Расчет устойчивости положения стены против сдвига

СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ к СНиП 2.09.03-85

Серия основана в 1989 году

Проектирование подпорных стен и стен подвалов

МОСКВА СТРОЙИ3ДАТ 1990

 

Разработано к СНиП 2.09.03-85 «Сооружение промышленных предприятий». Содержит основные положения по расчету и конструированию подпорных стен и стен подвалов промышленных предприятий из монолитного и сборного бетона и железобетона. Приведены примеры расчета.

 

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

 

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

2. МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИЙ

 

3. ТИПЫ ПОДПОРНЫХ СТЕН

 

4. КОМПОНОВКА ПОДВАЛОВ

 

5. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА

 

6. РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН

 

7. РАСЧЕТ СТЕН ПОДВАЛОВ

 

8. РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН И СТЕН ПОДВАЛОВ С УЧЕТОМ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

 

9. РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН И СТЕН ПОДВАЛОВ НА СДВИГ В СЛОЖНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

 

10. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

 

Пример 1. Расчет массивной подпорной стены

 

Пример 2. Расчет уголковой подпорной стены

 

Пример 3. Расчет подпорной стены уголкового профиля с анкерной тягой

 

Пример 4. Расчет щелевого паза в подпорной стене уголкового профиля

 

Пример 5. Расчет уголковой подпорной стены (с нагрузкой от подвижного транспорта)

 

Пример 6. Расчет стены подвала (панельный вариант)

 

Пример 7. Расчет стены подвала (блочный вариант)

 

Пример 8. Расчет столбчатого фундамента, воспринимающего боковую нагрузку от стен подвала

 

Пример 9. Расчет подпорной стены на сейсмическое воздействие

 

Пример 10. Расчет общей устойчивости стены подвала против сдвига по круглоцилиндрическим поверхностям

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА l ПРИ РАЗНЫХ УГЛАХ e

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИИ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 КЛАССЫ СТЕПЕНИ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие составлено к СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий» и содержит основные положения по расчету и конструированию подпорных стен и стен подвалов промышленных предприятий из монолитного, сборного бетона и железобетона с примерами расчета и необходимыми табличными значениями коэффициентов, облегчающих расчет.

 

В процессе подготовки Пособия уточнены отдельные расчетные предпосылки СНиП 2.09.03-85, в том числе по учету сил сцепления грунта, определения наклона плоскости скольжения призмы обрушения, которые предполагается отразить в дополнении к указанному СНиП.

 

Пособие разработано ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А. М. Туголуков, Б. Г. Кормер, инженеры И. Д. Залещанский, Ю. В. Фролов, С. В. Третьякова, О. JI. Кузина) при участии НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР (д- р техн. наук Е. А. Сорочан, кандидаты техн. наук А. В. Вронский, А. С. Снарский), Фундаментпроекта (инженеры В. К. Демидов, М. Л. Моргулис, И. С. Рабинович), Киевского Промстройпроекта (инженеры В. А. Козлов, А. Н. Сытник, Н. И. Соловьева).

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.09.03-85

«Сооружения промышленных предприятий» и распространяется на проектирование:

 

подпорных стен, возводимых на естественном основании и расположенных на территориях промышленных предприятий, городов, поселков, подъездных и внутриплощадочных железных и автомобильных дорогах;

 

подвалов производственного назначения, как отдельно стоящих, так и встроенных.

 

1.2. Пособие не распространяется на проектирование подпорных стен магистральных дорог, гидротехнических сооружений, подпорных стен специального назначения (противооползневых, противообвальных и др.), а также на проектирование подпорных стен, предназначенных для строительства в особых условиях (на вечномерзлых, набухающих, просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях и т.д.).

 

1.3. Проектирование подпорных стен и стен подвалов должно осуществляться на основании:

 

чертежей генерального плана (горизонтальной и вертикальной планировки);

отчета об инженерно-геологических изысканиях; технологического задания, содержащего данные о нагрузках и

при необходимости особые требования к проектируемой

конструкции, например требования по ограничению деформаций и др.

