Фиксация верхней арматуры: Лягушки и поддерживающие каркасы – что выбрать согласно нормативным требованиям

Содержание

Лягушки и поддерживающие каркасы – что выбрать согласно нормативным требованиям

Архив рассылки «Непрошеные советы» для начинающих проектировщиков. Выпуск № 13.

Доброе утро!

В заключительной части трилогии, посвященной гладкой арматуре, я хочу поговорить о стальных фиксаторах арматуры – гнутых или сварных элементах, которые обеспечивают проектное положение арматуры.

Проектировщик может красиво нарисовать верхнюю и нижнюю арматуру в плите, но в воздухе она не зависнет – нужно заказать в проекте поддерживающие элементы – гнутые «лягушки» или сварные каркасы. Почему это должен делать конструктор? Во-первых, есть четкое указание в СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» п. 5.49: «Соответствие расположения арматуры ее проектному положению должно обеспечиваться специальными мероприятиями (установкой пластмассовых фиксаторов, шайб из мелкозернистого бетона и т.п.)», а раз написано в СНиП, то проектировщик должен позаботиться об этом в проекте. Во-вторых, кто, как не проектировщик, знает, какие поддерживающие элементы надежно закрепят каркас в проектном положении? Если отдать выбор на волю строителей, то они в плите толщиной 800 мм верхнюю арматуру поддержать гнутыми «лягушками» из шестерки или вообще подвязанными вертикальными стержнями (примеры привожу из жизни). И куда съедет эта арматура при бетонировании, никто спрогнозировать не сможет.

Итак, поговорим о стальных фиксаторах в железобетонных плитах.

Если толщина плиты 200 мм и менее, верхнюю вязаную сетку в ней отлично поддержат фиксаторы, которые строители любовно прозвали «лягушки», «жабки» и т.п.

Изготавливаются эти элементы из гладкой восьмерки или десятки и устанавливаются с шагом 600 мм в шахматном порядке – этого достаточно, чтобы поддержать не дать прогнуться верхней сетке даже из арматуры самого малого диаметра. Размеры такой «лягушки» обычно следующие:

• длина нижних отгибов равна 1,5 шага нижней арматуры плюс 15-20 мм – тогда «лягушку» можно четко зафиксировать, подогнув под стержень рабочей арматуры, как это показано на рисунке выше.

Следует заметить, что строители часто не заводят концы «лягушек» под стержни сетки, а просто кладут ее поверх сетки и фиксируют вязальной проволокой. При такой схеме разница в длине вертикальной части лягушки будет заметной – это видно из рисунка ниже.

А так как «лягушка» из десятки – это очень жесткий элемент, вручную его не подогнешь, то размеры и эскиз «лягушки» должны четко оговариваться в проекте. Допустим, на рисунке показана плита толщиной 180 мм, армированная двенадцаткой. При этом разница в вертикальной части лягушки составила 10 мм (синяя – короче на 10 мм, чем розовая). Допустим, вы учитывали в проекте «розовый» вариант, а строители выбрали «синий», в таком случае верхняя сетка окажется на 10 мм выше проектного положения, и защитного слоя ей явно будет маловато.

Я привожу эти примеры для того, чтобы вы сами для себя взвесили и выбрали, насколько четко и подробно прорисовывать в проекте фиксаторы, чтобы в итоге строители не насамовольничали и не пришли спрашивать, а что теперь с этим делать? Только если в проекте дана исчерпывающая информация, строитель не скинет вину с себя на проектировщика.

• длина вертикальной части лягушки должна быть четко посчитана в зависимости от положения стержней арматуры, чтобы обеспечить защитный слой для верхней арматуры. Даже направление стержней арматуры значительно влияет на высоту «лягушки» — см. рисунок:

• ширина верхней полочки «лягушки» обычно берется 200 мм: если меньше, то сложнее гнуть; если больше – нет смысла.

В итоге, по сетке, опирающейся на правильно изготовленные фиксаторы, спокойно ходят арматурщики – без страха сломать ноги (а это очень важно), и бетон не нарушит ее положения.

Если толщина плиты от 200 до 500 мм, следует использовать сварные поддерживающие каркасы в виде двух лесенок, которые кладутся друг на друга и образовывают устойчивую поддерживающую конструкцию (см. рис. 44 руководства по конструированию).

