других конструкций, по которым имеется положительный опыт эксплуатации в сейсмических районах.

2.2 При наличии в основании заанкеренного больверка слабых грунтов последние должны быть полностью или частично заменены на более качественные крупнообломочные грунты, либо укреплены. Необходимость замены или укрепления грунтов устанавливается на основании расчетов прочности и устойчивости с учётом сейсмических воздействий. Грунт замены либо закрепленный грунт рекомендуется располагать на плотных подстилающих грунтах за лицевой стенкой и перед ней. Ширина участка замены или укрепления грунта устанавливается расчетами устойчивости сооружения с учетом сейсмических воздействий. За лицевой стенкой рекомендуется грунт заменять или укреплять на всем участке между лицевой и анкерной стенками.

2.3 Способ строительства заанкеренного больверка (последовательность отсыпки грунта) должен исключать смещение оставляемых слабых грунтов при работах по образованию территории и скопление их у лицевой стенки. Для этого необходимо отсыпку грунта производить со стороны стенки вглубь территории. Целесообразно также предусматривать уплотнение отсыпаемых грунтов перед лицевой и анкерной стенками.

1 - качественный грунт засыпки; 2 - слабый грунт; 3 - плотный грунт

Рисунок 2.1 - Причальная стенка из шпунта (заанкеренный больверк)

1 - скальный грунт засыпки; 2 - песок; 3 - слабый грунт; 4 - плотный грунт

Рисунок 2.2 - Причальная эстакада на стальных трубчатых сваях

1 - качественный грунт засыпки; 2 - песок; 3 - слабый грунт; 4 - плотный грунт

Рисунок 2.3 - Причальное сооружение из оболочек большого диаметра

1 - скальный грунт засыпки; 2 - песок; 3 - слабый грунт; 4 - плотный грунт;

Рисунок 2.4 - Оградительное сооружение шатрового типа на козловых свайных опорах

1 - качественный грунт засыпки; 2 - песок; 3 - слабый грунт; 4 - плотный грунт

Рисунок 2.5 - Оградительное сооружение набросного типа при посадке на плотные подстилающие грунты(а) и при возведении на «плавающей» песчаной подушке (б)

2.4 Оболочки большого диаметра следует опирать на плотные подстилаемые грунты. Слабые грунты внутри оболочек целесообразно заменять на более прочные, либо укреплять их способами, указанными в п. 1.1 настоящих Рекомендаций.

2.5 Свайные опоры должны быть погружены в прочные, устойчивые к сейсмическим воздействиям грунты.

2.6 Для повышения горизонтальной жесткости пирсов эстакадного типа рекомендуется: поверх слабых грунтов отсыпать последовательно песчаную подушку и слой крупнообломочного грунта и уплотнять этот грунт. Рекомендуется также на сваях в этом слое устанавливать (закреплять) уширители, вовлекающие больший объем грунта в работу при горизонтальных нагрузках. Рекомендуется также устройство козловых опор.

2.7 Оградительные сооружения набросного типа допускается возводить на «плавающей» песчаной подушке, укладываемой на поверхности слабого грунта или в специальную выемку. Размеры песчаной подушки устанавливаются по результатам расчетов прочности слабого грунта под подушкой, прочности подушки на продавливание и сейсмоустойчивости сооружения по линиям обрушения, проходящим по слабому грунту.

3 РАСЧЕТЫ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

3.1 При проектировании портовых гидротехнических сооружений, возводимых на слабых грунтах оснований, следует руководствоваться РД 31.31.55-93 и РД 31.31.34-85. Расчеты портовых гидротехнических сооружений на сейсмические воздействия следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-7-81^*, СНиП 2.06.01-86, РД 31.31.55-93, РД 31.31.26-81, РД 31.31.39-86 и рекомендациями настоящего раздела. Расчеты должны включать:

- оценку сейсмичности площадки строительства;

- определение сейсмических нагрузок;

- проверки устойчивости сооружения или его частей на сдвиг при учете действия сейсмических нагрузок;

- определение внутренних усилий в несущих элементах конструкции с учетом действия сейсмических нагрузок и проверки прочности.

3.2 Сейсмичность площадки строительства в баллах устанавливается по СНиП II-7-81^* (или территориальным строительным нормам) в зависимости от сейсмичности района и уточняется по данным микросейсморайонирования или в зависимости от категории грунтов (по сейсмическим свойствам), залегающих в основании сооружения. При этом, если сейсмические нагрузки, действующие на сооружение, определяются при использовании динамических расчетных схем, включающих и массив грунта основания, расчетная сейсмичность устанавливается по категории грунтов, расположенных в основании динамической расчетной схемы.

