ПРИЛОЖЕНИЕ Г Основные буквенные обозначения 3 страница

7.30 Горизонтальное активное давление грунта от собственного веса и временной нагрузки необходимо определять по приложению 3.

7.31. При одностороннем загружении подвала временной нагрузкой расчет должен выполняться с учетом упругого отпора грунта с противоположной стороны подвала, который должен определяться в зависимости от модуля деформации грунта засыпки Е^/, значение которого допускается определять по формуле

= (0,5 + 0,3h₁)β₁E, (6)

где h ₁ - расстояние от уровня пола до низа перекрытия; значение в скобках принимается не более единицы;

j₁ = 0,7 при засыпке грунтом основания;

j₁ = 0,9 то же, малосжимаемым грунтом;

Е - модуль деформации грунта основания.

7.32. За расчетную схему конструкции подвала принимается поперечная рама, состоящая из стен, колонн и опертых на них элементов перекрытия (черт. 2).

Черт. 2. Расчетная схема поперечной рамы подвала

 

7.33. Стену, входящую в поперечную раму подвала (черт. 3), следует рассчитывать как стержень переменной жесткости по высоте, шарнирно опертый поверху и защемленный в фундамент бесконечной жесткости, который опирается на упругое основание, характеризуемое модулем деформации грунта Е.

Черт. 3. Расчетная схема стены подвала

 

7.34. Активное давление грунта следует определять по обязательному приложению 23 с разделением нагрузки на симметричную p_{h 1,2,3} и одностороннюю p_{h 4,5,6}.

Усилия в стене подвала следует определять как в балочной конструкции в зависимости от реакции R на верхней опоре на единицу длины стены.

7.35. При симметричном действии нагрузки реакцию R ₁ следует определять по формуле

, (7)

где p_{h 1}, p_{h 2}, h ₂, h ₃ - см. черт. 3;

k - коэффициент, учитывающий изменение реакции R ₁ за счет поворота фундамента:

k = ω E_b I_h m²/E b² h₂, (8)

здесь - коэффициент, принимаемый равным:

6 - для положительных значений М и Q; 3 - для их отрицательных значений, а также для М ₀ и F_sa (см. черт. 3);

m = (h₂ + h₃)/h₂, (9)

Е_b - модуль упругости бетона;

Е - модуль деформации грунта основания;

b - ширина подошвы фундамента стены;

I_h - момент инерции 1 м сечения стены, который допускается определять по приведенной толщине стены t_red, определяемой по формуле

t_red = (2t₂ + t₁)/3, (10)

где t ₁ - толщина стены в верхней части;

t ₂ - то же, в нижней части (в уровне сопряжения с фундаментом);

G ₁ - сумма веса грунта и временной нагрузки на внешней стороне фундамента при симметричном ее расположении;

е - эксцентриситет приложения силы G ₁(G ₂) относительно центра тяжести подошвы фундамента;

v ₁ и v ₂ - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высоте и принимаемые по табл.3.

 

Таблица 3

t 1/ t 2	1,0	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
v 1	0,375	0,357	0,346	0,335	0,321	0,303
v 2	0,1	0,092	0,088	0,083	0,076	0,069

 

7.36. При одностороннем действии горизонтальной нагрузки реакцию R ₂ следует определять по формуле

,(11)

где p_{h 4}, p_{h 5} - см. черт. 3;

G ₂ - вес временной нагрузки на внешней стороне фундамента при одностороннем ее расположении;

k ₁ - коэффициент, учитывающий изменение реакции R ₂ за счет смещения перекрытия при одностороннем загружении подвала:

k₁ = k₀ E_b I_h / , (12)

здесь k ₀ - коэффициент, принимаемый равным:

4 - для однопролетных подвалов, 3 - для двухпролетных, 2 - для трехпролетных подвалов, 0 - для подвалов с несмещаемым перекрытием;

- определяется по формуле (6).

7.37. Расчет устойчивости стен подвала против сдвига по контакту подошвы с основанием, а также устойчивость грунта основания под подошвой фундамента следует производить соответственно по формулам (1), (3), (4), (5).