Эти лесенки изготавливаются из гладкой десятки и устанавливаются под углом к вертикальной оси в 30 градусов. Сварка в данном случае может быть не контактная, а ручная дуговая, т. к. эта арматура работает одноразово – на периоде монтажа, и рабочей арматурой не является. Шаг поперечных стержней в каркасе обычно берется 300мм. Длина лесенок обычно берется от 1 до 2 м – здесь главный фактор – удобство для строителя.

При разработке каркаса важно правильно высчитать его высоту и на каком расстоянии от края привариваются продольные стержни – именно на них будет опираться арматура. Каркас ставится прямо на опалубку, наклоняется, и на него опирается еще один каркас – в итоге получается устойчивый треугольник (это видно из рисунка):

Второй вариант каркасов в толстых плитах – это те же лесенки, только согнутые в плане в треугольник. Они устойчивые, и с ними намного проще четко уложить верхнюю сетку на требуемой высоте – так, как задано в проекте. Обратите внимание, на рисунке сверху дан разрез плиты, а снизу – план, почему-то для многих этот рисунок в руководстве оказывается ребусом.

Такие каркасы очень удобно размещать в ленте (как на рисунке) и в плите. Главное – определиться с их шагом. Вообще, шаг любых поддерживающих каркасов рассчитывается из условия, чтобы не прогибалась арматура верхней сетки под весом человека и под массой льющегося бетона. Поэтому шаг напрямую зависит от диаметра стержней верхней сетки. Подобрать его можно по рисунку 122 руководства.

Вот так можно располагать эти каркасы в плане: слева — в плите, справа — в ленте.

О поддерживающей арматуре на сегодня все.

Удачного Вам проектирования!

С уважением, Ирина.

Фиксация — арматура — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Фиксация арматуры: а — при I менее Id, б — l более 2d, в — правильно. [1]

Варианты крепления кольцеобразной арматуры к венцу зубчатого колеса из пластмассы.| Способы фиксации втулочной арматуры. [2]

Фиксация арматуры выступающими из прессма-териала элементами наиболее надежна. При этом уменьшается нагрузка на фиксирующие знаки прессформы. [3]

Фиксация арматуры S) резьбовыми отверстиями: а — на неподвижный стержень или стержень-выталкиватель; б — на резьбовой стержень. [4]

Для фиксации арматуры на трубе перед пайкой допускается предварительная прихватка деталей припоем в одной точке, размер которой должен быть таким, чтобы она не выступала за границы будущего паяного соединения. [5]

Допускаемые отклонения толщины защитного слоя бетона.| Основные типы фиксаторов для получения защитного слоя бетона. [6]

Кроме фиксации арматуры, для получения требуемого за — щитного слоя необходимо также фиксировать закладные детали, чтобы они не смещались при укладке бетонной смеси и ее уплотнении. [7]

Для надежной фиксации арматуры в пресс-форме необходимы конструктивные элементы в виде поддерживающих опор ( фиг. [8]

Известные трудности вызывает фиксация арматуры в верхней полуформе, где фиксируемая деталь находится на весу. Во избежание соскальзывания детали здесь приходится применять пружинные фиксаторы. Устанавливать арматуру в верхней полуформе не рекомендуется. [9]

Известные Трудности вызывает фиксация арматуры в верхней полуформе, где фиксируемая деталь находится на весу. Во избежание соскальзывания детали здесь приходится применять пружинные фиксаторы. Устанавливать арматуру в верхней полуформе не рекомендуется. [10]

Недопустимо, чтобы фиксация арматуры ограничивалась на резьбовую часть, так как в резьбовое соединение может проникать пластмасса, поэтому необходимо оставлять небольшой не менее 1 5 — 2 мм цилиндрический выступ ( фиг. [11]

В верхних строчках приведены погрешности размеров при фиксации арматуры резьбовым стержнем, а в нижних — резьбовым отверстием. [12]

В выталкиватель запрессован штифт, предназначенный для фиксации втулочной арматуры

[13]

Штифт, закрепленный в неподвижной части формы, предназначен для фиксации втулочной арматуры. [14]

Способы фиксации втулочной арматуры.| Способ фиксации штифтовой арматуры.| Способы фиксации штифтовой и стержневой арматуры. [15]

Страницы: 1 2

Глава 8. Временное руководство по интегрированной системе мостов из геосинтетического армированного грунта, январь 2011 г.

8.1 ВВЕДЕНИЕ

Ключевой особенностью GRS-IBS является то, что он состоит из меньшего количества деталей, чем обычные мостовидные протезы и абатменты, и поэтому требует меньше обслуживания. Как и у других мостов, основными компонентами являются надстройка и подконструкция. Надстройка аналогична обычному мосту и должна иметь такой же протокол осмотра, оценки, технического обслуживания и ремонта. IBS также чем-то похож на цельный абатмент в том, как концы встроены в подход.