3.3 Сейсмические нагрузки следует определять по динамическому методу согласно СНиП II-7-81^*. В динамические расчетные схемы сооружений, используемые для определения сейсмических нагрузок, необходимо включать несущие конструктивные элементы сооружения и окружающий массив грунта. При наличии в основании сооружения слабых грунтов, последние рекомендуется включать в динамическую расчетную схему. Размеры массива грунта, включаемого в динамическую расчетную схему, необходимо принимать такими, чтобы границы динамической расчетной схемы не оказывали существенного влияния на сейсмические колебания грунта в районе образования возможных поверхностей скольжения при потере устойчивости, и в районе расположения несущих конструктивных элементов сооружения.

3.4 Выбор динамических моделей и расчеты на сейсмостойкость необходимо производить:

- для заанкеренных больверков - согласно РД 31.31.26-81 и РД 31.31.55-93;

- для причальных эстакад - согласно РД 31.31.39-86 и РД 31.31.55-93;

- для причальных и оградительных сооружений из оболочек большого диаметра, блочных конструкций другой формы - согласно РД 31.31.55-93;

Примечание - При необходимости расчета на сейсмические воздействия причальных и оградительных сооружений, упомянутых в п. 3.4, а также сооружений со сложным взаимодействием конструктивных элементов и грунта (например, оградительных сооружений шатрового типа) рекомендуется обращаться в организации, специализирующиеся на таких расчетах, например, АООТ ДНИИМФ.

3.5 При определении сейсмических нагрузок от грунта, расположенного ниже уровня воды в акватории, в расчете необходимо принимать массу водонасыщенного грунта (массу грунта с учетом массы воды в порах).

3.6 Для заанкеренных больверков необходимо выполнить следующие виды проверок устойчивости:

- на поворот вокруг точки крепления анкера (активное и пассивное давление грунта на стенку принимается с учетом сейсмического воздействия);

- сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (учитываются сейсмические нагрузки, действующие на сдвигаемый массив грунта);

- сдвиг по фиксированным поверхностям скольжения (учитываются сейсмические нагрузки, действующие на сдвигаемые блоки грунта);

- сдвиг анкерной плиты (активное и пассивное давление на плиту принимается с учетом сейсмического воздействия, анкерное усилие принимается из расчета лицевой стенки с учетом сейсмических воздействий).

Следует рассмотреть и другие возможные формы сдвига грунтовых массивов с учетом реального расположения прослоек слабых грунтов, например, сдвиг по смешанным поверхностям (комбинации прямолинейных и криволинейных участков поверхностей).

3.7 Активное и пассивное давление грунта на лицевую стенку больверка с учётом сейсмического воздействия определяются по формулам

;                                     (3.1)

,                                     (3.2)

где Р_аj, Р_рj - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного статических давлений, обусловленных внутренним трением грунта, кПа;

Р_ас, Р_рс - интенсивность горизонтальных составляющих соответственно активного и пассивного статических давлений, обусловленных сцеплением грунта, кПа;

А_эа, А_эр - эффективные коэффициенты сейсмичности соответственно для зон активного и пассивного давлений грунта;

e_а, e_р - углы отклонения от вертикали равнодействующей сил веса и сейсмической силы соответственно для зон активного и пассивного давлений (сейсмические углы), град.;

j - угол внутреннего трения грунта, град.

Углы отклонения e_а и e_р определяются по формулам

;                                                        (3.3)

,                                                        (3.4)

3.8 Эффективные коэффициенты сейсмичности для зон активного и пассивного давления А_эа и А_эр с учетом водонасыщенности грунта и динамического характера сейсмического воздействия определяются по РД 31.31.55-93 или РД 31.31.26-81 на основе динамического расчета по спектральному методу. Для предварительных расчетов заанкеренных больверков допускается принимать

;                                                    (3.5)

,                                                    (3.6)

где К₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружения, принимаемый согласно СНиП II-7-81 для портовых гидротехнических сооружений равным 0,25;

А - коэффициент сейсмичности, значения которого согласно СНиП II-7-81 принимаются равным 0,1; 0,2 и 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов;

К_а, К_р - коэффициенты увеличения эффективной сейсмичности для массивов сдвигаемого грунта соответственно в зонах активного и пассивного давлений, учитывающие динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта.