 

1.4. Конструкция подпорных стен и подвалов должна устанавливаться на основании сравнения вариантов, исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, а также с учетом условий эксплуатации конструкций.

 

 

1.5. Подпорные стены, сооружаемые в населенных пунктах, следует проектировать с учетом архитектурных особенностей этих пунктов.

 

1.6. При проектировании подпорных стен и подвалов должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также отдельных его элементов на всех стадиях возведения и эксплуатации.

 

1.7. Элементы сборных конструкций должны отвечать условиям индустриального изготовления их на специализированных предприятиях.

 

Целесообразно укрупнять элементы сборных конструкций, насколько это позволяют грузоподъемность монтажных механизмов, а также условия изготовления и транспортирования.

 

1.8. Для монолитных железобетонных конструкций следует предусматривать унифицированные опалубочные и габаритные размеры, позволяющие применять типовые арматурные изделия и инвентарную опалубку.

 

1.9. В сборных конструкциях подпорных стен и подвалов конструкции узлов и соединении элементов должны обеспечивать надежную передачу усилий, прочность самих элементов в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции.

 

1.10. Проектирование конструкций подпорных стен и подвалов при наличии агрессивной среды должно вестись с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 3.04.03-85

«Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии».

 

1.11. Проектирование мер защиты железобетонных конструкций от электрокоррозии должно производиться с учетом требований соответствующих нормативных документов.

 

1.12. При проектировании подпорных стен и подвалов следует, как правило, применять унифицированные типовые конструкции.

 

Проектирование индивидуальных конструкций подпорных стен и подвалов допускается в тех случаях, когда значения параметров и нагрузок для их проектирования не соответствуют значениям, и принятым для типовых конструкций, либо когда применение

 

 

типовых конструкций невозможно, исходя из местных условий осуществления строительства.

 

1.13. Настоящее Пособие рассматривает подпорные стены и стены подвалов, засыпанные однородным грунтом.

 

МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. В зависимости от принятого конструктивного решения подпорные стены могут возводиться из железобетона, бетона, бутобетона и каменной кладки.

 

2.2. Выбор конструктивного материала обусловливается технико-экономическими соображениями, требованиями долговечности, условиями производства работ, наличием местных строительных материалов и средств механизации.

 

2.3. Для бетонных и железобетонных конструкций рекомендуется применять бетоны по прочности на сжатие не ниже класса В 15.

 

2.4. Для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, в проекте должна быть оговорена марка бетона по морозостойкости и водонепроницаемости. Проектная марка бетона устанавливается в зависимости от температурного режима, возникающего при эксплуатации сооружения, и значений расчетных зимних температур наружного воздуха в районе строительства и принимается в соответствии с табл. 1.

 

Таблица 1

 

Условия конструкций замораживании при переменном замораживании и оттаивании   Расчетная температура воздуха, °С   Марка бетона, н     по морозостойкости водо   Класс сооруж     I II III I II     по     III   В водонасыщенном состоянии   Ниже -40   F 300   F 200   F 150   W 6   W 4   W 2 (например, конструкции, расположенные в   Ниже -20   F 200   F 150   F 100   W 4   W 2   He нормирует сезоннооттаивающем слое грунта в районах вечной   до -40             мерзлоты) Ниже -5 до -20   F 150   F 100   F 75   W 2   Не нормируется   включительно   F 100   F 75   F 50     Не нормируется   5 и выше

е ниже

 

непроницаемос

 

 

ения

 

с

 

В условиях Ниже -40 F 200 F 150 F 400 W 4 W 2 He нормируетс

эпизодического водонасыщения (например, надземные конструкции, постоянно подвергающиеся атмосферным воздействиям)

 

 

Ниже -20 до

-40

включительно Ниже -5 до

-20

 