Разница в том, что IBS заделан в уплотненный гравий, а встроенный абатмент залит бетоном. Оба моста спроектированы без стыка, чтобы ограничить воздействие воды на концы балки для повышения долговечности.

На момент написания этого отчета было построено около 30 мостов GRS-IBS для местного или внесетевого обслуживания, самый старый из которых был построен в 2005 году. Ни на одном из мостов не было никаких признаков неисправности. Все указывает на то, что GRS-IBS хорошо работает в условиях местных дорог, что позволяет предположить, что долгосрочная работа этой системы является адекватной. Кроме того, IBS имеет меньше компонентов и рассчитан на плавный переход, тем самым снижая ударные нагрузки (основной фактор усталости надстройки). Это обещание повышения производительности, однако, не означает, что мостовая система невосприимчива к общим проблемам обычных систем. В этой главе основное внимание уделяется потенциальным требованиям, уникальным для данного IBS и других компонентов, связанных с комплексным подходом.

8.2 ПРОВЕРКА В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Элементы надстройки и основания должны быть включены в процесс визуального осмотра. Как указывалось ранее, надстройка аналогична обычному мосту и, следовательно, имеет аналогичную процедуру осмотра. Следующие элементы должны быть включены как часть осмотра подконструкции IBS:

Тротуар: Если на мосту есть асфальтовое покрытие, проверьте наличие поперечной трещины, сдвига или расслоения на стыке передней стены.
Подъезд: Проверить подъезды на управляемость и плавность хода автомобиля.
Стены парапета: Проверьте границу между балками и стеной парапета на предмет разделения или смещения.
Концы балок: Проверьте закладные концы балок на наличие коррозии (т. е. пятен ржавчины) у основания балок.
Размыв: Мониторинг стен GRS, построенных рядом с водным каналом, на предмет размыва. Следует контролировать каменную наброску или другие соответствующие контрмеры. при каждой инспекции моста или после экстремального наводнения. Любое движение породы должно быть отмечено и отремонтировано, чтобы предотвратить прогрессирование размыва и опасность RSF или абатмент. Никаких проблем при установке абатментов GRS не было отмечено даже после последовательных затоплений. Индикатор поноса на поверхность устоя или стенку крыла можно получить, используя цветные блоки в нижних пяти-восьмом ряду. Сплошные блоки рекомендуются внизу, так как они с большей вероятностью выдержит любое воздействие движущейся каменной наброски, льда или других абразивных материалов, связанных с нормальным подъемом воды. Цветные сплошные блоки также покрыты из-за исходной каменной наброски, и любое обнажение цветного блока во время осмотра служит визуальной проверкой движения или подмыва каменной наброски, указывает на необходимость исправления или ремонта для защиты RSF и абатмента от размыва.
Дренаж: Все конструкции GRS должны предусматривать поверхностный дренаж. Проверьте критические дренажные пути, где уклон насыпи встречается со стенками крыла, ведущими к основанию стены. Крайне важно, чтобы стены крыла имели достаточную заделку, чтобы предотвратить эрозию из-за стока с проезжей части.
Заглушка для облицовки стены: Осмотрите облицовку на наличие трещин.
Модульные блоки: Для стен GRS, построенных из модульных облицовочных блоков, проверьте следующее:
- Блоки с трещинами.
- Отдельные блоки.
- Проблемы с прочностью блока. См. Chan et al. для получения дополнительной информации о долговечности блоков из-за замораживания-оттаивания, отслаивания и выцветания. ^{( 23 )}
Ограждение: Осмотрите дорожные ограждения на наличие повреждений.
Поверхность стены: Осмотрите поверхность стены на наличие чрезмерного поперечного смещения или осадки.
- Боковую деформацию можно проверить визуально или с помощью отвеса по известным точкам от верха стены до низа.
- Визуальный контроль осадки стены можно выполнить, проверив перекосы между горизонтальными рядами блока.
Свободное пространство: Осмотрите, измерьте и запишите расстояние от верха поверхности стены до основания балки надстройки для любых оседание в массе абатмента GRS. В течение всего срока службы моста должно сохраняться свободное пространство, чтобы предотвратить нагрузку на элементы облицовки.
Капельница: Осмотрите все детали капельницы в верхней части стены под балкой на предмет отвода воды.
Норы: Осмотрите и удалите все норы животных, прилегающие к стенам.

8.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

При правильном проектировании и изготовлении GRS-IBS потребуется минимальное техническое обслуживание, поскольку в нем меньше деталей (например, плита без подхода, шпалная плита, стены парапета CIP, опоры моста или детали соединения). Поскольку надстройка моста построена из обычных материалов, общее техническое обслуживание должно быть таким же, как и за обычной мостовой системой. Обязанности по техническому обслуживанию могут включать следующее:

Заделка трещины в дорожном покрытии, особенно трещины, образующейся на границе сближения с балкой.
Стабилизация дренажных канав для предотвращения эрозии вдоль стенки крыла.
Удаление растительности с поверхности стены, если она не является частью проекта.
Заделка любых зазоров в облицовке, достаточно больших для потери заполнения.

8.

4 РЕМОНТ

Этот раздел содержит советы и предлагаемые методы ремонта в случае повреждения поверхности опорной стенки GRS. Повреждение может произойти в результате удара, непредвиденного размыва или недостаточной прочности поверхности стены. Поскольку абатмент GRS имеет внутреннюю опору, поверхность не считается конструктивным элементом. Однако его целостность важна для обеспечения долговременной работы абатмента GRS.

Ниже приведены процедуры устранения потенциальных проблем:

Повреждение нескольких пустотелых блоков на лицевой стороне стены: Сколоть лицевую часть поврежденного блока и заменить его лицевая сторона другого блока. Лицевую часть следует обрезать немного меньше и закрепить раствором.
Ремонт изношенных облицовочных блоков или повреждений, вызванных размывом: лицевая сторона модульной блочной стены. На рис. 82 показана стена GRS, построенная из блоков CMU, которые используются для ремонта поврежденной стены MSE. На рис. 83 показан тот же CMU, покрытый торкрет-бетоном. Обратите внимание, что дренажи были установлены в основании стены для облегчения стока воды из ГРС. абатмент. В некоторых ситуациях перед нанесением торкретбетона может возникнуть необходимость установить вертикальные ленточные водостоки на лицевой стороне стены GRS.

Рис. 82. Фото. Использование стены GRS для ремонта поврежденной стены MSE.

Рис. 83. Фото. Стена CMU GRS с набрызгом.

Повреждение верхних рядов блока КМУ: На рис. 84 и 85 показана стена ГРП до и после ликвидации последствий камнепада. Отремонтированная секция немного отодвинута от первоначального выравнивания стены. Чтобы отремонтировать эту стену, валун был удален, и каждый слой почвы в пределах поврежденной зоны был выкопан. Для доступа к наполнителю слои ткани были разрезаны перпендикулярно лицу и очищены от кожуры. достаточно назад, чтобы получить доступ ко всем слоям армирования в пределах поврежденной зоны. Этот процесс повторялся до тех пор, пока поврежденная зона не обнажалась. Зона воздействия была перестроен с использованием метода 1–2–3, описанного в главе 7, по одному слою за раз, снизу вверх. В местах, где армирование было чрезмерно повреждена, для восстановления фрикционного соединения была наращена новая арматура. Затем верхние ряды были закреплены и залиты цементным раствором.

Рис. 84. Фото. Стена ГРП повреждена крупным валуном из песчаника.

Рис. 85. Фото. Ремонт стены ГРП после повреждений, вызванных камнепадом.

Чрезмерная осадка седла балки: Хотя этого не наблюдалось, возможно, что надстройка могла испытать чрезмерное движение либо из-за сжатия абатмента GRS, либо из-за внешней нестабильности. Если чистое пространство потеряно, а надстройка вызывает дистресс к стене можно выпилить новый зазор для снятия давления. Альтернативным методом может быть заливка раствором под давлением и поднятие надстройки обратно на его первоначальный уклон, что также может потребовать ремонта подъездного покрытия.