Для предварительных расчетов допускается принимать К_а = 2,7; К_р = 2,2.

3.9 Проверку общей устойчивости сооружения рекомендуется выполнять по вычислительным программам, в которых предусмотрен учет сейсмических сил. При использовании вычислительных программ, в которых учет сейсмических сил не предусмотрен, допускается использовать приближенный способ поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол, в результате чего равнодействующая сил веса и сейсмической силы становится вертикальной.

Примечание - Далее в тексте основные положения расчета по указанному приближенному способу изложены применительно к расчету устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. При расчете устойчивости по плоским ломанным поверхностям изложенный прием учета сейсмических сил аналогичен.

3.10 Согласно способу поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол производится переформирование расчетной схемы сооружения и корректировки характеристик грунтов и грузов на причале согласно пп. 3.11-3.13. Дальнейший расчет производится по вычислительной программе для изменённой расчетной схемы. При использовании для проверки общей устойчивости вычислительной программы «KREJ», разработанной Ленморниипроектом, лицевая стенка условно принимается вертикальной.

3.11 Поверхности причала и дна, а также слои грунтов получают наклон на сейсмический угол e_у (рисунок 3.1), определяемый по формуле

,                                                  (3.7)

где А_эу - осреднённый по массиву сдвигаемой части сооружения эффективный коэффициент сейсмичности, определяемый в соответствии с РД 31.31.55-93 или РД 31.31.26-81.

Для предварительных расчетов устойчивости А_эу допускается определять по формуле

,                                                 (3.8)

где К_у - коэффициент увеличения эффективной сейсмичности для сдвигаемого массива грунта, учитывающий динамический характер сейсмического воздействия и водонасыщенность грунта и принимаемый равным 2,4.

3.12 Веса грунтов и грузов на причале корректируются по формуле

.                                                     (3.9)

3.13 Производится уменьшение углов внутреннего трения грунтов, обусловленное снижением сопротивления сдвигу при динамических воздействиях: для расчетной сейсмичности 7 и 8 баллов - на 1°; для расчетной сейсмичности 9 баллов - на 2°.

Рисунок 3.1 - Схема к расчету общей устойчивости при повороте расчетной схемы на сейсмический угол e_у;

а) исходный разрез; б) переформированный (повернутый на угол e_у) разрез (лицевая стенка условно принята вертикальной)

3.14 При замене слабого грунта в основании лицевой стенки больверка отпор от отсыпанной призмы следует определять как наименьший из расчетов: либо пассивного давления в предположении бесконечной длины отсыпанной призмы (при условии перерезания отсыпанной призмы) с использовании формулы (3.2), либо сопротивления сдвигу отсыпанной призмы по основанию с использовании формулы (3.10)

,                            (3.10)

где Е_sp1 - сила сопротивления сдвигу прямоугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;

E_sp2 - сила сопротивления сдвигу треугольного элемента призмы, обусловленная внутренним трением грунта, кН;

d - угол трения материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой, град;

j₀ - угол внутреннего трения грунта основания, град;

C₀ - сцепление грунта основания, кПа;

b₁, b₂, h - размеры прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта (рисунок 3.2,а).

Силы сопротивления сдвигу Е_sp1 и E_sp2 определяются по формулам

;                                          (3.11)

;                                     (3.12)

где G₁, G₂ - веса соответственно прямоугольного и треугольного элементов отсыпанной призмы грунта, кН;

Q - угол наклона откоса котлована, который следует назначать меньшим угла выпора грунта основания при сейсмическом воздействии, град. Эпюра пассивного давления по высоте призмы принимается треугольной (рисунок 3.2,б).

Рисунок 3.2 - Схема расчета сопротивления сдвигу элементов отсыпанной призмы грунта (а) и эпюра пассивного давления грунта (б)

3.15 Для блочных гравитационных стенок необходимо выполнить проверки устойчивости оснований при следующих поверхностях скольжения грунтового основания:

- плоский сдвиг стенки по основанию в направлении действия сейсмической силы;

- глубинный сдвиг стенки вместе с грунтом по криволинейной (круговой или смешанной) поверхности скольжения в направлении действия сейсмической силы и в противоположном направлении.

3.16 Проверки устойчивости блочных гравитационных стенок необходимо производить при учете сейсмических моментов, обусловленных инерцией вращения, соответствующих каждой из двух первых форм колебаний (рисунок 3.3), а также при результирующем моменте.

