Настанова з проектування котлованів для улаштування фундаментів і заглиблених споруд

Несучу здатність секцій траншейних і пальових стін, що використовуються як глибокі фундаменти, слід визначати як для набивних паль-стовпів відповідно до ДБН В.2.1-10 при зачищенні забою траншеї або свердловини від шламу і особливостей підводного бетонування при вібрації бетонних сумішей, а також можливого ін'єкційного зміцнення ґрунтів під підошвами стін.

При великих об'ємах робіт натурні випробування дослідних секцій пальових або тран­шейних стін слід проводити згідно з ДСТУ Б В.2.1-1 в кількості 2 % від загального кількості секцій або окремих набивних фундаментів, але не менше двох на об'єкт. В разі неможливості таких випро­бувань для визначення несучої здатності фундаментів слід використовувати метод моделювання (див. додаток Б).

Траншейні і пальові стіни і їх основи мають бути розраховані для кожного етапу будівниц­тва і в умовах експлуатації споруд, виходячи з їх особливостей при найбільш невигідному поєднанні вантаження, і конструктивно виконуватися з врахуванням послідовної зміни цих етапів. Розрахунки доцільно виконувати на ЕОМ за спеціальними програмами.

Несучі траншейні і пальові стіни, використовувані в процесі будівництва як огороджу- вальні, а потім як фундаменти, повинні розраховуватися за міцністю, деформативністю і місцевою стійкістю ґрунту на роздільну дію вертикальних і поперечних сил; похилі стіни - на дію подовжніх і нормальних сил.

Траншейні і пальові стіни як огороджувальні конструкції котлованів слід розраховувати за схемами консольних конструкцій, затиснених нижче за дно котловану, або підпертих, таких, що розпираються або анкеруються, з шарнірним закладенням, частковим або повним затисканням в ґрунті (рисунок 11.1).

Статичний розрахунок консольної стіни, що сприймає горизонтальні навантаження ре­акцією ґрунту в закладенні, слід виконувати в припущенні обертання затисненої стіни як жорсткого елемента довкола точки, розташованої нижче дна котловану на глибині h_u від 1/2fy до 113h_t при за­доволенні наступних умов рівноваги:

Слід розрізняти шарнірне закладення, часткове і повне затискання стіни в фунті.

Для частково затисненої стіни слід враховувати наявність одного перегину пружної осі в закладенні, а для повністю затисненої - двох і більше перегинів. Щоб отримати повне затискання, розрахункову глибину закладення h_x для сприйняття врівноважуючої сили F_c слід збільшувати на 20 %, тобто h_t= h_u + 1,2h_x, (рисунок 11.5).

Двократно обперті стіни з шарнірним спиранням слід розглядати як однократно статично невизначені системи; двократно і багато разів обперті стіни з частковим і повним затисканням в ґрунті (відповідно, двократно і багато разів невизначені системи).

Підперті вдвох рівнях стіни з шарнірним закладенням п'яти, а також частково і повністю затиснені аналітично слід розраховувати способом фіктивних балок або графічним методом.

Багато разів підперті огороджувальні стіни слід розраховувати як нерозрізні балки на пружній основі або з врахуванням виникнення пластичних шарнірів для тимчасових кріплень котло­ванів, що допускають появу тріщин.

Якщо траншейні і пальові стіни увійдуть до складу майбутньої споруди, то при розрахун­ку слід приймати завантаження за схемою тиску ґрунту у спокої.

Навантаження на стіни з паль малого діаметра слід враховувати як тиск ґрунту в стані спокою. Якщо відстань між палями складає від 2d до 11d, то багаторядну пальову стіну слід розгля­дати як суцільну.

Затиснені не підперті багаторядні пальові стіни слід розраховувати з умови сприйняття горизонтальних навантажень лише палями.

Для підпертих стін з паль малого діаметра слід вводити в розрахунок опір ґрунту між па­лями з міркувань, що переріз стіни розглядається як армований ґрунт, стискальні і розтягувальні зу­силля в якому відносяться лише до паль, ґрунт же сприймає лише зусилля зрізу.

Несуча здатність паль малого діаметра на стиск, висмикування і горизонтальне наван­таження повинна встановлюватися розрахунком згідно з ДБН В.2.1-10 або попередніх їх випробу­вань за ДСТУ Б В.2.1-1 в кількості не менше трьох на об'єкт.