 

F 100 F 75 F 50 W 2 He нормируется

 

 

F 75 F 50 F 35* He нормируется

 

 

включительно F 50 F 35* F 25* To же

 

 

-5 и выше

 

 

В условиях воздушно- Ниже -40 F 150 F 100 F 75 W 4 W 2 He нормируетс

влажностного состояния при отсутствии эпизодического водонасыщения, например, конструкции, постоянно (подвергающиеся воздействию окружающего воздуха, но защищенные от

 

 

Ниже -20 до

-40

включительно

 

 

Ниже -5 до

-20

включительно

 

 

F 75 F 50 F 35* He нормируется

 

 

F 50 F 35* F 25* To же

воздействия атмосферных осадкой)

-5 и выше F 35* F 25* F 15**»

 

 

 

* Для тяжелого и мелкозернистого бетонов марки по морозостойкости не нормируются;

 

** Для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов марки по морозостойкости не нормируются.

 

 

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства.

 

2.5. Предварительно напряженные железобетонные конструкции следует проектировать преимущественно из бетонов класса В 20; В 25; В 30 и В 35.

 

Для бетонной подготовки следует применять бетон класса В 3,5 и В5.

 

2.6. Требования к бутобетону по прочности и морозостойкости предъявляются те же, что и к бетонным и железобетонным конструкциям.

 

2.7. Для армирования железобетонных конструкций, выполняемых без предварительного напряжения, следует применять стержневую горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-III и А-II. Для монтажной (распределительной) арматуры допускается применение горячекатаной арматуры класса А-I или обыкновенной арматурной гладкой проволоки класса В-I.

 

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса А-II марки ВСт5пс2 к применению не допускается.

 

2.8. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов следует в основном применять термически упрочненную арматуру класса Ат-VI и Ат-V.

 

Допускается также применять горячекатаную арматуру класса A-V, A-VI и термически упрочненную арматуру класса Ат-IV.

 

При расчетной зимней температуре ниже минус 30 °С арматурная сталь класса A-IV марки 80С не применяется.

 

2.9. Анкерные тяги и закладные элементы должны приниматься из прокатной полосовой стали класса С-38/23 (ГОСТ 380-88) марки ВСт3кп2 при расчетной зимней температуре до минус 30 °С включительно и марки ВСт3псб при расчетной температуре от минус 30 °С до минус 40 °С. Для анкерных тяг рекомендуется также сталь С-52/40 марки 10Г2С1 при расчетной зимней температуре, до минус 40 °С включительно. Толщина полосовой стали должна быть не менее 6 мм.

 

 

Возможно также применение для анкерных тяг арматурной стали класса А-III.

 

2.10. В сборных железобетонных и бетонных элементах конструкций монтажные (подъемные) петли должны выполняться из арматурной стали класса А-I марки ВСт3сп2 и ВСт3пс2 или из стали класса Ас-II марки 10ГТ.

 

При расчетной зимней температуре ниже минус 40 °С применение для петель стали ВСт3пс2 не допускается.

ТИПЫ ПОДПОРНЫХ СТЕН

3.1. По конструктивному решению подпорные стены подразделяются на массивные и тонкостенные.

 

В массивных подпорных стенах их устойчивость на сдвиг и опрокидывание при воздействии горизонтального давления грунта обеспечивается в основном собственным весом стены.

 

В тонкостенных подпорных стенах их устойчивость обеспечивается собственным весом стены и весом грунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу.

 

Как правило, массивные подпорные стены более материалоемкие и более трудоемкие при возведении, чем тонкостенные, и могут применяться при соответствующем, технико-экономическом обосновании (например, при возведении их из местных материалов, отсутствии сборного железобетона и т.д.).

 

3.2. Массивные подпорные стены отличаются друг от друга формой поперечного профиля и материалом (бетон, бутобетон и т.д.) (рис. 1).