G - вес сооружения; S₁ и e₁ - соответственно сейсмическая сила и сейсмический момент, обусловленные массой блока, при колебаниях по первой форме; S₂ и e₂ - то же, но при колебаниях по второй форме

Рисунок 3.3 - схема действия нагрузок на сооружение блочной конструкции и возможные поверхности скольжения

3.17 При определении несущей способности свай по грунту в случае, если по высоте сваи имеются слои сжимаемых грунтов, необходимо учитывать силы «отрицательного трения» от грунтов, расположенных выше сжимаемого слоя. Учет сил «отрицательного трения» необходимо производить согласно СНиП 2.02.03-05.

4 КОНТРОЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ НА СТРОЙПЛОЩАДКЕ

4.1 Контрольно-исследовательские работы выполняются проектной организацией, разрабатывающей проект. Состав контрольно-исследовательских работ на стройплощадке зависит от конструкции сооружения, технологии его строительства, а также от выбранного способа улучшения строительных свойств грунтов и включает:

- контроль соблюдения проектной технологии строительства;

- контроль качества замены, уплотнения или закрепления слабых грунтов, осуществляемый с помощью бурения, отбора и испытания грунтов;

- контроль осадок территории и послойных деформаций грунтов и уточнение на основании этого сроков консолидации грунтов:

- предсдаточные контрольные испытания сооружения.

Программа контрольно-исследовательских работ составляется проектной организацией, разрабатывающей проект, и согласовывается с заказчиком и подрядной организацией.

4.2 В программе контрольно-исследовательских работ, выполняемых на стадии строительства, указываются:

- перечень параметров технологии строительства, которые подлежат контролю, а также количественные и качественные характеристики этих параметров;

- места контрольных бурений и отбора образцов, перечень физико-механических характеристик грунтов, подлежащих определению, методики испытаний, а также значения физико-механических характеристик грунтов, которые приняты в проекте и должны быть достигнуты;

- места закладки реперов и марок для измерения осадок территории и послойных деформаций грунтов, конструкции реперов и марок, мероприятия по их сохранности в процессе строительства и эксплуатации, инструменты и способы измерений, периодичность измерений, методика обработки результатов измерений, а также проектный срок консолидации грунтов.

Конструкцию реперов и марок и схему закладки их на портовых гидротехнических сооружениях следует принимать по РД 31.3.3-97. Наблюдения за осадками и деформациями грунтов следует выполнять согласно ГОСТ 24846-81.

4.3 В случае, если окажется, что прогнозируемый по результатам наблюдений за осадками территории срок консолидации слабых грунтов недопустимо превышает проектный срок консолидации, могут быть рекомендованы:

- временная огрузка сооружения дополнительным грузом, укладываемым на территории сооружения с целью ускорения сроков консолидации;

- эксплуатация сооружения по временной схеме (без устройства жесткого покрытия территории) вплоть до достижения консолидации слабых грунтов и затухания осадок территории,

Работы по огрузке сооружения необходимо выполнять в соответствии с требованиями РД 31.35.06-81.

4.4 Предсдаточные контрольные испытания сооружения должны включать:

- экспериментальные определения динамических характеристик сооружения (периодов, декрементов и форм горизонтальных колебаний);

- предсдаточную контрольную огрузку сооружений распорного типа временной нагрузкой.

4.5 Динамические характеристики сооружения следует определять возбуждением свободных колебаний: с помощью микровзрывов; путем навала судна на причал (ударная нагрузка); путем разрыва калиброванной на расчетное усилие вставки, соединяющей причал с отходящим от него судном; и т.д. Регистрирующими приборами являются сейсмоприемники, расставленные в различных точках по длине и ширине сооружения, и шлейфовые осциллографы.

Установленные экспериментально динамические характеристики сооружения заносятся в паспорт сооружения, а также сопоставляются с принятыми в расчете. Если расхождение теоретических и экспериментальных значений периодов и декрементов колебаний превышает 20%, и это расхождение может привести к увеличению сейсмических нагрузок, делается поверочный расчет сейсмостойкости при использовании экспериментальных значений периодов и декрементов.

4.6 Предсдаточной контрольной огрузке следует подвергать сооружения, опираемые на сжимаемые грунты. Цели предсдаточной огрузки:

- для сооружений распорного типа - уплотнить сжимаемые грунты на стадии строительства с тем, чтобы уменьшить осадки территории в процессе эксплуатации и при землетрясении, а также чтобы проверить эксплуатационную надежность построенного сооружения;

- для причальных эстакад - уплотнить поверхностный слой грунта и, таким образом, повысить горизонтальную жесткость сооружения.