Глава 3 – Геосинтетический армированный грунт Интегрированная мостовая система, сводный отчет, ЯНВАРЬ 2011

3.1 ОБЗОР МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ GRS-IBS

В течение последних 30 лет технология GRS использовалась для строительства стен, мелкозаглубленных фундаментов, водопропускных труб, мостов опоры и барьеры от камнепадов. Эта технология также использовалась для стабилизации склонов и ремонта дорог. В то время как технология GRS может предоставить решения для различных приложений и в определенных экстремальных условиях, метод проектирования, описанный во временном руководстве по внедрению, дает рецепт для проектирования GRS-IBS с ограничениями по высоте опор, пролетам моста и расчетным нагрузкам. ⁽¹⁾

Методы расчета подходят для конструкций из ГРС (опор и стены крыла) с вертикальной или почти вертикальной поверхностью и на высоте, не превышающей 30 футов. имеют пролеты менее 100 футов, построены пролеты до 140 футов. Несмотря на то, что возможны более длинные пролеты, нагрузка на опору GRS ограничена до 4000 фунтов/фут ² . Требования к более длинным пролетам на GRS-IBS в настоящее время полностью не изучены, и рекомендуется, чтобы инженеры ограничивали пролеты моста примерно до 140 футов до завершения дальнейших исследований.

Прочность абатментов GRS-IBS зависит от сочетания прочности наполнителя и прочности армирования, если они построены в соответствии с двумя правилами конструкции GRS: (1) хорошее уплотнение (95 процентов от максимального веса сухой единицы). , согласно AASHTO T99) высококачественного гранулированного наполнителя и (2) близко расположенных слоев армирования (12 дюймов или меньше). Рекомендуется, чтобы расчетное или допустимое давление на подшипник было ограничено до 4000 фунтов/фут ² . Для расчетного давления более 4000 фунтов/фут ², критерии эффективности должны быть проверены по применимой кривой напряжения-деформации, полученной в результате эксплуатационных испытаний. Критерии эффективности для GRS-IBS состоят из допустимой вертикальной деформации 0,5 процента и поперечной деформации 1 процента. Значительный объем исследований и практический опыт показали, что GRS-IBS, спроектированные и построенные в этих пределах, будут создавать безопасные и долговечные системы.

В этом разделе основное внимание уделяется стабильности в рамках метода проектирования GRS-IBS. ⁽¹⁾ Основным отличием метода проектирования GRS-IBS является оценка внутренней устойчивости опоры GRS, которая отличается от других систем армированного грунта. Внешняя устойчивость этого метода проектирования практически не отличается от других систем опорных стен. Однако опрокидывание или ограничение эксцентриситета не является режимом отказа для полностью сконструированной GRS-IBS.

В промежуточном руководстве по внедрению представлены две концепции проектирования: расчет допустимых напряжений (ASD) и расчет коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) Американской ассоциации государственных и автомобильных служащих (AASHTO). ⁽¹⁾ Согласно политике FHWA, разработка проектов, финансируемых из федерального бюджета, должна проводиться с использованием методологии LRFD. Представленный формат LRFD был нормализован для получения тех же результатов, что и метод ASD, и не представляет собой статистически основанную калибровку, которая согласовывалась бы с другими методами, основанными на LRFD. После того, как будет получено и собрано достаточно данных в результате развертывания этой технологии и других усилий, будет проведен тщательный статистический анализ для надлежащей подготовки спецификаций LRFD для проектирования GRS-IBS.

3.2 ВНЕШНЯЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

Абатмент GRS представляет собой тип гравитационной конструкции. Следовательно, внешняя устойчивость должна оцениваться для прямого скольжения, несущей способности, общей устойчивости и режимов разрушения при опрокидывании, ограничивающих этот тип конструкции. Однако, поскольку масса GRS относительно пластична и не обладает пределом прочности на растяжение, опрокидывание вокруг носка, строго говоря, не является возможной реакцией на давление грунта в задней части массы или нагрузку на ее верхнюю часть. Другие атрибуты GRS-IBS также имеют тенденцию исключать опрокидывание как вид отказа. GRS-IBS состоит из двух опор, поддерживающих интегрированную надстройку, которая будет функционировать как стойка для сопротивления опрокидыванию, и каждая масса GRS имеет усиленную зону интеграции над пяткой, также противодействующую опрокидыванию. Следовательно, в то время как прямое скольжение, несущая способность и общая устойчивость оцениваются обычными способами, опрокидывание иногда решается путем проверки и сравнения с наблюдениями за прошлыми характеристиками.

Наблюдения за прошлыми показателями показывают, что гибкий, внутренне стабилизированный массив грунта конструкции GRS-IBS в сочетании с RSF приводит к более равномерному распределению напряжений, сопротивляясь любым приложенным вертикальным и боковым нагрузкам. Наблюдения также показывают, что, помимо отсутствия опрокидывания, сочетание вертикальных и поперечных нагрузок, ограниченное анализом прямого скольжения, несущей способности и общей устойчивости, не вызывает чрезмерных деформаций на поверхности массы ГРС или других нежелательных явлений. производительность.

