R = R^+ R2, (8.68)
де R^ і R2 - відповідно реакції від симетричного і однобічного завантаження.
При симетричному завантаженні підвалу реакцію /?1 слід визначати за формулою:
R-i = [су, 1(v-i + /<m/2)+ (г>,2 -стуі)(й2 +кт2/6)]Л2 /(1+/f)-G1ek /(1+/г)(/72 +ь3) , (8.69)
де сту1 і о,2 - інтенсивності горизонтального тиску ґрунту від власної ваги відповідно на глибині
і (/71 + h2), визначають згідно з 7.3.0;
к - коефіцієнт, що враховує зміну реакції R^ за рахунок повороту фундаменту:
к =ыЕьІьт2IEb2h2, (8.70)
де co - коефіцієнт; co = 6 для позитивних значень М і Q; co = 3 - для їх негативних значень, а також для Мо і Fso (рисунки 8.9, 8.10);
де Eb - модуль пружності бетону;
Е - модуль деформації ґрунту основи;
b - ширина підошви фундаменту стіни;
Іь - момент інерції 1 м перерізу стіни, який допускається визначати за приведеною товщиною стіни tred, що визначають за формулою:
tred =(2f2+fi)/3, (8.72)
де - товщина стіни у верхній частині;
t2 - те саме в нижній частині (на рівні сполучення з фундаментом);
G1 - вага ґрунту на зовнішній стороні фундаменту;
е - ексцентриситет прикладання сили G1 відносно центра ваги підошви фундаменту;
і /2 - коефіцієнти, що враховують зміну товщини стіни по висоті і приймають за таблицею 8.1.
Таблиця 8.1 - Коефіцієнти vi і у2
|
Їі/Ґ2 |
1 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
|
И |
0,375 |
0,375 |
0,346 |
0,335 |
0,321 |
0,303 |
|
1/2 |
0,1 |
0,092 |
0,088 |
0,083 |
0,076 |
0,069 |
Рисунок 8.9 - Розрахункова схема стіни підвалу (панельний варіант)
Рисунок 8.10 - Розрахункова схема стіни підвалу (блоковий варіант)При однобічному завантаженні підвалу тимчасовим навантаженням реакцію R2 слід визначати за формулою:
r2 = ^qh2(v^+km/2jl (1 + R +к^ -G2ek І (1 + к + k^(h2 + Л3) , (8.73)
де aq - інтенсивність горизонтального тиску ґрунту від тимчасового навантаження оqh=qKnj, або визначають за формулою (7.3) при X = tg2Oo;
G2 - вага тимчасового навантаження на зовнішній стороні фундаменту;
к} - коефіцієнт, що враховує зміну реакції R2 за рахунок зміщення перекриття при однобічному завантаженні підвалу:
к^к0ЕьІьІЕ, (8.74)
де к0 - коефіцієнт, к0 = 4 - однопролітних підвалів; к0 = 3 - для двопролітних; к0 = 2 - для трипролітних; к0 = 0 - для підвалів з незміщуваним перекриттям;
Е' - модуль деформації ґрунту засипки, величину якого допускається визначати за формулою:
Е' = (0,5 + 0,3/7, (8.75)
де - відстань від рівня підлоги до низу перекриття (значення в дужках приймають не більше одиниці); 01 = 0,7 - при засипці ґрунтом основи; 01 = 0,9 - те саме, малостискальним ґрунтом;
Е - модуль деформації ґрунту основи.
За наявності конструкцій, що перешкоджають повороту фундаменту (суцільна фундаментна плита, перехресні стрічки фундаменту для внутрішнього каркаса тощо), коефіцієнт Ry формулах (8.69) і (8.73) слід приймати таким, що дорівнює нулю; для конструкцій, що перешкоджають зміщенням перекриття підвалу, а також при симетричному завантаженні підвалу тимчасовим навантаженням коефіцієнт кі у формулі (8.73) слід приймати таким, що дорівнює нулю.
Розрахунок стійкості стін підвалу проти зрушення виконують з умови (8.1) для значення 0 = 0.
Утримуючу силу Fud слід визначати за формулою (8.7), а зрушуючу силу FSa в рівні підошви фундаменту за формулою:
Rsd = ~^ + (сту1+сту3 +2<Tq )(/?2 +^з)/2 , (8.76)
де сту3 - інтенсивність горизонтального тиску ґрунту від власної ваги на глибині h.
Якщо стійкість стін підвалу проти зрушення (8.1) не забезпечується прийнятими розмірами фундаменту, необхідно передбачати заходи, що перешкоджають зрушенню, наприклад, влаштування розпірок, утовщення примикаючої полоси підлоги тощо.
