I. Шпунтовая стенка без распорного крепления, без водозащитной подушки (тампонажного слоя), погружение в несвязный грунт (с водоотливом).
Исходные данные
Глубина воды 3,5 м
Глубина котлована 4,5 м
Количесвто слоев грунта 2
1 слой - № слоя 3/ мощность 2 м
2 слой - № слоя 6
РАСЧЕТ НА ВЫПУЧИВАНИЕ ДНА КОТЛОВАНА
Проверка на выпучивание: 
¾ предельное сопротивление грунта дна котлована силам выпучивания, тс/м2
¾ давление столба грунтовой массы высотой 
и слоя воды высотой 
на основание 
(силы выпучивания), тс/м2
¾ коэффициент надежности по назначению, принимаемый не менее 1.4
Предельное сопротивление грунта дна котлована силам выпучивания определяется по формуле:
и 
¾ коэффициенты принимаемые по таблице 1.1
¾ расчетное сцепление в грунте, тс/м2
¾ удельный вес грунта, тс/м3
¾ удельный вес воды, тс/м3
, 
, 
¾ опытные коэффициенты несущей способности грунта, находящегося в пределах шпунтового ограждения, зависящие от расчетного угла внутреннего трения грунта 
, определяются по таблице 1.2
¾ расстояние от дна котлована до нижнего края шпунта, м
¾ меньшая сторона прямоугольного, сторона квадратного или радиус круглого котлована, м
¾ слой воды над дном котлована, м
Давление сил выпучивания определяется по формуле (рис. 2.1):
¾ высота слоя воды, м
¾ высота слоя грунта, м
Проверка выполняется, тампонажный слой не требуется.
Таблица 1.1
Значения коэффициентов и
| Форма котолована |
|
|
| Прямоугольная | 0.7 | 0.5 |
| Квадратная | 0.8 | 0.5 |
| Круглая | 0.9 | 0.6 |
Расчетные значения величин и определяют по материалам инженерно-геологических изысканий. В условиях гидродинамического воздействия (для случаев откачки воды из котлована) значения следует уменьшить в два раза.
Таблица 1.2
Значения коэффициентов , и
| , град.
|
|
|
|
| 5.0 | 1.5 | ||
| 6.2 | 1.8 | ||
| 7.6 | 2.1 | ||
| 9.3 | 3.0 | 0.5 | |
| 11.5 | 4.0 | 1.0 | |
| 14.0 | 5.5 | 2.5 | |
| 18.0 | 8.0 | 5.0 | |
| 23.0 | 12.5 | 8.0 |
РАСЧЕТ НА ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ВЫПОР ГРУНТА КОТЛОВАНА:
Фильтрационный выпор грунта котлована происходит только при откачке из него воды в песчаных грунтах, супесях и песчаных илах. Выпор начинается около шпунтового ограждения.
Проверку на фильтрационный выпор производят по формуле:
¾ коэффициент надежности по назначению, принимаемый не менее 1.4
¾ суммарная высота столба речной и грунтовой воды внутри котлована, считая от низа шпунта, м
¾ разность высот столбов речной и грунтовой воды снаружи и внутри котлована, считая от низа шпунта, м.
Проверка выполняется
Расчеты на устойчивость и прочность:
I. Шпунтовая стенка без распорного крепления, без водозащитной подушки (тампонажного слоя), погружение в несвязный грунт (с водоотливом).
Минимальная глубина погружения шпунта ниже дна котлована определяется по формуле: 
РУВ ¾ расчетный уровень воды
=3,5 ¾ высота воды в акватории реки (разность между отметками РУВ и уровня грунта снаружи котлована)
=4,5 ¾ глубина котлована (разность между отметками дна котлована и уровня грунта снаружи котлована)
=5 ¾ условная глубина погружения шпунта ниже дна котлована
¾ дополнительная глубина погружения шпунта
¾ удельный вес грунта во взвешенном состоянии
=2,573 для песка мелкого
=2,449 для суглинка
¾ удельный вес грунта
¾ удельный вес воды
¾ коэффициент пористости грунта
¾ угол внутреннего трения
=1(3,5+4,5)=8,0¾ интенсивность давления воды
¾ интенсивность активного давления грунта
¾ интенсивность пассивного давления грунта 
¾ коэффициент активного давления
=0,217 для песка мелкого
=0,406 для суглинка
¾ коэффициент пассивного давления
=2,464 для суглинка
Уравнение устойчивости:
(относительно точки «О»)
¾ момент опрокидывающих сил относительно точки «О»
¾ момент удерживающих сил относительно точки «О»
¾ коэффициент условия работы:
¾ коэффициент надежности по назначению
Опрокидывающие силы: Ев1, Ев2, Еакт.п1, Еакт.п2, Еакт.с принимаются с коэффициентом надежности по нагрузке.
Ев1, Ев2 ¾ равнодействующие гидростатического давления, действующего на стенку
, 
, 
¾ равнодействующая активного давления грунта, действующего на стенку
Удерживающие силы: 
, принимается с коэффициентом надежности по нагрузке.
¾ равнодействующая пассивного давления грунта со стороны котлована, действующего на стенку
Уравнение устойчивости относительно точки О:
*x1+ *x2+ *x3* 
+ *x4* + *x5* = *x6* 
*m/ 
(3.167+to)*1.2+ 
= 
17,522 м
3938,557 3938,594
;
¾ равнодействующая пассивного давления грунта с внешней стороны котлована (обратного отпора), определяется из уравнения равновесия 
Ев1+Ев2+Еакт.п1+Еакт.п2+Еакт.с-Епас.с-Епас=0
6,125+78,75+1,3404+126,5916+264,2532-711,6336-Епас=0
Епас= 234,573
¾ интенсивность пассивного давления грунта, действующего на стенку с внешней стороны котлована
=105,73364-21,024436=84,7092
t=t0+ =17.522+1.26=18,782
Уравнение прочности: 
В расчете рассматривается 1 пог.м. поперечного сечения шпунта. Расчет выполняется по максимальному моменту, действующему в шпунте на 1 пог.м.
¾ момент сопротивления 1 пог.м. поперечного сечения шпунтовой стенки
¾ расчетное сопротивление металла по пределу текучести (по СНиП 2.05.03-84*)
При марке стали 15ХСНД расчетное сопротивление изгибу 
МПа
Рассматриваем консольный стержень с жесткой заделкой на глубине 
=17,522. Решая неравенство, находим требуемый момент сопротивления
= 1177,019*100000 /2950= 39898,96Þ 
(ближайшее большее по сортаменту).
¾ требуемый момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки
¾ момент сопротивления 1 пог.м. шпунтовой стенки (см. Приложение 2)
По полученному моменту сопротивления подбираем тип шпунта с моментом сопротивления
Нет такого шпунта, необходимо ставить распорки.
Расчеты на устойчивость и прочность: