h - відстань від поверхні ґрунту (засипки) до підошви стіни (фундаменту)
hw- відстань від низу споруди до розрахункового рівня підземних вод
у - відстань від поверхні ґрунту до даного перетину
ус- відстань від верху конструкції до даного перетину
уа- відстань від верху конструкції до лінії перетину конструкції з нахиленою поверхністю, що проходить від краю навантаження до цієї конструкції
а(є) - кут нахилу розрахункової площини до вертикалі
₽(р) - КУТ нахилу поверхні засипки до горизонталі
со(Р) - кут нахилу поверхні ковзання до горизонталі
00 - кут нахилу площини ковзання до вертикалі
8 - кут тертя матеріалу фундаменту (стіни) по ґрунту на контакті з розрахунковою площиною
4.3 Навантаження, опори
ЕЛа(0), Ehp ~ горизонтальна складова відповідно напору (активного тиску чи в спокої) і відпору (пасивного тиску) ґрунту
Fsa- зрушувальна сила
Fsr- утримуюча сила
Fv-сума проекції всіх сил на вертикальну площину
G - вага конструкції, ґрунту, тимчасове навантаження тощо
М - згинальний момент
Q - поперечна сила
N - вертикальне навантаження на фундамент
Nu- вертикальна складова сили граничного опору основи
q - інтенсивність рівномірно розподіленого навантаження
р, Prnax’ Anin _ тиск иіД підошвою фундаменту відповідно середній, максимальний, мінімальний с(Р) - напруження (тиск) ґрунту
ау(Ру) - вертикальна складова тиску ґрунту
СТ/ї(РЛ) _ горизонтальна складова тиску ґрунту
с>о(ро) - боковий (горизонтальний) тиск ґрунту у спокої оя(Ря) - те саме активний
<5р(Рр) - те саме пасивний
К(7.) - коефіцієнт горизонтального тиску ґрунту
Примітка. Познаки у дужках відповідають СНиП 2.09.03
4.4 Інші характеристики
Еь- модуль пружності бетону е - ексцентриситет прикладання сили І - момент інерції перетину ywn- нормативна питома вага води ІГЕ - інженерно-геологічний елемент
ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
Проектування підпірних стін і стін підвалів повинно здійснюватися на основі: - креслень генерального плану (горизонтального і вертикального планування); - звіту про інженерні, у т.ч. інженерно-геологічні вишукування;
- технічного завдання, що містить дані про навантаження і, за необхідності, особливі вимоги до проектованої конструкції, наприклад, вимоги до обмеження деформацій тощо.
Вибір конструкції підпірних стін і підвалів здійснюється в залежності від їх призначення і місць розташування (загального призначення, гідротехнічні, промислові) на основі порівняння варіантів, виходячи з техніко-економічної доцільності їх застосування в конкретних умовах будівництва з врахуванням максимального зниження матеріаломісткості, трудомісткості і вартості будівництва, а також з врахуванням умов експлуатації конструкцій.
Підпірні стіни загального призначення слід проектувати з урахуванням архітектурних особливостей місць їх розташування, а також вимог і рекомендацій цього стандарту.
Гідротехнічні підпірні стіни слід проектувати згідно з вимогами СНиП 2.06.07 (розділ 2, додаток 9).
Підпірні стіни і стіни підвалів промислових споруд слід проектувати згідно з вимогами СНиП 2.09.03 (розділи 2 і 3, додаток 1), ДСТУ Б В.2.6-145.
При проектуванні підпірних стін і зовнішніх стін підвалів повинні прийматися конструктивні схеми, що забезпечують необхідну міцність, стійкість і просторову незмінність споруди в цілому, а також окремих її елементів на всіх стадіях зведення і експлуатації.
На початку проектування підпірних стін і інших утримуючих споруд слід встановити перелік граничних станів для розгляду (ДСТУ-Н EN 1997-1:2010). Для всіх типів підпірних стін повинні бути розглянуті наступні граничні стани:
втрата загальної стійкості;
руйнування конструктивних елементів або з'єднань між ними;
комбіноване руйнування ґрунту і елементів конструкції;
переміщення споруди, яке може призвести до руйнування, погіршення експлуатаційних якостей, вплинути на роботу споруди або сусідніх споруд і мереж;
недопустимі витоки через стіну або під нею; - недопустимі зміни стоку підземних вод.
При розрахунках стін слід враховувати також наступні граничні стани: для стін з розвиненою площею обпирання:
недостатня несуча здатність ґрунту під спорудою;
руйнування, викликане ковзанням по підошві стіни;
руйнування, обумовлене перекиданням;
для стін кінцевої жорсткості:
руйнування конструкції чи її частин від кутового або поступального зсуву;
руйнування, пов'язане з порушенням вертикальної рівноваги (втрата вертикальної стійкості).
При проектуванні слід враховувати найбільш несприятливі поєднання граничних станів, вказаних у 5.5 і 5.6 цього стандарту.
При розрахунку стін з розвиненою площею обпирання слід керуватись також вимогами до проектування фундаментів мілкого закладання згідно з ДБН В.2.1-10.
При проектуванні підпірних стін і стін підвалів слід, як правило, застосовувати уніфіковані збірні, збірно-монолітні чи монолітні залізобетонні конструкції.
Індивідуальні конструкції підпірних стін і підвалів проектуються в тих випадках, коли значення параметрів і навантажень для їх проектування не відповідають значенням, прийнятим для уніфікованих конструкцій, або коли використання збірних конструкцій неможливе, виходячи з місцевих умов здійснення будівництва.
Елементи збірних конструкцій повинні відповідати умовам індустріального виготовлення їх на спеціалізованих підприємствах.
Доцільно укрупнювати елементи збірних конструкцій, наскільки це дозволяють вантажопідйомність монтажних механізмів, а також умови виготовлення і транспортування.
Для монолітних залізобетонних конструкцій слід передбачати уніфіковані опалубні і габаритні розміри, що дозволяють застосовувати типові арматурні вироби і інвентарну опалубку.
У збірних конструкціях підпірних стін і стін підвалів конструкції вузлів і з'єднання елементів повинні забезпечувати надійну передачу зусиль, міцність самих елементів в зоні стику, а також зв'язок додатково укладеного бетону в стику з бетоном конструкції.
Проектування конструкцій підпірних стін і стін підвалів, конструкцій заглиблених і підземних споруд за наявності агресивного середовища повинно вестися з урахуванням додаткових вимог СНиП 2.09.03, ДСТУ Б В.2.6-145.
Проектування заходів захисту залізобетонних конструкцій від електрокорозії повинне виконуватися з врахуванням вимог відповідних нормативних документів.
ВИДИ І КОНСТРУКЦІЇ ПІДПІРНИХ СТІН
Підпірні стіни за конструктивним рішенням і роботою у ґрунті підрозділяються на наступні типи:
масивні (гравітаційні), що сприймають зовнішні зусилля та забезпечують стійкість на зрушення і перекидання при дії горизонтального тиску ґрунту власною вагою і вагою засипки ґрунту, розташованого над нижньою опорною плитою;
тонкостінні кутникові, що сприймають зовнішні зусилля та забезпечують стійкість на зрушення і перекидання власною вагою і вагою ґрунту, що залучається конструкцією стіни у роботу, масою засипки ґрунту над розвантажувальними площадками і нижньою опорною плитою;
стіни в ґрунті, розташовані у ґрунті основи постійні утримуючі конструкції кінцевої жорсткості. Зовнішні зусилля та стійкість на зрушення і перекидання забезпечують за рахунок роботи затисне- ної в основі нижньої вертикальної частини;
стіни підземних і заглиблених споруд, що сприймають зовнішні зусилля та забезпечують стійкість на зрушення і перекидання при дії горизонтального тиску ґрунту утримуючою силою від власної ваги стін і конструкцій верхньої будови.
Масивні підпірні стіни як більш матеріаломісткі і трудомісткі при зведенні ніж інші конструкції можуть застосовуватися при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні (наприклад, при зведенні їх з місцевих матеріалів, відсутності збірного залізобетону тощо).
Масивні підпірні стіни відрізняються матеріалом, способом виготовлення, формою поперечного профілю (рисунок 6.1 ).
За матеріалом масивні підпірні стіни можуть бути з кам'яної кладки, бутобетону, монолітного бетону або із збірних бетонних блоків, за способом виготовлення - монолітними або збірними.
Рисунок 6.1 - Масивні підпірні стіни
а) б) в) г) д) е) ж)
Монолітні масивні стіни за формою поперечного перерізу, нахилом лицьової і тильної сторін (рисунок 6.1а)-г)) можуть бути з наступними сторонами:
двома вертикальними;
вертикальною лицьовою і похилою тильною;
похилою лицьовою і вертикальною тильною;
нахилом обох (лицьової і тильної) у бік засипки.
Збірні блокові стіни також можуть мати різні форми поперечного перетину, нахили лицьових і тильних сторін (рисунок 6.1 д, е, ж) і можуть бути зі сторонами:
вертикальною лицьовою і ступінчастою тильною;
вертикальною лицьовою і ламаною тильною;
ступінчастими лицьовою і тильною.
Стіни з нахиленими сторонами застосовують переважно в монолітному варіанті, а з вертикальними або ступінчастими - монолітними або із збірних бетонних блоків.
Тонкостінні підпірні стіни кутникового типу застосовують, як правило, у промисловому і цивільному будівництві і виконують у вигляді конструкцій, наведених на рисунку 6.2.
а - консольні; б - з тягами; в - з контрфорсами; г - з універсальних стінових панелей
1 - тяга; 2 - контрфорс; 3 - уніфікована стінова панель; 4 - монолітна частина підошви
Рисунок 6.2 - Тонкостінні підпірні стіни кутникового типу
За способом виготовлення тонкостінні підпірні стіни можуть бути монолітними, збірними і збірно-монолітними.
Тонкостінні консольні стіни кутникового типа складаються зі з'єднаних лицьових і фундаментних плит.
Сполучення лицьових і фундаментних плит може бути шарнірним або жорстким.
У монолітних підпірних стінах кутникового типу жорсткість вузлового сполучення лицьових і фундаментних плит забезпечується відповідним розташуванням арматури, що визначають за розрахунком згідно з вимогами проектування залізобетонних конструкцій
.
У збірних і збірно-монолітних підпірних стінах кутникового типа з'єднання плит здійснюється: за рахунок жорсткого закладання в щілинному пазу (рисунок 6.3 а), шарнірного сполучення за допомогою петльового стику (рисунок 6.2 г; 6.3 б), за допомогою анкерних тяг-зв'язків (рисунок 6.2 б) або контрфорсів (рисунок 6.2 в).
Тонкостінні підпірні стіни з анкерною тягою складаються з лицьових і фундаментних плит, сполучених анкерною тягою-зв'язкою, яка створює в плитах додаткові опори, що покращують роботу стіни при горизонтальних навантаженнях (рисунок 6.2 б).
Контрфорсні підпірні стіни складаються з огороджувальної лицьової плити, контрфорсу і фундаментної плити. При цьому ґрунтове навантаження від лицьової плити частково або повністю передається на контрфорс (рисунок 6.2 в).
При проектуванні підпірних стін з уніфікованих стінових панелей (УПС) (рисунок 6.2 г) частина фундаментної плити виконується з монолітного бетону, який приєднується до роботи сумісно з плитою панелі за допомогою стику спеціальної конструкції (зварного або петльового).
З'єднання арматури у зварному стику може бути: зварне - для верхньої арматури і внакладку - для нижньої арматури.
З'єднання арматури у петльовому стику здійснюється за допомогою випуску петлі з панелі і ан- керування її у монолітній частині плити поздовжньою арматурою. Проектування петльового стику здійснюється згідно з вимогами проектування залізобетонних конструкцій.
Стіни в ґрунті, які застосовуються як постійні підпірні стіни, розділяються на траншейні і пальові.
Траншейні підпірні стіни монолітні залізобетонні влаштовуються в протяжних траншеях, як правило, під захистом глинистої суспензії.
Пальові підпірні стіни виготовляються з окремих, об'єднаних ростверком, бурових чи буроін'єкційних паль, влаштованих в один чи декілька рядів, або монолітними з переривчасто розташованих, дотичних або паль, що перетинаються і виготовляються під захистом обсадних труб.
За принципами влаштування і проектування підпірних стін проектують тимчасові тонкостінні конструкції утримуючих стін огорож виїмок у ґрунті (котлованів, траншей) і постійні конструкції стін у ґрунті (відсікаючі, розділяючі стіни, протифільтраційні завіси, що перешкоджають потраплянню води в котловани, підвали, траншеї чи її руху) та стіни ємностей для зберігання сипких матеріалів.
а)
6)
1 - лицьова плита; 2 - фундаментна плита; 3 - заповнення цементно-піщаним розчином; 4 - бетон замо- нолічування; спряження за допомогою: а - щільового паза; б - петльового стику
Рисунок 6.3 - З'єднання лицьових і фундаментних плит підпірних стін кутникового типу
зі збірних елементів
Тимчасові тонкостінні конструкції стін у ґрунті відрізняються тим, що стійкість їх на зрушення забезпечується додатково анкерами, затяжками, розпірками. Ці елементи, які працюють спільно з конструкцією і ґрунтом (у т.ч. на розтягування), внаслідок процесів релаксації і повзучості у ґрунті і бетоні, а також зважаючи на те, що ґрунт не працює на розтягування, не можуть забезпечувати довготривале збереження розрахункових горизонтальних деформацій і стійкості несучої конструкції (рисунок 6.4 а, б, в).