Розрахунок міцності ґрунтової основи виконується згідно з 8.9. В цьому випадку рівнодійну вертикального тиску ґрунту N визначають при завантаженні тимчасовим навантаженням прольоту перекриття підвалу, що примикає до стіни, за формулою:
N = G1 + G2 + G3 + G4 , (8.77)
де G3 - вага фундаменту і ґрунту на його уступах;
G4 - вага конструкції підвалу, ґрунту і тимчасового навантаження на перекриття
(з врахуванням розрахункової вантажної площі).
За наявності заходів, що перешкоджають зрушенню фундаменту, кут нахилу рівнодійного зовнішнього навантаження до вертикалі в рівні підошви фундаменту при розрахунку міцності ґрунтової основи приймають за нуль.
Момент у рівні підошви фундаменту відносно осі, що проходить через центр ваги підошви фундаменту, слід визначати за формулою:
Мо =-/?(/72+/7з) + (2оу1+ої3+3<тч -Зос)(/72 +/73)2 / 6 -(Gl+G2)e (8.78
)
Розрахункові зусилля в стінах підвалу визначаються за наступними формулами: пролітний момент на відстані ус від верхньої опори:
Му =ОеУс -[(°У1 +oq -°С ) + (g /2 -aYi)yc/3/?г]Ус /2 І (8-79)
відстань від верхньої опори до максимального пролітного моменту:
(8.80)
Ус,о
поперечна сила в прольоті на відстані ус від верхньої опори:
Qy =Qe -УС[(СТуі+СТд -СТс)/72 +(СТу2 “СТуі)Ус /2] 7 (^У2 “ 1) і (8-81)
поперечна сила в нижньому перерізі стіни:
Qh =Qe -[(ау1 +Vq -°с) + (сту2 -<yyi)/2]/h2 ; (8.82)
згинальний момент в нижньому перерізі стіни:
Мн =Qeh2 -[(сту1 +ст<7 -стс)+(сту2 -CTyl)Z3] I h2 /2' (8-83)
У формулах (8.79)-(8.83) поперечна сила у верхньому перерізі стіни Q6 = R.
При неповній епюрі інтенсивності горизонтального тиску ґрунту по висоті стіни підвального приміщення і незміщуваного перекриття (рисунок 8.10) реакцію в рівні низу перекриття R визначають за формулою:
R - Qe - 01 + ^2И (ст<7
Q
/120 > / (1+/<)+
. З+оу2 -Зп^ + 20/г(л1 +л) /гщпі
+
(8.84)
(8.85)
[/Wc(1,5m1 + /<) -Gek] / /7(1 +/<) ,де
m1 =/7 / (Ъ1+h2y, n=h3l(hi+h2); > л і — h2I (h1 + h2 ) j
Mc - згинальний момент на рівні перекриття.
Зрушуючу силу Fso і згинальний момент Мо на рівні підошви слід визначати за формулами:
Fso= -R + (ау3 + 2^ -2ос)(/72+/?3)/2 ; (8.86)
Мо= -RH + (c>q -ас)/72/2+оу3/72I6-Ge+Mc. (8.87)
Розрахункові зусилля в конструктивних елементах підвалу (ригелях, колонах, плитах перекриття, фундаментах тощо) слід визначати за правилами будівельної механіки. Залізобетонні конструкції розраховують згідно з вимогами ДБН В.2.6-98.
Розрахунок підпірних стін за деформаціями основи виконують згідно з ДБН В.2.1-10.
Підпірні стіни і стіни підвалів в районах з сейсмічністю повинні проектуватися з врахуванням вимог ДБН В.1.1-12.
Інтенсивність горизонтального тиску ґрунту від власної ваги і від рівномірно розподіленого навантаження q, розташованого на поверхні призми обвалення, слід визначати за формулами розділу 7, при цьому коефіцієнт горизонтального тиску ґрунту при сейсмічній дії X* слід визначати за формулами
:
)
(8.88)
* =cos2((p-e-o)cos(e+5)/cosmcos2ecos(£+3 +co)^1 + Vzz = sin(<p-p - ra)sin((p + S) / cos(s +5 +oj)cos(e -p) , (8.89)
де co - кут відхилу від вертикалі рівнодійної ваги ґрунту і тимчасового навантаження з врахуванням сейсмічної дії за формулою
co = arctg(/K1). (8.90)
При розрахунку підпірних стін і стін підвалів добуток АК^ слід приймати 0,04, 0,08 і 0,16 при розрахунковій сейсмічності відповідно 7, 8 і 9 балів.