Рис. 1. Массивные подпорные стены

а - в - монолитные; г - е - блочные

 

 

Рис. 2. Тонкостенные подпорные стены

а - уголковые консольные; б - уголковые анкерные; в - контрфорсные

 

Рис. 3. Сопряжение сборных лицевых и фундаментных плит

а - с помощью щелевого паза; б - с помощью петлевого стыка; 1 - лицевая плита; 2 - фундаментная плита; 3 - цементно-песчаный растворы; 4 - бетон замоноличивания

Рис. 4. Конструкция подпорной стены с использованием универсальной стеновой панели

1 - универсальная панель стеновая (УПС); 2 - монолитная часть подошвы

 

3.3. В промышленном и гражданском строительстве, как правило, находят применение тонкостенные подпорные стены уголкового типа, приведенные на рис. 2.

 

 

Примечание. Другие типы подпорных стен (ячеистые, шпунтовые, из оболочек и пр.) в настоящем Пособии не рассматриваются.

 

3.4. По способу изготовления тонкостенные подпорные стены могут быть монолитными, сборными и сборно-монолитными.

 

3.5. Тонкостенные консольные стены уголкового типа состоят из лицевых и фундаментных плит, жестко сопряженных между собой.

 

В полносборных конструкциях лицевые и фундаментные плиты выполняются из готовых элементов. В сборно-монолитных конструкциях лицевая плита сборная, а фундаментная - монолитная.

 

В монолитных подпорных стенах жесткость узлового сопряжения лицевых и фундаментных плит обеспечивается соответствующим расположением арматуры, а жесткость соединения в сборных подпорных стенах - устройством щелевого паза (рис. 3, а) или петлевого стыка (рис. 3, 6).

 

3.6. Тонкостенные подпорные стены с анкерными тягами состоят из лицевых и фундаментных плит, соединенных анкерными тягами (связями), которые создают в плитах дополнительные опоры, облегчающие их работу.

 

Сопряжение лицевых и фундаментных плит может быть шарнирным или жестким.

 

3.7. Контрфорсные подпорные стены состоят из ограждающей лицевой плиты, контрфорса и фундаментной плиты. При этом грунтовая нагрузка от лицевой плиты частично или полностью передается на контрфорс.

 

3.8. При проектировании подпорных стен из унифицированных панелей стеновых (УПС), часть фундаментной плиты выполняется из монолитного бетона с использованием сварного соединения для верхней арматуры и стыковки внахлестку для нижней арматуры (рис. 4).

 

 

КОМПОНОВКА ПОДВАЛОВ

4.1. Подвалы следует, как правило, проектировать одноэтажными. По технологическим требованиям допускается устройство подвалов с техническим этажом для кабельных разводок.

 

При необходимости допускается выполнять подвалы с большим числом кабельных этажей.

 

4.2. В однопролетных подвалах номинальный размер пролета, как правило, следует принимать 6 м; допускается пролет 7,5 м, если это обусловлено технологическими требованиями.

 

Многопролетные подвалы следует проектировать, как правило, с сеткой колони 6´6 и 6´9 м.

 

Высота подвала от пола до низа ребер плит перекрытия должна быть кратной 0,6 м, но не менее 3 м.

 

Высоту технического этажа для кабельных разводок в подпалах следует принимать не менее 2,4 м.

 

Высоту проходов в подвалах (в чистоте) следует назначать не менее 2 м.

 

4.3. Подвалы бывают двух типов: отдельно стоящие и совмещенные с конструкциями зданий.

 

Унифицированные схемы отдельно стоящих подвалов приведены в табл. 2.

 

4.4. Конструкции подвальных помещений (перекрытия, стены, колонны) рекомендуется выполнять из сборных железобетонных элементов.

 

4.5. В зонах воздействия на пол цеха временных нагрузок интенсивностью более 100 кПа (10 тс/м2) размещать подпалы, как правило, не следует.

 

4.6. Эвакуационные выходы из подвалов в помещения категорий В, Г и Д, лестницы из подпалов в эти помещения, противопожарные требования к подвальным помещениям категории В или складам

 

 

сгораемых материалов, а также несгораемых материалов в сгораемой упаковке следует предусматривать по СНиП 2.09.02-85

«Производственные здания».

 

4.7. Кабельные подвалы и кабельные этажи подвалов следует разделять с помощью противопожарных перегородок на отсеки объемом не более 3000 м3, предусматривая при этом объемные средства пожаротушении.

 

4.8. Из каждого отсека подвала, кабельного подвала или кабельного этажа подвала необходимо предусматривать не менее двух выходов, которые следует располагать в разных сторонах помещения.

 

Выходы следует размещать так, чтобы длина тупика была менее

25 м. Длина пути обслуживающего персонала от наиболее удаленного места до ближайшего выхода не должна превышать 75 м.

 

Второй выход допускается предусматривать через расположенное на том же уровне (этаже) соседнее помещение (подвал, этаж подвала, тоннель) категорий В, Г и Д. При выходе в помещения категории В суммарная длина пути эвакуации не должна превышать 75 м.

 

4.9. Двери выходов из кабельных подвалов (кабельных этажей подвалов) и между отсеками должны быть противопожарными, открываться по направлению ближайшего выхода и иметь устройства для самозакрывания.

 

Притворы дверей должны быть уплотнены.

 

Таблица 2

Унифицированные схемы одноэтажных подвалов	Размеры, м
L	H

7,5

3,6 4,2 4,8 5,4 6,6 7,2

Примечания: 1. Шаг колонн в продольном направлении при временной нагрузке на пол цеха до 100 кПа (10 тс/м2) 6 и 9 м, при временной нагрузке более 100 кПа (10 тс/м2) - 6 м.

2. Размер с принимается равным 0,375 м.

 

4.10. Эвакуационные выходы из маслоподвалов и кабельных этажей подвалов следует осуществлять через обособленные лестничные клетки, имеющие выход непосредственно наружу. Допускается использование общей лестничной клетки, ведущей к надземным этажам, при этом для подвальных помещений должен быть устроен обособленный выход из лестничной клетки на уровне первого этажа наружу, отделенный от остальной части лестничной клетки на высоту одного этажа глухой противопожарной перегородкой с пределом огнестойкости не менее 1 ч.

 

При невозможности устройства выходов непосредственно наружу допускается их устраивать в помещения категорий Г и Д с учетом требований п. 4.6.

 

 

4.11. В маслоподвалах независимо от площади и в кабельных подвалах объемом более 100 м3 необходимо предусматривать автоматические установки пожаротушения. В кабельных подвалах меньшего объема должна быть автоматическая пожарная сигнализация. Кабельные подвалы энергетических объектов (АЭС, ТЭЦ, ГРЭС, ТЭС, ГЭС и т.д.) следует оборудовать установками автоматического пожаротушения независимо от их площади.

 

4.12. Допускается предусматривать отдельно стоящие одноэтажные насосные станции (или отсеки) категорий А, Б и В, заглубленные ниже планировочных отметок земли более чем на 1 м, площадью не более 400 м2.

В этих помещениях следует предусматривать:

 

один эвакуационный выход через лестничную клетку, изолированную от помещений, с площадью пола не более 54 м2;

два эвакуационных выхода, расположенных в противоположных сторонах помещения, с площадью пола более 54 м2. Второй выход допускается по вертикальной лестнице, расположенной в шахте, изолированной от помещений категорий А, Б и В.

 

4.13. Устройство порогов у выходов из подвалов и перепадов в уровне пола не допускается, за исключением маслоподвалов, где на выходах следует устраивать пороги высотой 300 мм со ступенями или пандусами.

ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА

5.1. Значения характеристик грунтов природного (ненарушенного) сложения следует устанавливать, как правило, на основе их непосредственного испытании в полевых или лабораторных условиях и статистической обработки результатов испытаний по ГОСТ 20522-75.