Хотя это сочетание уникальных характеристик и поведения устраняет необходимость анализа опрокидывания как режима отказа для завершенного GRS-IBS, инженер может выбрать анализ опрокидывания на промежуточном этапе строительства с учетом времени, необходимого для опрокидывания механизма для разработки и одновременного уровня загрузки или для конфигураций проекта, отличных от описанных здесь. Например, опрокидывание все еще может быть жизнеспособным видом отказа для опорных стенок крыла, построенных с использованием технологии GRS, если они удерживают грунт, отличный от армированного грунта, от опоры или противоположной стены крыла (т. Е. Если они сохраняют естественный грунт).

3.3 ВНУТРЕННЯЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

Внутренняя устойчивость абатмента GRS состоит из оценки предельной прочности, деформации и требуемой прочности арматуры. Существует два подхода к внутренней устойчивости: эмпирический и аналитический. Опытным путем инженер может предсказать предельную нагрузку и деформации абатмента GRS. Аналитически инженер может оценить предельную мощность и требуемую прочность арматуры.

Прочность соединения и выдергивание не оцениваются в конструкции GRS-IBS, как в других системах армированного грунта. Конструкция конструкций GRS предполагает относительно постоянное давление грунта по глубине на поверхности стены (см. рис. 9).). Этот метод учитывает силы растяжения в арматуре, которые противодействуют классическому распределению бокового давления грунта. Это происходит потому, что армирование, а не поверхность стены, ограничивает поперечную деформацию грунта.

Рис. 9. Иллюстрация. Идеализированное боковое давление грунта на поверхность конструкции GRS.

Ву и др. предположил, что распределение бокового давления между арматурой основано на понятии давления в бункере. ⁽¹¹⁾ На идеализированной диаграмме давления в бункере давление равно нулю на глубине любого армирующего слоя внутри бункера. Боковое давление грунта увеличивается линейно с глубиной, а затем снижается до нуля на следующем слое армирования. Поскольку арматура может слегка деформироваться, а граница между грунтом и арматурой может быть не полностью сцеплена, была разработана диаграмма давления в бункере, показанная на рисунке 10. ⁽¹¹⁾ Давление в бункере не зависит от высоты стены. Вместо этого давление в бункере зависит только от расстояния между арматурами и прочностных параметров грунта (см. уравнение 2).

Рисунок 10. Иллюстрация. Диаграмма давления в бункере для конструкций ГРС. ⁽¹¹⁾

(2)

Распорная сила на поверхность стены, рассчитанная по уравнению 2, ниже, чем по теории активного давления грунта. Это устраняет необходимость в механических соединениях между поверхностью стены и арматурой. Фрикционное соединение, рекомендуемое в конструкции GRS, является достаточным для предотвращения разрушения соединения. Облицовочные блоки укладываются непосредственно на армирующий геосинтетический материал и удерживаются на месте исключительно за счет трения между арматурой и бетонным блоком. Это адекватное соединение, потому что GRS поддерживается внутри тесно расположенной арматурой и не нуждается в облицовочном блоке для сопротивления боковому давлению. Таким образом, прочность соединения не является проблемой внутренней стабильности конструкции GRS. Тем не менее, возможности этого простого метода подключения указаны в приложении А.

В конструкции GRS нет нагрузки на поверхность стены из-за дополнительных или мостовых нагрузок. Это связано с тем, что масса GRS внутренне поддерживается близко расположенными слоями армирования несущего армирующего слоя. Поскольку элементы облицовки (например, блоки бетонной кладки (БКМ)) соединены фрикционно, а объемный удельный вес облицовки меньше или примерно равен весу ГРП, арматура, грунт и элементы облицовки испытывают совместное напряжение. . Взаимодействие между арматурой и грунтом таково, что почва прочна на сжатие, а арматура обеспечивает способность к растяжению, создавая композитную массу. Любая осевая нагрузка, возникающая из-за дополнительных и мостовых нагрузок, в некоторой степени поглощается арматурой и не передается на забой.

3.3.1 Предельная грузоподъемность

Предельная вертикальная грузоподъемность массы GRS находится либо эмпирически, либо аналитически. Рекомендуется, если это возможно, определить предельную емкость эмпирическим путем. Следует провести испытание производительности для эмпирического определения предельной емкости, если армированное заполнение отличается от указанного в данном отчете. Тестирование даст наиболее точные результаты для дизайна. Если невозможно выполнить тест производительности, можно использовать аналитический метод для определения предельной емкости.