Пасивний опір ґрунту з врахуванням сейсмічної дії Ег визначають за формулою:
Е* =(1-АКт)Ег, (8.91)
де Ег - пасивний опір ґрунту без врахування сейсмічної дії.
Висота підпірних стін, виконаних з бетону, бутобетону або кам'яної кладки, при розрахунковій сейсмічності майданчика 8 балів не повинна перевищувати 12 м, а при розрахунковій сейсмічності 9 балів -10 м.
Висота залізобетонних підпірних стін не обмежується.
При розташуванні основ суміжних секцій підпірної стіни в різних рівнях перепад від однієї позначки основи до іншої повинен виконуватися уступами з відношенням висоти до довжини уступу не більше 1:2.
При спорудженні підпірних стін з вертикальних збірних елементів по верху стіни слід передбачати монолітний залізобетонний пояс на всю довжину секції.
Підпірні стіни слід розділяти наскрізними вертикальними швами на секції завдовжки не більше 15 м з врахуванням розміщення кожної секції, за можливості, на однорідних ґрунтах. Протяжні стіни слід розраховувати за деформаціями з визначенням їх нерівномірності.
Підпірні стіни і утримуючі заглиблені споруди, що зводяться на зсувних і зсувонебезпечних схилах, призначаються для стабілізації зсувних переміщень або для захисту від руйнування інженерних споруд, зведених на них, в умовах обтікання їх зсувом.
Найбільш поширеними видами заглиблених споруд, призначеними для утримання зсувних схилів, є пальові заогорожувальні конструкції, опори і утримуючі стіни на пальових фундаментах.
Ефективність цих споруд визначають їх стійкістю і міцністю при дії на них сил зсувного тиску.
Для деяких інженерних споруд (наприклад, наземні трубопроводи на пальових опорах, естакади) можливе збереження їх безаварійного експлуатаційного стану і в умовах безперервних зсувних переміщень, якщо пальові опори або колони обтікаються зсувом при збереженні їх стійкості.
Обтікання зсувом заглиблених споруд можливо лише за певних умов, залежних від стану ґрунтової маси зсуву і вказаних у 8.65-8.67 цього стандарту.
Рисунок 8.11 - Схема обтікання зсувом одиночної пальової опори
Якщо заглиблені споруди розглядати як перешкоди на шляху руху зсувної маси, то слід чекати, що з боку наповзання зсуву біля заглибленої споруди утвориться ущільнена зона з наповзаючого ґрунту. Подальший рух зсувної маси викличе утворення поверхонь ковзання в ущільненій зоні.
Згідно з теорією граничної рівноваги зв'язно-сипкого середовища деформації зрушення в області гранично-напруженого середовища завжди відбуваються по двох сімействах поверхонь ковзання, розташованих симетрично відносно напряму головного напруження і перетинаються між собою під кутом
0=90°—ср (8.92)
Отже, в кожному поперечному перерізіі пальової опори або колони, що обтікаються зсувом, призма обтікання може бути представлена у вигляді тригранника (рисунок 8.11), що спирається своєю основою на палю, а бічні грані його перетинаються під кутом 0.
Якщо на бічні грані такої призми прикладена сила зсувного тиску інтенсивністю АГ, то умова граничної рівноваги на цих гранях може бути записана у вигляді:
АГс/cos^ctg^ = ATdcos|tgcp + ccyctg^ , (8.93)
де d - довжина основи призми обтікання, що дорівнює діаметру поперечного перерізу при круглій його формі або довжині сторони при квадратній формі поперечного перерізу заглибленої конструкції.
Прогноз можливості обтікання зсувом заглиблених пальових опор або колон можна виконувати за наступною схемою:
обтікання можливе, якщо
ATc/cos|ctg| > ATcycos|tg(p + cdctg^ ; (8.94)
обтікання не можливе, якщо
ATdcos-ctg-< A Td cos - tg ср + cd ctg - , (8.95)
де ср і c визначають для природного стану ґрунтів, для якого проводиться розрахунок.
Якщо пальову опору або колону в межах їх заглибленої частини вважати абсолютно жорсткою, а міцність їх на зріз від дії зсувного тиску забезпеченою, то стійкість таких конструкцій в умовах обтікання їх зсувом визначатиметься лише величиною заглиблення їх у нерухомий ґрунт, що підстеляє зсув (рисунок 8.12). При цьому за безпечну величину заглиблення слід приймати ту, яка забезпечує граничну рівновагу цих конструкцій при дії на них перевертаючих сил.
Розрахункову величину заглиблення в нерухомий підстильний ґрунт пальової опори або колони можна визначити з розв’язання кубічного рівняння: де h - розрахункова величина заглиблення пальової опори в нерухомий ґрунт, що підстеляє зсув;
