Взаимодействие анкерных конструкций "стена в грунте" с грунтовым массивом

• Автор: Хасан Хасенин Флайх
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВЕНИЙ

1.1 Общие положения

1.2 Конструктивные решения анкера

1.3 Взаимодействие ограждений котлована с окружающим

грунтом

1.3.1 Деформации грунта ограждающего котлована

1.3.2 Исследования анкеров в ходе строительства

1.4 Экспериментальные исследования давления грунта на

ограждения глубоких котлованов

1.5 Теоретические исследования давления грунта на
ограждения глубоких котлованов
1.6 Расчетная модель грунта
1.7 Классификация и анализ известных методов расчета
анкеров
1.8 Применение метода конечных элементов к расчету задач
способом стена в грунте
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЛУБОКИХ ЗАКРЕПЛЕННЫХ КОТЛОВАНОВ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1 Общие положения
2.2 Составление уравнений для используемого расчетного
способа
2.2.1 Итерационный алгоритм для нелинейных задач
2.2.2 Котлованы в линейных задачах способом стена в грунте
2.2.3 Котлованы в нелинейных задачах способом стена в
грунте
2.3 Начальные напряжения в грунте
2.3.1 Моделирование начальных напряжений в грунте
2.3.2 Определение коэффициента бокового давления грунта
2.4 Напряженнодеформированное состояние грунта
2.4.1 Модели инкрементального нелинейноупругого
деформирования грунта
2.4.2 Гиперболическая изотропная модель
2.4.3 Преимущества и ограничения гиперболических моделей
2.5 Краткие выводы
ГЛАВА 3
МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ КОНСТРУКЦИЙ СТЕНА В ГРУНТЕ
3.1 Общие положения
3.2 Общее значение тонкого контактного элемента
3.3 Моделирование контактного элемента методом конечных
элементов
3.4 Способы деформирования по контактной поверхности
3.5 Определение толщины контактного элемента
3.6 Краткие выводы
ГЛАВА 4
РАСЧЕТ ЗАДАЧ АНКЕРНЫХ СТЕН В ГРУНТЕ МЕТОДОМ
КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Постановка задачи и расчетная схема
4.2 Краткие выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Число проволок или прядей в пучке подбирают исходя из условия симметричного их расположения относительно оси анкера. Общая длина анкерной тяги обычно составляет от до м, а ее диаметр - 0 мм в зависимости от нагрузки и свойства грунта. Оголовок анкера из высокопрочной проволоки или арматурных прядей выполняют в виде конусной обоймы и запрессовываемого конуса с пазами для размещения арматурного пучка. Обойма и конус обычно используются при предварительном натяжении железобетонных конструкций. Для создания зоны анкерной заделки применяют цементный раствор, которой готовится из портландцемента марки М0 и выше, воды и пластифицирующих добавок. Цементный раствор должен обладать оптимальной вязкостью, минимальным водоотделением и защищать от коррозии анкерную тягу. Для предохранения металла анкерной тяги от коррозии его покрывают различными лакокрасочными защитными покрытиями и мастиками или используют полиэтиленовые и металлические трубы, оклеенную изоляцию, полимерные пленки и пр. Во временных анкерах напрягаемую часть вплоть до зоны заделки защищают лакокрасочным покрытием в два слоя или надевают полиэтиленовую трубу. В постоянных анкерах лакокрасочное покрытое, нанесенное на всю длину анкерной тяги, защищают от механических повреждений. При креплении глубокого котлована анкеры приходится размещать в несколько ярусов по высоте. Расстояние между ярусами принимают от 3 до 5 м. Расстояние между анкерами по горизонтали зависит от конструкции стенки, в которую крепят анкеры, его определяют расчетом, но оно должно быть не менее 1,5 м. Верхний ярус анкеров обычно заделывают на глубине не менее 4,5 м от поверхности земли, чтобы обеспечить минимально необходимую вертикальную пригрузку, от которой зависит несущая способность анкера. Анкеры могу I сочленяться с ограждением или стенкой в одном или в нескольких уровнях в зависимости от размеров закрепляемой конструкции. Угол их наклона к горизонту обычно не превышает °. Возрастание угла наклона вызывает уменьшение горизонтальной составляющей усилия, противодействующей давлению грунта на конструкцию. При этом вертикальная нагрузка на последнюю увеличивается, что может стать причиной ее дополнительной осадки. В связи с увеличивающимся применением анкеров накопился большой материал наблюдений за деформациями ограждений и дна глубоких котлованов, которые происходят в процессе выемки грунта, а затем при возведении сооружения. Такие деформации известны давно, но детали процесса выявлены только при точном измерении перемещений ограждающих стенок, в том числе и с анкерами (рис. Выемка грунта меняет природное напряженно деформированное состояние грунта, сложившееся под действием его веса. Дно котлована, освобожденное от вертикальной нагрузки, выпучивается вверх, а боковое давление окружающего грунта вызывает горизонтальное перемещение стен. Крепления ограничивают эти перемещения, но полностью исключить их они не могут (рис. Возведение сооружения в готовом котловане вызывает осадку дна, но горизонтальные перемещения стен частично или полностью сохраняются. Интересно отметить, что вертикальные перемещения, которые наблюдаются на дне котлована, проявляются и на поверхности за его пределами, распространяясь иногда на значительные расстояния. Они вызывают осадки и крен ближайших зданий и могут требовать специальных мероприятий по их сохранению (рис. По мере углубления котлована устраивают наклонные анкеры 1, 2, 3, 4 (рис. Если измерить горизонтальные отклонения деформированного крепления котлована после выемки и установки каждого анкера в гой же последовательности (I, И, III, IV, V) на каждом очередном уровне разработки грунта, то получится картина, указанная на этом рисунке. Крепление как бы поворачивается вокруг нижней грани на каждом этапе. На самом же деле крепления не только поворачиваются, но и сдвигаются параллельно самим себе (рис. В нижней части вертикальные ограждения, заделанные в грунт, сжимают массив грунта, лежащий ниже отметки дна. Из-за этого размеры котлована по дну несколько уменьшаются. Анкеры могут лишь ограничить такое уменьшение, но не ликвидировать его полностью [].