3.3.1.1 Эмпирический метод

Эмпирическим путем следует использовать результаты применимых эксплуатационных испытаний с использованием того же геосинтетического армирования и уплотненной гранулированной обратной засыпки, которые запланированы для площадки. Предельная вертикальная грузоподъемность в этом случае определяется как напряжение, при котором испытательная масса деформируется на 5 процентов по вертикали. Было проведено несколько эксплуатационных испытаний с различными материалами, как показано на рис. 11. Во всех примерах облицовочные элементы были соединены фрикционно с массой GRS.

Рисунок 11. График. Результаты тестов производительности для различных материалов.

Обратите внимание, что три материала на рисунке 11 обладают сцеплением ( c ). Относительно чистые зернистые наполнители (песок, гравий и каменная насыпь) имеют две общие характеристики с точки зрения параметров прочности Мора-Кулона: (1) отсутствие сцепления и (2) искривленная оболочка разрушения в широком диапазоне всестороннего давления. В зависимости от того, как оцениваются параметры прочности, можно получить набор из c и значения φ для зернистого грунта. Сплоченность следует игнорировать при проектировании, если ее не будет в течение срока службы конструкции. Сцепление может быть очевидным (из-за капиллярного натяжения во влажной почве, которое исчезнет при намокании или высыхании), или небольшое количество глинистого связующего может исчезнуть, когда зернистая почва на некоторое время погрузится в воду. Если это так, обратитесь к аналитическому методу, который игнорирует эффект когезии.

3.3.1.2 Аналитический метод

Несущая способность стены и опоры GRS ( q _ult,an,c ) может быть оценена с использованием аналитической формулы (см. уравнение 3). ⁽¹⁰⁾ Аналитическая формула изначально была разработана для стен GRS, но она также применима к опорам GRS. Обратите внимание, что аналитический метод предполагает, что засыпка удовлетворяет критериям, изложенным во временном руководстве по внедрению. ⁽¹⁾

(3)

Где σ _c — поперечное всестороннее давление, S _v — шаг арматуры, d _max — максимальный размер зерна армированной засыпки, T _f — предел прочности арматуры , а К _пр — коэффициент пассивного давления грунта для армированной засыпки. Для стены из стеклопластика с облицовкой из модульных блоков методом сухой укладки значение σ _c можно рассчитать по уравнению 4.

(4)

Где γ _fb – объемная удельная масса облицовочного блока, D _f – высота блока облицовочного блока (в направлении, перпендикулярном поверхности стены), а δ — угол трения между геосинтетической арматурой и верхней или нижней поверхностью облицовочного блока.

Предельная грузоподъемность ( q _ult,an,c ) была определена с использованием соотношения Белла для бокового давления грунта, показанного в уравнении 5.⁽¹⁸⁾ Затем уравнение было перестроено для определения вертикального давления (σ _v ).

(5)

Где σ _h – боковое давление грунта (см. уравнение 6), σ _v – вертикальное давление, K _a 90 – коэффициент активного давления грунта. c это сплоченность.

(6)

Где σ _c – поперечное всестороннее давление (уравнение 4) и Δσ ₃ — изменение поперечного давления из-за армирования (см. уравнение 7).

(7)

Где w — коэффициент, учитывающий влияние шага арматуры и размера заполнителя (см. уравнение 8), T — прочность арматуры, а S _v — шаг арматуры.

(8)

Где S _v — шаг арматуры, а d _max — максимальный размер заполнителя. 9Коэффициент 0288 w был определен на основе нескольких крупномасштабных экспериментов GRS. ⁽¹⁰⁾ Ввод предела прочности арматуры ( T _f ) для прочности арматуры ( T ) в уравнении 7 и решение уравнения 5 для вертикального давления (σ _v ) даст предельная емкость абатмента GRS (уравнение 3).

На рис. 12 показана прогностическая способность уравнения 3, где рассчитанная предельная несущая способность сравнивается с измеренными значениями для ряда натурных экспериментов и конструкций GRS, находящихся в эксплуатации. Полный набор данных, показывающий диапазон заполнения, прочность арматуры и расстояние между ними, можно найти в приложении B. Обратите внимание, что уравнение 3 не следует использовать при расчете.

Рисунок 12. График. Прогностическая способность уравнения способности почвы и геосинтеза.