Примечание - Предсдаточная огрузка производится по специальной программе и под контролем проектной организации, разработавшей проект сооружения.

4.7 Величина контрольной нагрузки при предсдаточной огрузке для заанкеренных больверков и подпорных стен другой конструкции принимается в зависимости от расчетной сейсмичности района (площадки) строительства по таблице 4.1

Таблица 4.1

4.8 Капитальное покрытие территории причала рекомендуется выполнять после стабилизации осадок территории, устанавливаемой по результатам инструментальных наблюдений.

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ, НА КОТОРЫЕ ИМЕЮТСЯ ССЫЛКИ В РЕКОМЕНДАЦИЯХ

1. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические, сооружения. Основные положения проектирования/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 32 с

2. СНиП II-7-81^*. Строительство в сейсмических районах/Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 52 с

3. СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с

4. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений/Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 48 с

5. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты/Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 48 с

6. ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений. - М.: Изд. стандартов, 1986. - 26 с

7. РД 31.31.55-93. Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений. Минморфлот, М., 1993, 352с

8. РД 31.31.26-81. Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа «больверк». Минморфлот, М., 1981, 90 с

9. РД 31.31.39-86. Руководство по проектированию свайных пирсов и набережных для строительства в сейсмических районах. Минморфлот, М.: В/О «Мортехинформреклама», 1986. - 72 с

10. РД 31.3.3-97. Руководство по техническому контролю гидротехнических сооружений морского транспорта. Союзморниипроект, М., 1997. - 185 с

11. РД 31.35.06-81. Руководство по установлению норм эксплуатационных нагрузок на причальные сооружения распорного типа путем их испытания опытными статическими огрузками. Ленморниипроект, Л., 1983. - 70 с

12. РД 31.31.06-79. Руководство по расчету предпостроечного уплотнения слабых грунтов для портового гидротехнического строительства. Черноморниипроект, М.: В/О «Мортехинформреклама», 1983. - 72 с

13. РД 31,31.29-82. Руководство по проектированию илоцементных оснований и фундаментов портовых сооружений. НИИ оснований им. Н. М. Герсеванова, М.: В/О «Мортехинформреклама», 1983. - 16с

14. РД 31.31.34-85. Инструкция по проектированию причальных сооружений распорного типа на слабых грунтах. Ленморннипроект, М.: В/О «Мортехинформреклама», 1986. - 103 с

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОСНОВАНИЙ

Таблица А. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

ПОРТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ, ПОСТРОЕННЫЕ НА ПЛОЩАДКАХ СО СЛАБЫМИ ГРУНТАМИ

(по материалам научно-технической информации)

Таблица Б. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИЧАЛЬНОГО СООРУЖЕНИЯ ПО КРУГЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОВЕРХНОСТЯМ СКОЛЬЖЕНИЯ

B.1 Исходные данные

B.1.1 Сооружение выполнено в виде заанкеренного больверка из стального шпунта. Исходные геометрические параметры сооружения, эксплуатационные нагрузки и геологический разрез, необходимые для расчета общей устойчивости, приведены на рисунке B.1. Класс сооружения - III.

1 - 4 -    шифр слоя грунта по таблице В.1;

О₁, О₂ -  центры круглоцилиндрических поверхностей соответственно для статического и сейсмического расчетов

- - - -      положение переформированной схемы и круглоцилиндрическая поверхность вращения для расчета на сейсмическое воздействие

Рисунок B.1 - Расчетная схема сооружения к программе «KREJ» (эксплуатационные нагрузки условно не показаны)

В.1.2 Наименование грунтов и их расчетные характеристики приведены в таблице B.1

Таблица В.1 - Расчетные характеристики грунтов

Как следует из рисунка B.1 и таблицы B.1, в основании сооружения расположен слой слабых грунтов - илов.

Необходимо отметить, что согласно СНиП 2.02.02-85 «Основания гидротехнических сооружений» и РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений» при расчете общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения коэффициенты надежности по нагрузке, грунту и материалу принимаются равными единице. Т.е. расчет производится при нормативных значениях нагрузок и характеристик грунтов.

