Усиление причала дополнительными шпунтовыми стенками

Эти вопросы исследовались на простейших моделях в работах А.Я. Будина [13]. Вначале исследуем случай, когда для усиления причала, рассмотренного в разделе1, перед стенкой на расстоянии 2 м погружается шпунтовый ряд на такую же глубину, что и существующая причальная стенка. Новая расчетная схема показана на рисунке 2.60.

Рис. 2.60. Расчетная схема усиленного причала

Расчет усиленного причала выполнялся по тем же этапам, что и в примере раздела 1. Вначале рассмотрим случай, когда усиление выполнено в процессе строительства причала.

Рассмотрим результаты расчета, полученные на последнем этапе строительства. Эпюра полных перемещений приведена на рисунке 2.61. Сравним ее с эпюрой рисунка 2.23. Следует отметить. Наибольшие перемещения за анкерной стенкой уменьшились на 8,7 см, а горизонтальные наибольшие перемещения шпунтовой причальной стенки так же уменьшились на 3 см.

Эпюра девиаторных напряжений показана на рисунке 2.62. Сравним ее с аналогичной эпюрой, приведенной на рисунке 2.26.

Рис. 2.61. Эпюра полных перемещений

Рис. 2.62. Эпюра девиаторных напряжений

Наибольшие напряжения в грунте под нижним концом шпунтовой стенки уменьшились на 130 кН/м². Напряжения в грунте за шпунтовой стенкой на уровне дна уменьшились на 70 кН/м². Сравнение образованных пластических зон показало, что произошло только незначительное их увеличение перед шпунтовой стенкой усиления.

Видим, что усиление причала в процессе строительства позволило существенно уменьшить напряженно-деформированное состояние системы.

Рассмотрим случай, когда усиление причала выполнено после некоторого времени его эксплуатации и после снятия всей действующей распределенной нагрузки. Затем причал снова загружался этой же нагрузкой. Рассмотрим некоторые результаты расчета и сравним их с результатами, полученными для предыдущего случая.

На рисунке 2.63 показана эпюра полных перемещений.

Рис. 2.63. Эпюра полных перемещений

Видим, что наибольшее перемещение за анкерной стенкой увеличились на 5,9 см, а горизонтальные наибольшие перемещения шпунтовой причальной стенки так же увеличились на 1,6 см.

На рисунке 2.64 показана эпюра девиаторных напряжений. Сравнивая ее с эпюрой, приведенной на рисунке 2.62, следует отметить, что наибольшие напряжения в грунте под нижнем концом увеличилось на 30 кН/м². Напряжения в грунте за шпунтовой стенкой на уровне дна увеличились на 10 кН/м². Схема пластических зон показана на рисунке 2.65. Они по сравнению с предыдущем случаем несколько уменьшились.

Рис. 2.64. Эпюра девиаторных напряжений

Рис. 2.65. Схема образования пластических зон

Приведенный анализ показывает, что рассматриваемое усиление работает эффективнее, когда оно выполнено в момент строительства причала, а не после некоторого времени его эксплуатации.

Исследуем усиление причала шпунтовой стенкой, которая была погружена за существующей стенкой на расстоянии 2 м. Расчетная схеме усиленного причала показана на рисунке 2.66.

Рис. 2.66. Расчетная схема усиленного причала

Расчеты выполнялись в следующей последовательности. Вначале расчеты производились без усиления по этапам, соответствующим последовательности строительных работ. Затем снималась действующая нагрузка и часть грунта над анкерами, и выполнялось погружение дополнительной шпунтовой стенки. Далее поэтапно грунт снова засыпался, и прикладывалась действующая нагрузка.

На последующем этапе была получена следующая эпюра полных перемещений, которая показана на рисунке 2.67. Сравним ее с эпюрой, приведенной на рисунке 2.63, которая была получена для его усиления стенкой, расположенной перед причалом. Последовательность выполнения строительных работ для этих двух случаев почти совпадает, но затраты труда и средств для первого усиления значительно меньше, чем для второго. При втором усилении максимальные перемещения за анкерной стенкой увеличились на 6 см, а горизонтальное наибольшее перемещение причальной стенки также увеличилось на 3 см.

Эпюра девиаторных напряжений показана на рисунке 2.68. Напряжения в грунтах, примыкающих к причальной стенке, несколько уменьшились. Так за шпунтовой стенкой на уровне дна это уменьшение составило 10 кН/м².

Рис. 2.67. Эпюра полных перемещений

Рис. 2.68. Эпюра девиаторных напряжений