1.1. Использование конструктивной шпунтовой стенки

Выполненный шпунтовый ряд усиления основания будет воспринимать распор в виде горизонтального давления от подошвы реконструируемого ленточного фундамента, и передавать его на окружающий грунт.

Создаваемая шпунтовая стенка может быть выполнена как сплошная конструкция, в этом случае шпунтины (отрезки швеллера) погружаются вплотную друг к другу, так и с разрывом – погружение шпунтин осуществляется с определённым шагом. В последнем случае, представляет интерес задача определения максимально возможного шага шпунтин, при котором создаваемая разряженная шпунтовая стенка продолжает работать как сплошная конструкция за счёт «арочного» эффекта, возникающего между соседними шпунтинами.

Условия работы разряженной шпунтовой стенки усиления основания могут быть рассмотрены исходя их следующих основных допущений (рис.2.1):

1. Отдельные шпунтины воспринимают горизонтальное давление от бокового отпора грунта (4) из-под подошвы нагруженного фундамента (направление главного напряжения).
2. Максимальное давление (активное) грунта на отдельную шпунтину возникает в момент предельного состояния.
3. Исходя из условия равновесия в момент предельного состояния, активному давлению грунта будет противодействовать пассивный отпор (σ_пас), приложенный на отдельную шпунтину со стороны грунта.
4. Согласно теории предельного равновесия связно-сыпучей среды сдвиговые деформации в области предельно напряженной среды всегда происходят по двум семействам поверхностей скольжения (3), располагающихся симметрично относительно направления главного напряжения.
5. Пассивный отпор (σ_пас), рассеиваясь в призме грунта, ограниченной поверхностями скольжения, будет передавать дополнительное уплотняющие давление (σ_упл) от одной шпунтины по площади, числено равной отрезку L – шагу погружённого разряженного шпунта.

Рис. 2.1. Схема работы разряженного шпунта усиления основания на горизонтальную нагрузку в момент предельного состояния.

1- отдельная шпунтина 2 - грань подошвы ленточного фундамента. 3 – поверхности скольжения. 4 - горизонтальное давление от бокового отпора грунта из-под подошвы нагруженного фундамента, действующие на одну шпунтину (направление главного напряжения). σпас - пассивный отпор, приложенный на поверхность шпунтины со стороны грунта. σупл - дополнительное уплотняющие давление от одной шпунтины, действующие по площади, числено равной отрезку L – шагу погружённого разряженного шпунта. σк(г) – краевое горизонтальное давление от бокового отпора грунта из-под подошвы нагруженного фундамента, действующее в межшпунтовом пространстве по длине, числено равной отрезку L – шагу погружённого разряженного шпунта.

Исходя из принятых допущений, у каждой отдельной шпунтины усиления основания, в момент предельного состояния, со стороны грунта возникает пассивный отпор. Данный пассивный отпор (σ_пас), рассеиваясь в массиве грунта ограниченном поверхностями скольжения (АВ и А₁С), будет передавать дополнительное уплотняющие давление (σ_упл) по площади (ВС), числено равной отрезку L – шагу погружённого разряженного шпунта.

Дополнительное уплотняющие давление (σ_упл) будет противодействовать краевому горизонтальному давлению (σ_к(г)), возникающему под подошвой фундамента или боковому отпору грунта Е_а=σ_к(г)∙(L-h), действующему на отрезке (L-h), где h – ширина полки шпунта (швеллера).