Определение основных размеров (высоты и ширины)

Гравитационная габионная стена (ГГС) должна проектироваться с учетом возможных схем ее разрушения, приведенных на рис.4.11.

ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ РАЗРУШЕНИЯ ГАБИОННОЙ ГРАВИТАЦИОННОЙ СТЕНЫ

а - полное обрушение

б - нарушение несущей способности основания

в - сдвиг

г - опрокидывание

д - внутреннее разрушение

Рис.4.11

Первоначально производится выбор типа формы и конструкции ГГС, привязка к местным условиям, назначение основных размеров стены и их увязка с конструкцией усиливаемой насыпи. Высота стены должна обеспечивать устойчивость верхней части насыпи. Ширина габионов, ее слагающих, и форма стены устанавливается из условия обеспечения устойчивости стены против сдвига и опрокидывания, дополнительно проверяется расчетами по оценке несущей способности основания (в том числе по круглоцилиндрической поверхности смещения) и по оценке внутренней устойчивости стены. Расчет следует начинать с определения оползневого давления грунта насыпи (см. 4.1.4. (4.6), рис.4.10) и активного давления грунта засыпки (рис.4.12) и их сравнения между собой для выбора наибольшего. Активное давление несвязанного грунта засыпки (кН/м) на заднюю грань подпорной стены определяется на единицу ее длины как

, (4.8)

где - коэффициент активного давления на подпорную стену;

, (4.9)

- удельный вес грунта засыпки, кН/м ;

- высота подпорной стены, м;

- угол внутреннего трения грунта, град.;

- угол трения грунта по задней грани стены, град.;

для весьма шероховатых граней подпорных стен ;

- угол наклона поверхности грунта засыпки к горизонтали, град.;

- угол отклонения задней грани подпорной стены от вертикали, град.: значения - положительно, когда грунт нависает над задней гранью стены, и отрицательно, если стена наваливается на грунт.

Для случая 0 и 0 давление грунта на подпорную стену будет горизонтальным (см. рис.4.12). Выражение для определения коэффициента активного давления примет вид

. (4.10)

СХЕМА ДЕЙСТВИЯ АКТИВНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОДПОРНУЮ СТЕНУ

Рис.4.12

Сила активного давления грунта засыпки (кН/м) на подпорную стену прикладывается на расстоянии от основания стены (см. рис.4.12). Сила оползневого давления грунта насыпи на подпорную стену прикладывается в середине высоты стены (см. рис.4.10).

Гравитационная габионная стена рассчитывается на восприятие наибольшего давления активного или оползневого .

Рассматривается внешняя и внутренняя устойчивость стены. Внешняя устойчивость стены оценивается на сдвиг, опрокидывание и потерю несущей способности основания. Внутренняя устойчивость стены проверяется расчетом на прочность по наиболее опасным сечениям (по местам соединений габионов друг с другом).

Устойчивость стены против сдвига по поверхности основания (рис.4.13) обеспечивается при выполнении условия

, (4.11)

, (4.12)

где - удерживающие силы, кН/м;

- сдвигающие силы, кН/м;

, (4.13)

, (4.14)

где - максимальная величина горизонтальной составляющей активного давления или оползневого давления , кН/м.

. (4.15)

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА К ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНЫ НА СДВИГ

Рис.4.13

Устойчивость стены против опрокидывания (рис.4.14) обеспечивается при выполнение условия (4.11), но определяется из выражения

, (4.16)

где - момент удерживающих сил, кН·м/м;

- момент сил, действующих на опрокидывание стены, кН·м/м.

, (4.17)

где - равнодействующая всех вертикальных нагрузок, кН/м;

, (4.18)

где - вес -ой секции габиона, кН/м;

- плечо равнодействующей всех вертикальных нагрузок, м

, (4.19)

где - плечо силы , относительно точки А (см. рис.4.14), м;

Вес -го габиона определяется как

, (4.20)

где - площадь -го габиона, м ;

- удельный вес материала заполнения габиона, кН/м ;

(4.21)

- удельный вес частиц материала заполнения габиона, кН/м , (см. рис.3.4, табл.3.5);

- пористость материала заполнения габиона (см. 3.1.11)

, (4.22)

где - плечо равнодействующей всех горизонтальных нагрузок , м.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА К ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНЫ НА ОПРОКИДЫВАНИЕ

Рис.4.14