FR - растягивающее усилие в геооболочке, кН/м, определяемое по формуле:
FR = Pго · lго/2, (7.14)
где lго – тоже, что в формуле (7.11);
Pго – тоже, что в формуле (7.9).
Расчетная долгосрочная прочность геополотна геооболочки R
определяется следующим образом:
(7.15) где R нор – нормативная прочность геополотна, кН/м;
γb – коэффициент запаса для геополотна;
кобщ – общий коэффициент, учитывающий влияние факторов ухудшения свойств, определяется в виде произведения отдельных коэффициентов:
кобщ к1 к2......к7(7.16)
где к1 - коэффициент, учитывающий снижение прочности от механических повреждений структуры;
к2 - коэффициент, учитывающий снижение прочности от ползучести;
к7 - коэффициент, учитывающий снижение прочности от температуры.
Прочность геополотна для ТПС может быть проверена и непосредственно в зависимости от величины по Pго , если в характеристиках фирм-изготовителей приведены данные о круговой предельной прочности на разрыв, кН/м. Входящие в формулу (7.16) коэффициенты определяются по данным фирм- изготовителей геосинтетического материала на основании проведенных испытаний (приложение Д).
7.4.1.4. Устройство гибкого ростверка на слабом основании рекомендуется предусматривать, если прочностные характеристики слабых грунтов после устройства текстильно-песчаных свай не обеспечивают достаточную несущую способность межсвайного пространства и конечная осадка превышает допустимую по проекту величину.
Усилие, развивающееся в гибком ростверке от эксплуатационной нагрузки после устройства текстильно-песчаных свай, принимается в качестве требования к прочности гибкого ростверка. Ростверк устраивается из геосинтетических полотен с параметрами механических свойств: прочности на растяжение Rпр (кН/м) в продольном направлении, расчетной относительной деформации λ.
7.4.1.5. Геополотно для гибкого ростверка должно быть выбрана по методике [6] по величине требуемой прочности при расчетной относительной деформации. Проверка условия прочности:
Rпр ≥ Кз ∙ Ro, (7.17)
где Rпр - прочность геосинтетического материала на растяжение, кН/м;
Ro - развивающееся в геополотне усилие, кН/м, определяемое по техническим характеристикам геолотна в зависимости от расчетной относительной деформации по формуле:
λп = 2S ∙ Kз / (L – dсв) , (7.18)
S - осадка межсвайного пространства, определяется по п. 7.4.2 настоящего ОДМ, м;
L – расстояние между осями свай, м;
dсв – диаметр сваи, м;
Кз - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,3.
7.4.1.6 Для оценки несущей способности под эксплуатационной нагрузкой слабого основания с новыми повышенными значениями прочностных характеристик и сниженной нагрузкой на межсвайное пространство за счет устройства текстильно-песчаных свай и гибкого ростверка следует выполнить контрольный расчет по п. 7.1 настоящего ОДМ в соответствии с приложением А.
Для оценки устойчивости откосов насыпи на основании с новыми повышенными значениями прочностных характеристик после устройства текстильно-песчаных свай следует выполнить контрольный расчет по п. 7.2 настоящего ОДМ (с использованием программных продуктов для ЭВМ) в соответствии с приложением Б.
7.4.2 Расчет осадок основания
7.4.2.1 Расчет расстояния между сваями, принятого в начальном варианте по п. 7.3.5 настоящего ОДМ в зависимости от требуемого сближения и диаметра свай, следует проверить по условию соответствия расчетной осадки слабого основания допускаемой по проекту величине (по второму предельному состоянию).
Исходными данными для расчета являются: 1) сближение свай m, принятое в п. 7.3.5 настоящего ОДМ по условию обеспечения несущей способности грунта межсвайного пространства и несущей способности сваи (п. 7.4.1.6 настоящего ОДМ); 2) модуль деформации и напряжения в каждом слое межсвайного пространства, определяемые по результатам полевых испытаний грунтов по ГОСТ 20276 после устройства рабочей платформы и упрочнения грунтов на первой стадии комплексной технологии (п. 7.3 настоящего ОДМ).
7.4.2.2. Расчет осадки слабой толщи межсвайного пространства
выполняется методом послойного суммирования (СП 22.13330 [5]):
(7.19) где hi– толщина, м;
Eгр,i – модуль деформации каждого слоя слабого основания, кПа;
zp,i (Pz, Hi, φ) - напряжение в грунтах каждого слоя от эксплуатационной нагрузки, действующей на поверхность межсвайного пространства Pz, определяется по пособию [6] и п.7.4.1 настоящего ОДМ в зависимости от глубины расположения слоя hi и угла внутреннего трения грунта, кПа.
Расчет по формуле (7.18) следует выполнить по двум вариантам: 1) начальное значение осадки до устройства гибкого ростверка, при воздействии нагрузки Pz на межсвайное пространство; 2) осадка после устройства гибкого ростверка под нагрузкой, равной эксплуатационной Pz за вычетом части нагрузки, воспринимаемой гибким ростверком в соответствии с п.7.4.1.5 и приложением Б настоящего ОДМ.
Если данное условие не соблюдается, следует выполнить технико- экономическое сравнение вариантов упрочнения основания, в том числе: по уменьшению расстояния между сваями и новом распределении эксплуатационной нагрузки Pz / P0 между сваями и грунтом межсвайного пространства, по увеличению прочности гибкого ростверка.
7.5. Расчет величины конечной осадки конструкции и времени ее консолидации с учетом работы текстильно-песчаных свай
7.5.1. Конечная осадка основания земляного полотна под эксплуатационной нагрузкой должна быть рассчитана методом послойного суммирования по формуле (7.19) в активной зоне основания с учетом конечных значений прочностных характеристик грунтов (после устройства свай и гибкого ростверка) и приведенного модуля деформации каждого слоя армированного основания Еmi:
Em (1) Егр,i Eсв,i , (7.20)
где α – тоже, что в формуле (7.7) настоящего ОДМ;
Eгр,i - модуль деформации каждого слоя слабых грунтов, кПа;
Есв,- модуль деформации песка в текстильно-песчаных сваях, кПа.
Конечная осадка должна определяться для всех характерных поперечников слабого основания на проектируемом участке автодороги.
7.5.2. Время завершения консолидации слабых грунтов основания Т определяется по методике [5] в зависимости от требуемой по проекту степени консолидации, коэффициентов консолидации (определяются лабораторными испытаниями грунтов по ГОСТ 25584), расстояния между сваями и дренажными прорезями - пути фильтрации воды в горизонтальном и вертикальном направлениях (см. п.7.3 настоящего ОДМ).
При необходимости обеспечения консолидации основания в требуемые по проекту сроки свайную конструкцию необходимо проверить по методике [18] с определением общей степени консолидации по формуле:
Uобщ 100 0,1/100 Uв / (100 Uг ) , (7.21)
где Uв – степень консолидации основания, достигаемая при фильтрации воды в вертикальном направлении;