Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений на подрабатываемых горными работами территориях

6.7. В период активизации сдвижений от подработки необходимо вести регулярные наблюдения за трещинообразованием в сооружении, состоянием деформационных швов, участками примыкания грунтовых и бетонных конструкций, положением фундаментов под оборудованием, изменением параметров фильтрационного потока.

Приложение 1

Учет реологических свойств грунтов при расчете гидросооружений на подрабатываемых территориях

1. Реологические свойства грунтов при расчете конструкций гидротехнических сооружений на воздействие искривления земной поверхности следует учитывать с помощью длительного коэффициента жесткости основания в зоне повышения давления на основание, который вычисляется по формуле

, (1)

где w_z – коэффициент формы фундамента, зависящий от отношения сторон, по табл. 1;

Е_дл – модуль длительной деформации грунта, МПа (кгс/см²), по табл. 2;

m₀ – коэффициент Пуассона грунта по табл. 3;

F – площадь подошвы фундамента (не более 10 м² для ленточных и 100 м² для плитных фундаментов).

Таблица 1

Отношения сторон

1:1

1:1,5

1:2

1:3

1:5

1:10

Значения w_z

1,06

1,07

1,09

1,13

1,22

1,41

Таблица 2

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по

Модули длительной деформации Е_дл, МПа (кгс/см²), четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

проектированию оснований

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

зданий и сооружений

МПа

кгс/см²

МПа

кгс/см²

МПа

кгс/см²

МПа

кгс/см²

МПа

кгс/см²

I_L < 0

30

300

19,5

195

13

130

8,5

85

7

70

0 £ I_L < 0,25

22

220

14

140

8,5

85

5,5

55

4,5

45

0,25 £ I_L < 0,5

–

–

8,5

85

5

50

3,5

35

3

30

Таблица 3

Вид грунта

Глины и суглинки твердые

Глины и суглинки полутвердые

Глины и суглинки тугопластичные

Глины и

суглинки мягкопластичные

Значения m₀

0,15

0,25

0,35

0,4

Коэффициент жесткости основания в зоне разгрузки К_р допускается определять по формуле (1), в которую вместо модуля длительной деформации Е_дл подставляется значение модуля деформаций грунта, определенное согласно главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений.

2. Реологические свойства грунтов при расчете конструкций на воздействие горизонтальных деформаций земной поверхности (сдвиг грунта по подошве фундамента) следует учитывать:

в стадии затухающей ползучести (t > t_lim) с помощью длительного коэффициента жесткости основания при сдвиге, который определяется по формуле

К_хдл = 0,7 К_удл; (2)

в стадии установившейся ползучести (t > t_lim) путем учета предельного сдвига по грунту, который определяется по формуле

D_пр = 0,1 Вg_пр, (3)

где В – утроенная ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта вдоль длинной стороны или ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта поперек ленты;

g_пр – величина относительного предельного сдвига грунта, определяемая по табл. 4.

Таблица 4

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по проектированию оснований

Относительный предельный сдвиг g_пр четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

зданий и сооружений

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

I_L < 0

0,049

0,117

0,164

0,190

0,175

0 £ I_L < 0,25

0,096

0,162

0,210

0,240

0,252

0,25 £ I_L < 0,5

–

0,197

0,249

0,285

0,303

3. Эпюра касательной нагрузки по подошве фундамента состоит из трех (или менее) прямолинейных участков: ОА, АВ, ВС (рисунок).

Рисунок. Эпюра касательных напряжений

Абсцисса точки А вычисляется по формуле

, (4)

где t_lim – порог ползучести при сдвиге, МПа (кгс/см²), определяемый по формуле

t_lim = s tg j_W + c_W, (5)

где s – среднее нормальное давление на грунт, МПа (кгс/см²);

j_W – угол внутреннего трения (град) при влажности W, определяемый по табл. 5;

с_с – структурное сцепление, МПа (кгс/см²), вычисляемое по формуле

c_c = c_W – S_W; (6)

c_W – общее сцепление при влажности W, определяемое по табл, 5;

S_W – сцепление связанности, принимаемое по табл. 6;

e_к – собственные (осевые) деформации конструкций, которые допускается принимать, в зоне растяжения – 1 мм/м, в зоне сжатия –равными нулю.

Таблица 5

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по

Общее сцепление c_W, кПа (кгс/см²), и угол внутреннего трения j_W, град, четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

проектированию оснований

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

зданий и сооружений

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

I_L < 0

70

0,7

57

0,57

47

0,47

40

0,4

36

0,36

29°

27°

26°

25°

24°

0 £ I_L < 0,25

53

0,53

43

0,43

35

0,35

29

0,29

25

0,25

25°

23°

22°

21°

20°

0,25 £ I_L < 0,5

–

–

36

0,36

28

0,28

22

0,22

18

0,18

–

–

21°

20°

18°

17°

Таблица 6

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по

Сцепление связности S_W, кПа (кгс/см²), четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

проектированию оснований

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

зданий и сооружений

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

I_L < 0

46

0,46

34

0,34

25

0,25

19

0,19

16

0,16

0 £ I_L < 0,25

35

0,35

27

0,27

20

0,20

15

0,15

12

0,12

0,25 £ I_L < 0,5

–

–

23

0,23

16

0,16

11

0,11

8

0,08

Абсцисса x_пред и ордината t_пред (предельное касательное напряжение) точки В определяются по формулам:

; (7)

t_пред = s tg j_W + c_W. (8)

Отрезок ВС является горизонталью.

4. Продольные усилия в фундаментных конструкциях от касательной нагрузки по подошве определяются путем суммирования площади эпюры касательной нагрузки (см. рисунок) по одну сторону от того сечения, в котором определяется усилие, и умножением этой суммы на ширину подошвы фундамента (размер на плоскости эпюры).

Усилия, возникающие по подошве фундаментов, расположенных перпендикулярно направлению сдвижения грунта, определяются на основании той же эпюры (см. рисунок), но построенной для конкретного вида фундаментов. При этом усилие определяется умножением площади эпюры по длине фундамента на его ширину.

5. Реологические свойства грунтов при определении величин усилий в фундаментных конструкциях, обусловленных силами трения по боковым поверхностям фундаментов, учитываются по аналогии с нагрузками по подошве фундаментов. При этом пересчету подлежат только ординаты t_lim и t_пред (см. рисунок), вычисляемые для действующего на боковую поверхность фундамента среднего по высоте нормального давления s_ср и механических характеристик грунтов обратной засыпки.