7.38. При расчете стен подвалов на сдвиг удерживающую силу F_sr следует определять по формуле (3), а сдвигающую силу F_sa в уровне подошвы фундамента от симметричной нагрузки - по формуле

. (13)

7.39. Момент от симметричной нагрузки в уровне подошвы фундамента М ₀ следует определять по формуле

(14)

от односторонней нагрузки F_sa и М ₀ следует определять аналогично формулам (13) и (14), заменив соответственно R ₁ на R ₂, p_{h 1} - на p_{h 4} и p_{h 3} - на p_{h 6}.

7.40. Если устойчивость стен подвала против сдвига не обеспечивается принятыми размерами фундаментов, необходимо предусматривать мероприятия, препятствующие сдвигу, например устройство распорок и др. В этом случае приведенный угол наклона равнодействующей внешней нагрузки к вертикали в уровне подошвы фундамента принимается равным нулю.

При наличии конструкций, препятствующих повороту фундамента (сплошная фундаментная плита, перекрестные ленты для внутреннего каркаса и т. п.) коэффициент k следует принимать равным нулю.

 

 

ТОННЕЛИ И КАНАЛЫ

 

7.41. Нормы настоящего раздела надлежит соблюдать при проектировании тоннелей (конвейерных, подштабельных, пешеходных, коммуникационных, кабельных и комбинированных) высотой более 1700 мм и каналов меньшей высоты, сооружаемых открытым способом.

7.42. Высота и ширина тоннелей, каналов (между выступающими частями несущих конструкций) должны приниматься кратными 300 мм.

Тоннели и каналы, располагаемые вне зданий и дорог, заглубляются ниже уровня планировки земли до верха перекрытия не менее чем на 300 мм.

Под железнодорожными путями расстояние по вертикали от верха перекрытия канала до подошвы рельса должно быть не менее 1000 мм, а до верха дорожного покрытия автомобильных дорог - не менее чем 500 мм.

Внутрицеховые каналы могут иметь верх плит перекрытия в уровне с чистым полом цеха непосредственно под одеждой пола, а тоннели - ниже пола на 300 мм.

Открытые каналы - траншеи, должны быть ограждены перилами высотой не менее 600 мм.

7.43. Тоннели и каналы следует проектировать сборными из унифицированных железобетонных элементов или из монолитного железобетона.

Для отделки пешеходных тоннелей следует использовать долговечные, экономичные, удобные в эксплуатации несгораемые материалы, допускающие легкую очистку и промывку.

7.44. Тоннели и каналы, располагаемые вне зданий и дорог, должны быть, как правило, заглублены от поверхности земли до верха перекрытия не менее чем на 0,3 м.

На огражденных территориях, доступных только для обслуживающего персонала, отметку верха перекрытия кабельных каналов допускается предусматривать на уровне планировочной отметки земли.

7.45. Тоннели и каналы, располагаемые под автомобильными дорогами, должны быть заглублены от верха дорожного покрытия до верха перекрытий не менее чем на 0,5 м, при расположении под железными дорогами - не менее чем на 1 м от низа шпал.

7.46. При расположении тоннелей и каналов внутри цехов минимальное заглубление верха перекрытий от отметки чистого пола следует, как правило, принимать:

для тоннелей - 0,3 м;

для каналов допускается отметку верха перекрытия канала принимать равной отметке чистого пола.

7.47. Каналы и тоннели должны быть рассчитаны:

по предельным состояниям первой группы (по несущей способности) - на прочность элементов конструкций и узлов соединения;

по предельным состояниям второй группы (по пригодности к нормальной эксплуатации) - на допустимые значения деформаций и ширины раскрытия трещин.

7.48. При расчетах конструкций тоннелей и каналов необходимо учитывать симметричное и одностороннее загружения их временными вертикальными нагрузками. Расчет следует производить с учетом упругого отпора грунта в вертикальном и горизонтальном направлениях, принимая упругое основание в виде однородной среды, характеризуемой модулем деформации Е для грунта ненарушенного сложения (грунта основания) и модулем деформации Е^/ для грунта засыпки. Модуль деформации Е^/ допускается определять по формуле (6).