 

Значения характеристик грунтов: нормативные - gn, jn и с n;

для расчетов конструкций оснований по первой группе предельных состояний - gI, jI, и сI;

 

 

то же, по второй группе предельных состояний - gII, jII и c II.

5.2. При отсутствии непосредственных испытаний грунта допускается принимать нормативные значения удельного сцепления с, угла внутреннего трения j и модуля деформации Е по табл. 1-3 прил. 5 настоящего Пособия, а нормативные значения

удельного веса грунта gn равными 18 кН/м3 (1,8 тс/м3).

Расчетные значения характеристик грунта ненарушенного сложения в этом случае принимаются следующими:

gI =1,05gn; gII =gn; jI =jngj; jII =jn; с I = с n/1,5; c II = с n,

где gj- коэффициент надежности по грунту, принимается равным 1,1 для песчаных и 1,15 для пылевато-глинистых грунтов.

 

5.3. Значения характеристик грунтов засыпки (g¢, j¢ и с ¢), уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения ky не менее 0,95 от их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов в природном залегании. Соотношения между характеристиками грунтов засыпки и грунтов природного сложения принимаются следующие:

g¢II= 0,95gI; j¢I = 0,9jI; с ¢I = 0,5 с I, но не более 7 кПа (0,7 тс/м2); g¢II=0,95gII; j¢II=0,9jII; с ¢II=0,5 c ¢II, но не более 10 кПа (1 тс/м2).

Примечание. Для сооружений с глубиной заложения 3 м и менее предельные значения удельного сцепления грунта засыпки

с ¢I, следует принимать не более 5 кПа (0,5 тс/м2), а с ¢II не более 7 кПа (0,7 тс/м2). Для сооружений высотой менее 1,5 м с ¢I, следует

принимать равным нулю.

 

5.4. Коэффициенты надежности по нагрузке g I при расчете по первой группе предельных состояний должны приниматься по табл. 3, а при расчете по второй группе - равными единице.

 

Таблица 3

Нагрузки

Коэффициент надежности по нагрузке gI

 

Постоянные     Собственный вес конструкции     Вес грунта в природном залегании Вес грунта в засыпке Вес насыпного грунта     Вес дорожного покрытия проезжей части и тротуаров     Вес полотна, железнодорожных путей     Гидростатическое давление грунтовых вод   Временные длительные     От подвижного состава железных дорог СК     От колонн автомобилей АК     Нагрузка от оборудования, складируемого материала, равномерно распределенная нагрузка на территории   Временные кратковременные	1,1
1,1
1,15
1,2
1,5
1,3
1,1
1,2
1,2
1,2

 

От колесной ПК-80 и гусеничной
НГ-60 нагрузки
От погрузчиков и каров	1,2
От колонн автомобилей АБ	1,1

5.5. Интенсивность горизонтального активного давления грунта от собственного веса Рg, на глубине у (рис. 5, а) следует определять по формуле

 

Рg =[ ggfhl - с (К1 + K2)]

y/h, (1)

 

где К1 - коэффициент, учитывающий сцепление грунта по плоскости скольжения призмы обрушения, наклоненной под углом q 0 к вертикали; К2 - то же, по плоскости, наклоненной под углом в к вертикали.

 

 

=2lcosq0cose/sin(q0+ e);

К 1 (2)

K 2 = l [sin (q0 - e) cos (q0 + r)/sin q0 cos (r - e) sin (q0 + e)] +

tg e, (3)

 

где e - угол наклона расчетной плоскости к вертикали; - то же, поверхности засыпки к горизонту; q0 - то же, плоскости скольжения к вертикали; l - коэффициент горизонтального давления грунта. При отсутствии сцепления грунта по стене K2 = 0.

 

5.6. Коэффициент горизонтального давления грунта определяется по формуле

 

, (4)

 

где d - угол трения грунта па контакте с расчетной плоскостью (для гладкой стены d = 0, шероховатой d = 0,5j, ступенчатой d = j).

