7.3. Применение удерживающих конструкций (ч. 1)

Деформации зданий и сооружений на склонах нередко происходят от таких оползневых подвижек, которые невозможно остановить с помощью обычных противооползневых мероприятий. В подобных случаях требуется устройство противооползневых удерживающих конструкций глубокого заложения (из свай или столбов). Удерживающие конструкции из забивных и буронабивных свай представляют собой устраиваемые поперек движения оползня свайные ряды, объединенные железобетонными ростверками. Методика расчета и проектирования таких сооружений относительно четко разработана и проверена экспериментальными исследованиями и многолетней практикой эксплуатации построенных противооползневых сооружений [92].

В настоящее время разработан удобный и точный способ расчета рамы из удерживающих свай [93]. Многопролетную рамную конструкцию расчленяют на отдельные Г-образные рамы. Исходят из допущения, что узлы соединения ригеля со стойками многопролетной рамы противооползневой конструкции могут перемещаться только по горизонтали (рис. 7.4, а). Отсюда расчет многопролетной конструкции сводится к расчету Г-образной рамы с заделанным в грунт нижним концом и с защемленно-подвижной верхней опорой (рис. 7.4, б). Эта верхняя опора, не мешая свободному горизонтальному перемещению конца ригеля, препятствует его повороту и вертикальному перемещению:

;,

(7.6)

где Ψ₄, ∆₄ — соответственно угол поворота и вертикальное перемещение точки 4 рамы.

Заменив действие верхней защемленно-подвижной опоры реактивным моментом M₄ и вертикальной реакцией V₄ и пользуясь принципом независимости действия сил, раскладывают полученную расчетную схему на три составные (рис. 7.5). В соответствии с полученными схемами вводят обозначения: E'_оп — доля оползневого давления, приходящаяся на одну стойку рамы, от общего оползневого давления E_оп; Е_PI_Р — жесткость сечения ригеля рамы; Е_сI_с — жесткость сечения стойки рамы (сваи или столба); с, φ — прочностные характеристики грунта ниже поверхности скольжения; y₀, ψ₀ — соответственно горизонтальное перемещение и угол поворота точки O.

Полные значения угла поворота и вертикального перемещения точки 4 Г-образной рамы составят:

; .

(7.7)

Верхние индексы Е, V, М при буквах ψ и ∆ обозначают усилие, определяющее данное перемещение.

Опуская промежуточные решения, после математических преобразований получим систему уравнений:

;

(7.8)

.

(7.9)

Отсюда:

;

(7.10)

,

(7.11)

где δ_ME и δ_MM — углы поворота ψ₀ соответственно от силы E₀ = 1 и момента М₀ = 1, определяемые по методике, приведенной в работах [94, 90].

Для построения эпюр изгибающих моментов и перерезывающих сил (рис. 7.6, а) в верхней части конструкция (выше поверхности скольжения) усилия рассчитывают по формулам:

;

(7.12)

Усилие М₄ находят по формуле (7.10), а величины H_0,1 и Q_2,4 — по формулам:

, .

(7.13)