7.49. При симметричном загружении (черт. 4) изгибающий момент в нижнем узле тоннеля М ₁ с шарнирным опиранием плит перекрытия следует определять по формуле

(15)

где k - коэффициент, учитывающий изменение момента в нижнем узле за счет его поворота:

(16)

N ₁ - нормальная сила (черт. 4, a);

_N, _M - коэффициенты, определяемые по формулам:

ψ_N = 0,3 (6 + 0,1α_ν); (17)

ψ_M = 0,2 (100 + α_ν), (18)

здесь _v - показатель гибкости днища:

α_ν = πEb³/E_bI_ν. (19)

В формулах (15) - (19) приняты следующие обозначения:

I_v - момент инерции 1 м сечения днища;

Е - модуль деформации грунта основания;

v ₃, v ₄ - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высоте и принимаемые по табл. 4 в зависимости от толщины стены в верхней t ₁ и нижней t ₂ частях тоннеля.

 

Таблица 4

 

t 1/ t 2	1,0	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
v 3	0,0583	0,0683	0,0753	0,0813	0,0883	0,0993
v 4	0,0667	0,0747	0,0747	0,0837	0,0907	0,0977

 

Усилия в стене следует определять как для балки, лежащей на двух опорах, с нагрузками p_{h 1}, p_{h 2}, реакцией на верхней опоре (распорке) R ₁ и опорным моментом на нижней опоре M ₁.

Усилие в верхней распорке R ₁ определяется по формуле

(20)

Усилия в днище следует определять как для балки, лежащей на упругом основании с модулем деформации Е и загруженной симметричными силами N ₁ и моментами M ₁ (см. черт. 4, a).

7.50. При одностороннем загружении горизонтальными нагрузками p_{h 3}, p_{h 4} (черт. 4, б) момент в нижнем левом углу тоннеля определяется по формуле

(21)

где k ₁ - коэффициент, учитывающий изменение момента в нижнем узле за счет смещения перекрытия:

k₁ = 6E_bI_h/E^/h³, (22)

Е^/ - определяется по формуле (6).

Остальные обозначения те же, что в формуле (15).

Усилие в верхней распорке R ₂ определяется по формуле (20).

Горизонтальное смещение тоннеля понизу и момент в правом нижнем узле тоннеля ввиду их малой величины принимаются равными нулю.

Усилия в загруженной (левой) стене определяются аналогично усилиям в стене от симметричной нагрузки. Усилия в днище определяются аналогично усилиям от симметричной нагрузки, но с приложением одностороннего момента М ₂ (см. черт. 4).

Усилия в незагруженной, отпорной (правой), стене определяются как для балки, лежащей на упругом основании с модулем деформации грунта Е^/ и имеющей несмещаемую горизонтальную опору в уровне днища и нагруженную на верхнем конце силой R ₂.

 

Черт. 4. Расчетная схема тоннеля с шарнирами в уровне плит перекрытия

а - симметричное загружение; б - одностороннее загружение

 

7.51. При заглублении верха тоннеля от поверхности грунта более чем на 2 м, а также при временной нагрузке, расположенной на поверхности, интенсивностью q ≤ 9,81 кПа (1 тс/м²) независимо от глубины заложения расчет тоннелей допускается производить только на симметричное загружение полной нагрузкой.

7.52. Расчетные усилия в замкнутых тоннелях и каналах, с шарнирными узлами посредине стены должны определяться с учетом изменений расчетных усилий (моментов и поперечных сил), вызванных взаимодействием конструкций с грунтом.

7.53. Тоннели и каналы, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле

(23)

где G - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину одного метра тоннеля или канала;

А - площадь подошвы тоннеля или канала на длину одного метра;

h_w - расстояние от уровня грунтовых вод до подошвы тоннеля или канала (без учета бетонной подготовки);

_w - удельный вес воды, равный 1;

_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2.

7.54. Выходы из конвейерных, коммуникационных (кроме кабельных) тоннелей должны предусматриваться не реже чем через 100м, но не менее двух, кроме случаев, предусмотренных сводами правил и стандартами организаций отдельных отраслей промышленности.

7.55. Тоннели и каналы должны быть защищены от проникания в них подземных и поверхностных вод в соответствии со сводами правил.