В.2 Расчет общей устойчивости сооружения при основном сочетании нагрузок

В.2.1 Расчет выполняется по вычислительной программе «KREJ», разработанной Ленморниипроектом. Были выполнены расчеты по режимам «KREJ-L», «KREJ-AK» и при совместном использовании указанных режимов. Наименьшие коэффициенты устойчивости были получены при расчете по режиму «KREJ-L», что согласуется с рекомендациями об использовании режима «KREJ-L» при наличии в основании сооружения слоя слабого грунта, изложенными в инструкции по использованию программы «KREJ». Расчеты выполнялись при различных координатах начального центра вращения и координатах точки, через которую должны проходить все кривые скольжения. Ниже приведены распечатки исходных данных (таблицы В.2 - В.7) и результатов расчета по режиму «KREJ-L» (таблицы В.8 - В.9) для наиболее невыгодного случая.

Таблица В.2 - Комментарии

Таблица В.3 - Общие данные

Таблица В.4 - Координаты скважин

Таблица В.5 - Описание геологического разреза на территории

Таблица В.6 - Описание геологического разреза на акватории

Таблица В.7 - Равномерно распределенные нагрузки

Таблица В.8 - Результаты расчета

Таблица В.9 - Координаты точки, через которую проходят все кривые скольжения

В.2.2 Проверка общей устойчивости сооружения выполняется по формуле

;                                                    (В.1)

где М_t и М_r - соответственно моменты сдвигающих и удерживающих сил относительно центра круглоцилиндрической поверхности;

g_1c - коэффициент сочетаний нагрузок;

g_c - коэффициент условий работы;

g_n - коэффициент надежности по ответственности сооружения;

g_dc - дополнительный коэффициент условий работ.

При расчете на основное сочетание нагрузок g_1c = 1,00; g_c = 1,15; g_n = 1,15; g_dc = 1,05.

Из формулы (В.1) следует, что общая устойчивость сооружения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения при основном сочетании нагрузок обеспечивается, если выполняется условие K = 0,95, где K = M_r/M_t коэффициент устойчивости.

Как следует из результатов расчета (таблица В.8), полученный наименьший коэффициент устойчивости К = 1,087 превышает минимально требуемый К = 0,950. Общая устойчивость причала обеспечивается.

В.3 Расчет общей устойчивости сооружения при особом сочетании нагрузок

8.3.1 Расчетная сейсмичность для сооружения - 9 баллов. Сейсмические воздействие принято горизонтальным и направленным в сторону акватории.

8.3.2 Расчет общей устойчивости с учетом сейсмических нагрузок выполняется по способу поворота расчетной схемы сооружения на сейсмический угол e_у в соответствии с п. 3.10 настоящих Рекомендаций.

Эффективный коэффициент сейсмичности определяется по формуле (3.8)

А_эу = 0,25×0,4×2,4 = 0,24.

Сейсмический угол e_у определяется по формуле (3.7)

e_у = arctg0,24 = 14°.

Производится наклон поверхности причала и дна у причала на сейсмический угол e_у (п. 3.11), а также корректировка веса грунта, веса грузов на причале (п. 3.12) и углов внутреннего трения грунтов (п. 3.13).

Переформированная расчетная схема сооружения представлена пунктиром на рисунке B.1. По сравнению с расчетом на основное сочетание изменены таблицы В.5 (В.13), В.6 (В.14) и В.7 (В.15), Ниже приведены распечатки исходных данных (таблицы В.10-В.15) и результатов расчета по режиму «KREJ-L» (таблицы В.16 - В.17).

Таблица В.10 - Комментарии

Таблица В.11 - Общие данные

Таблица В.12 - Координаты скважин

Таблица В.13 - Описание геологического разреза на территории

Таблица В.14 - Описание геологического разреза на акватории

Таблица В.15 - Равномерно распределенные нагрузки

Таблица В.16 - Результаты расчета

Таблица В.17 - Координаты точки, через которую проходят все кривые скольжения

В.3.3 При расчете на особое сочетание нагрузок g_1c = 0,90; g_c = 1,15; g_n = 1,15; g_dc = 1,05. Из формулы (В.1) следует, что общая устойчивость сооружения по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения при особом сочетании нагрузок обеспечивается, если выполняется условие К ³ 0,857.

Как следует из результатов расчета (таблица В.16), полученный наименьший коэффициент устойчивости К = 0,831 меньше минимально требуемого К = 0,857 примерно на 3%, что находится в пределах точности использованных способов расчета. Допустимо считать, что общая устойчивость причала обеспечивается.