Для оценки предельной несущей способности, используемой при расчете, уравнение 3 изменено, чтобы пренебречь ограничивающим напряжением (σ _c ) и сцеплением ( c ), и называется уравнением несущей способности грунта-геосинтетического композита (см. уравнение 9). ^(1,10) Величина σ _c обычно очень мала и консервативно должна приниматься равной нулю. Эффект когезии также устранен в конструкции, так как на него нельзя рассчитывать в долгосрочной прочности абатмента GRS.

(9)

Где S _v — шаг арматуры, d _max — максимальный размер зерен армированной засыпки, T _{f 908317 902 — предел прочности арматуры, K _pr – коэффициент пассивного давления грунта для армированной засыпки.}

3.3.2 Деформации

Вертикальная деформация включает эмпирическое определение деформации по применимой кривой эксплуатационных испытаний. Боковая деформация затем находится аналитически, исходя из теории нулевого изменения объема.

3.3.2.1 Вертикальная

Вертикальная деформация массы GRS находится на пересечении приложенного вертикального напряжения от статической нагрузки ( q _b ) и кривой напряжения-деформации, полученной из тест производительности (см. рис. 13). Вертикальная деформация должна быть менее 0,5 процента. Вертикальная деформация или осадка опоры GRS представляет собой произведение вертикальной деформации на высоту стены или опоры. Поскольку абатмент GRS состоит из гранулированного наполнителя, большая часть оседания в массе GRS произойдет сразу после размещения статической нагрузки ( 9).0288 q _b ) и до открытия моста для движения.

Рисунок 13. График. Расчетная оболочка для вертикальной деформации при шаге арматуры 8 дюймов.

Осадка подстилающего грунта основания определяется отдельно с использованием классической теории механики грунта для непосредственной (упругой) или консолидационной осадки. Следует принимать во внимание такие факторы, как земляные работы и RSF, поскольку удаление вскрышных пород снижает нагрузку на грунт основания. Осадку грунта основания можно рассчитать с помощью FHWA 9.0288 Грунты и фундаменты Справочное руководство . ⁽¹⁹⁾

На рис. 14 показаны результаты ранее описанного метода для пяти находящихся в эксплуатации опорных стен GRS в округе Дефаенс, штат Огайо. Измеренная вертикальная деформация при приложенных статических нагрузках хорошо соответствует кривой. Более подробная информация об этих пяти структурах приведена в главе 4.

Рисунок 14. График. Оценка деформации от находящихся в эксплуатации конструкций GRS-IBS.

3.3.2.2 Боковой

В ответ на вертикальную нагрузку составное поведение правильно сконструированной массы GRS таково, что арматура и грунт одновременно деформируются в поперечном направлении. Этот факт можно использовать для прогнозирования как максимальной боковой деформации арматуры, так и максимальной деформации лица при заданной нагрузке. Метод консервативно предполагает нулевое изменение объема массы GRS и представляет собой сценарий наихудшего случая. Максимальное боковое смещение лицевой стенки упора можно оценить с помощью следующей процедуры. ⁽²⁰⁾

Если предположить, что вертикальная стена равномерно нагружена в условиях плоской деформации (например, с ленточным фундаментом), максимальное поперечное смещение ( D _L ) происходит в одном направлении вдоль одной грани стены (см. рис. 15). ). Его определяют, приняв, что объем, потерянный в верхней части ( V _{вершина} ) из-за осадки, равен объему, полученному в забое (Δ V _забой ) из-за поперечной деформации (см. уравнение 10).

(10)

Где bq,vol — ширина нагрузки по верху стены, включая отступ, L — единица длины стены, D _v — вертикальная осадка в массе ГРС, H — высота стены. Затем можно решить уравнение 10 для максимального поперечного смещения (см. уравнение 11). Боковая деформация (ε _L ) затем находится с помощью уравнения 12. Боковая деформация должна быть ограничена примерно 1 процентом.

(11)

(12)

Где ε _В — вертикальная деформация в верхней части стены. Уравнение 10 исходит из предположений о треугольной поперечной деформации и однородной вертикальной деформации. Обратите внимание, что место максимальной боковой деформации зависит от нагрузки и условий заполнения, но полученный объем все равно будет равен объему, потерянному наверху.

Рис. 15. Иллюстрация. Боковая деформация конструкции из ГРП.

3.3.3 Требуемая прочность арматуры

Требуемая прочность арматуры в направлении, перпендикулярном поверхности стены ( T _req,c ) может быть определена аналитически с использованием уравнения 13. Обратите внимание, что уравнение 13 является уравнением 3. перегруппированы, чтобы определить требуемую прочность арматуры для предотвращения отказа.