 

 

ОПУСКНЫЕ КОЛОДЦЫ

 

7.56. Нормы настоящего раздела должны соблюдаться при проектировании опускных колодцев, которые по назначению разделены на два типа: опускные колодцы для устройства фундаментов ответственных зданий и сооружений и опускные подземные сооружения для размещения в них разнообразного технологического оборудования и служебных помещений (водозаборные и канализационные насосные станции; камеры дробления горно-обогатительных, металлургических и калийных комбинатов; скиповые ямы доменных печей; склады и хранилища различного назначения и др. подземные объекты).

7.58 В плане опускные колодцы, как правило, должны иметь форму круга или вписанного в него многоугольника. Монолитные колодцы допускается проектировать прямоугольной формы. При прямоугольном очертании колодца углы необходимо закруглять.

7.59. Диаметр в свету круглых и размер сторон прямоугольных колодцев следует, как правило, принимать, от 6 до 24 м - кратными 3 м, а от 24 до 60 м - кратными 6 м. Разрешается принимать эти размеры кратными 0,6 м.

Размер колодцев по высоте следует принимать кратным 0,6 м.

7.60. В прямоугольных в плане колодцах с отношением размеров сторон более чем 1:2 необходимо предусматривать поперечные несущие перегородки или временные (на период опускания) распорки.

7.61. При примыкании колодца к другим сооружениям следует учитывать разность осадок сооружений.

7.62. Колодцы следует проектировать, как правило, тонкостенными, погружаемыми в тиксотропной рубашке, за исключением строительства на скальных грунтах, а также на площадках с оползнями, карстами или пустотами.

Тиксотропная рубашка предназначена для резкого снижения сил бокового трения, препятствующих опусканию сооружения, и выполняется из тиксотропного глинистого раствора, которым заполняют полость между наружной поверхностью сооружения и грунтом.

7.63. Сборные железобетонные стены колодцев следует проектировать из плоских панелей или крупногабаритных пустотелых блоков из тяжелого бетона класса не ниже В25. Класс бетона или раствора для замоноличивания сборных конструкций должен быть не ниже класса бетона соединяемых элементов.

Монолитные железобетонные стены колодцев следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже В15.

7.64. Железобетонные днища колодцев должны быть монолитными из тяжелого бетона класса не ниже В15.

7.65. Бетон колодцев, погружаемых в обводненные грунты, должен иметь проектную марку по водонепроницаемости не ниже W4; марку по морозостойкости и среднюю плотность бетона следует принимать в соответствии со сводом правил.

7.66. Горизонтальное давление грунта на стены и нож колодца следует определять как сумму давлений: основного - от грунта или тиксотропного раствора и дополнительного - от крена колодца, возникающего в результате его погружения.

7.67. Расчет опускного колодца следует производить в следующем порядке: определяют глубину колодца, наружные размеры (диаметр) колодца, толщину стенок оболочки, рассчитывают отдельные конструктивные элементы оболочки.

Глубину погружения колодца назначают в соответствии с данными инженерно-геологических изысканий, выполненных на площадке строительства сооружения, возводимого на колодце. Необходимо, чтобы в пределах контура опускного колодца была заложена по крайней мере одна буровая скважина. При колодцах большого диаметра (более 10-15 м) закладывают не менее трех буровых скважин.

В случае, когда в качестве основания колодцаплощади выбраны практически несжимаемые скальные и полускальные породы, глубина погружения колодца будет определяться отметками кровли этих пород и поверхности, с которой он будет опускаться. При закладке колодца на сжимаемых грунтах глубину его погружения определяют, исходя из допустимой осадке для данного сооружения.

7.68. Основное горизонтальное давление грунта в период погружения колодца следует определять по формуле

(24)

где

c ₀, j₀ - удельное сцепление и угол внутреннего трения грунта, принимаемые при отсутствии покрытий стен и электроосмоса равными:

(25)

k ₁, k ₂, k ₃ - коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта j и отношения и определяемые по табл. 5;

r - радиус наружной окружности колодца или условный радиус для некруглых в плане колодцев, который принимается равным наибольшему расстоянию от центральной оси колодца до наиболее удаленной точки его наружной поверхности;

- удельный вес грунта;

z - расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения;

q - сплошная вертикальная равномерно распределенная нагрузка, принимаемая 20 кПа (2 тс/м²), кроме случаев, особо оговоренных в задании;

с - удельное сцепление грунта;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение сцепления грунта в результате сдвига и назначаемый в зависимости от консистенции грунта.