При розрахунку деформацій споруд і їх елементів, що виконуються за технологією "стіна в ґрунті", слід встановлювати кінематичні схеми переміщень масивів ґрунту, споруди в цілому і окремих її елементів на основі системи діючих сил, інженерно-геологічних і гідрогеологічних умов, прийнятих послідовності і способів виконання робіт, а також умов експлуатації.

Переміщення утримуючих стін необхідно обчислювати для визначення тиску ґрунту, а їх прогини повинні використовуватися для розрахунків міцності і тріщиностійкості.

При розрахунку деформацій основ споруд слід керуватися положеннями ДБН В.2.1-10, а залізобетонних утримуючих конструкцій і тяжів анкерів - ДБН В.2.6-98.

Осідання компактних в плані споруд з фундаментами і огороджувальними конструк­ціями з пальових і траншейних стін слід розраховувати за методом шару кінцевої товщини. Питомий тиск на ґрунт основи повинен прийматися усередненим за площею плями забудови.

Розподільні балки, як правило, слід розглядати як статично невизначені системи.

Розрахунок розподільних балок повинен виконуватися на дію як горизонтальних, так і вертикальних навантажень.

Розрахунок проектованих прихованих упорних балок повинен проводитися спільно із статичним розрахунком і конструюванням стіни.

При розрахунку розподільних балок необхідно враховувати вірогідність виходу з ладу одного з десяти розпірних або анкерних елементів під впливом особливих дій.

При підпиранні балок широкими конструкціями розпорів зосереджені сили слід заміню­вати навантаженням, розподіленим по довжині ділянки спирання.

Якщо розподільні балки замонолічені в місцях переломів або мають криволінійний кон­тур, то їх слід розглядати як рамні або арочні конструкції (або криві бруси).

Для розподільних балок, що виконуються у вигляді симетричних рамних конструкцій, слід враховувати можливість однобічного завантаження, що виникає при розкопуванні ґрунту.

Розрахунок конструкцій розпорів слід виконувати на стиск з вигином, а також на вплив температури. Для тимчасових конструкцій розпорів необхідно враховувати і вертикальне наванта­ження, що виникає в процесі виконання робіт. Якщо вертикальне навантаження не визначене, його слід приймати 0,2 кН на погонний метр.

Якщо як конструкції розпорів використовуються перекриття, то необхідно виконати роз­рахунки, відповідні стадіям будівництва і експлуатації при найбільш невигідному завантаженні.

Розрахунок утримуючих стін з анкерами повинен включати:

Величину висмикувальної сили, яку повинен сприймати одиночний анкерний елемент, слід приблизно визначати в межах вантажної площі що припадає від огороджувальної конструкції на голову анкера. Прогноз несучої здатності буроін'єкційних анкерів допускається здійснювати роз­рахунком.

Для тимчасових і постійних анкерів при їх випробуваннях коефіцієнт надійності за ґрун­том і за матеріалом слід встановлювати згідно з вимогами ДБН В.2.1-10. Кількість пробних випробу­вань дослідних анкерів слід призначати до 1 % від загального їх числа, але не менше трьох на об'єкт. Всі робочі анкери у складі стін, що анкеруються, повинні випробовуватися за програмою кон­трольних і приймальних випробувань.

Розміри кореня анкера і анкерних елементів слід встановлювати на основі пробних вип­робувань, а їх місце розташування і кількість - шляхом оцінки несучої здатності одиночного анкера і загальної стійкості споруди в цілому. Виходячи з результатів контрольних і приймальних випробувань робочих анкерів у проектній документації потрібно передбачати і своєчасно вносити корективи.

Для анкерних паль висмикувальна сила від огороджувальної конструкції має бути передана через голову і арматуру її нижньою частиною І_г на ґрунт (рисунок 11.7) з необхідною мірою безпеки.

Для анкера у вигляді плити або балки слід враховувати зменшення відпору ґрунту F_p на величину розпору F_a від активного тиску, що діє на плиту з боку призми обвалення (рисунок 11.8).

Для всіх видів захисних конструкцій, схильних до дії ґрунтових вод, повинна виконувати­ся оцінка стійкості котловану на зсув або зважування.

Для глибоких котлованів навіть при повному затисканні стіни необхідно перевіряти стійкість дна на випинання, особливо за наявності глинистих ґрунтів пластичної консистенції.

Оцінка загальної стійкості системи "стіна-анкери-ґрунт" повинна включати розрахунки можливих схем обвалення по клиновій, ламаній і криволінійній поверхнях ковзання.