При расчетах по предельным состояниям первой группы (в скобках - второй группы) значение k принимается равным:

 

Консистенция грунта	k
Твердая	0,22 (0,33)
Полутвердая	0,25 (0,38)
Тугопластичная	0,29 (0,43)
Мягкопластичная	0,65 (1)

В случае, если колодец погружается в грунт с разнородными напластованиями, при определении p_h весь грунт, лежащий выше рассматриваемого слоя, заменяется эквивалентным слоем грунта, высота которого, приведенная к объемному весу рассматриваемого слоя, определяется по формуле

(26)

где - вес всех (n - 1) слоев грунта, лежащих выше рассматриваемого слоя высотой h_n;

g _n - удельный вес грунта в слое п.

7.69. Основное давление тиксотропного раствора в период погружения колодца следует определять по формуле

(27)

где g₁ - удельный вес тиксотропного раствора.

Основное горизонтальное давление грунта на участке ножа и глиняного замка следует определять по формуле (24).

7.70. Давление грунта, расположенного ниже уровня грунтовых вод, необходимо определять с учетом взвешивающего действия воды.

7.71. Дополнительное горизонтальное давление грунта на участке стены колодца и ножа, а при тиксотропной рубашке - только на участке ножа следует определять по формуле

(28)

Дополнительное горизонтальное давление на участке стены тиксотропной рубашки следует определять по формуле

. (29)

7.72. Основное давление грунта в плане колодца следует принимать равномерно распределенным.

7.73. Распределение дополнительного давления в плане для круглых колодцев (черт. 5) следует принимать изменяющимся по закону

(30)

 

Таблица 5

	Значения k 1, k 2, k 3 при j, град
0,50	0,32	0,26	0,20	0,16	0,13	0,10	0,08
1,00	0,62	0,49	0,36	0,28	0,21	0,16	0,11
1,50	0,92	0,71	0,50	0,37	0,27	0,20	0,13
2,00	1,15	0,90	0,62	0,42	0,30	0,23	0,15
2,50	1,30	1,00	0,72	0,47	0,32	0,25	0,16
3,00	1,45	1,10	0,80	0,52	0,34	0,26	0,17
3,50	1,60	1,20	0,85	0,56	0,36	0,27	0,17
4,00	1,70	1,30	0,90	0,60	0,38	0,27	0,17
4,50	1,79	1,38	0,95	0,64	0,40	0,27	0,17
5,00	1,38	1,45	1,00	0,68	0,42	0,27	0,17
	0,81	0,60	0,49	0,40	0,33	0,27	0,22
0,50	0,64	0,46	0,37	0,28	0,21	0,15	0,11
1,00	0,58	0,38	0,29	0,20	0,14	0,08	0,06
1,50	0,50	0,33	0,23	0,15	0,10	0,05	0,04
2,00	0,46	0,30	0,20	0,12	0,07	0,04	0,02
2,50	0,43	0,27	0,17	0,09	0,05	0,03	0,01
3,00	0,41	0,25	0,15	0,08	0,04	0,02
3,50	0,39	0,24	0,14	0,07	0,04	0,02
4,00	0,38	0,23	0,13	0,06	0,03	0,01
4,50	0,36	0,21	0,12	0,05	0,03	0,01
5,00	0,35	0,20	0,11	0,04	0,02	0,01
	1,70	1,50	1,40	1,25	1,05	1,00	0,90
0,50	2,25	2,00	1,75	1,55	1,30	1,15	1,05
1,00	2,60	2,30	1,95	1,70	1,45	1,30	1,13
1,50	2,90	2,50	2,10	1,85	1,52	1,38	1,18
2,00	3,05	2,65	2,25	1,90	1,58	1,40	1,20
2,50	3,15	2,75	2,30	1,95	1,60	1,40	1,20
3,00	3,30	2,83	2,35	1,97	1,65	1,40	1,20
3,50	3,45	2,90	2,40	2,00	1,66	1,40	1,20
4,00	3,55	2,95	2,45	2,00	1,68	1,40	1,20
4,50	3,63	3,00	2,47	2,05	1,70	1,40	1,20
5,00	3,80	3,05	2,50	2,10	1,70	1,40	1,20