 

Значения коэффициента l приведены в прил. 2.

 

Рис. 5. Схема давления грунта

а - от собственного веса и давления воды; б - от сплошной равномерно распределенной нагрузки; в - от фиксированной нагрузки; г - от полосовой нагрузки

 

5.7. Угол наклона плоскости скольжения к вертикали q0 определяется по формуле

 

tg q0 = (cos - hcosj)/(sin -

hsinj), (5)

 

 

где h = cos (e - r)/ .

5.8. При горизонтальной поверхности засыпки r = 0, вертикальной стене e =0 и отсутствии трения и сцепления со стеной d = 0, К2 = 0 коэффициент бокового давления грунта l, коэффициент интенсивности сил сцепления К1 и угол наклона плоскости скольжения q0 определяются по формулам:

 

 

(6)

 

При r = 0, d ¹ 0, e ¹ 0 значение угла наклона плоскости скольжения к вертикали q0 определяется из условия

 

tgq0 = (cosj -

 

)/sin j. (7)

 

5.9. Интенсивность дополнительного горизонтального давления грунта, обусловленного наличием грунтовых вод Рw, кПа, на расстоянии уw, от верхнего уровня грунтовых вод (рис. 5, а) определяется по формуле

 

Pw = yw {10 - l[ g -16,5/(1 +

e)]}g f, (8)

 

где е - пористость грунта; g f - коэффициент надежности по нагрузке, принимается равным 1,1.

 

5.10. Интенсивность горизонтального давления грунта от равномерно распределенной нагрузки q, расположенной на поверхности призмы обрушения, следует определять по формулам:

 

 

при сплошном и фиксированном расположении нагрузки (рис. 5,

б, в)

 

 

qgf l;

Рq =

 

(9)

 

при полосовом расположении нагрузки (рис. 5, г)

 

Pq = qg f l/(1 + 2 tg

q0уа/ b 0). (10)

 

Расстояние от поверхности грунта засыпки до начала эпюры интенсивности давления грунта от нагрузки уа, определяется выражением уа = a /(tg q0 + tg e).

 

Протяженность эпюры интенсивности давления грунта по высоте уb при фиксированной нагрузке (см. рис. 5, в) принимается равной уb = h - yа.

 

При полосовой нагрузке (см. рис. 5, г) протяженность эпюры давления по высоте yb =(b 0 + 2tgq0 ya)/(tge + tgq0), но принимается не более величины уb £ h - yа.

 

5.11. Временные нагрузки от подвижного транспорта следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» в виде нагрузки СК - от подвижного состава железных дорог, АК - от автотранспортных средств ПК-80 - от колесной нагрузки, НГ-60 - от гусеничной нагрузки.

 

Примечания: 1. СК - условная эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка от подвижного состава железных дорог на 1 м пути, ширина которого принимается равной 2,7м (по длине шпал).

 

2. АК - нормативная нагрузка от автотранспортных средств в виде двух полос.

 

3. НК-80 - нормативная нагрузка, состоящая из одной машины на колесном ходу весом 785 кН (80 тс).

 

4. НГ-60 - нормативная нагрузка, состоящая из одной машины на гусеничном ходу весом 588 кН (60 тс).

 

 

5.12. Нагрузки от подвижного транспорта (рис. 6) приводятся к эквивалентной равномерно распределенной полосовой нагрузке при следующих исходных данных:

 

для СК - b 0 = 2,7 м, а интенсивность нагрузки q = 76 кПа на уровне низа шпал;

 

для АК - b 0 = 2,5 м, а интенсивность нагрузки, кПа,

 

q = К (10,85 + ya tgq0)/(0,85 + ya tgq0) 2,55, (11)

 

где К = 1,1 - для основных магистральных дорог; К = 8 - для внутренних хозяйственных дорог.

 

Рис. 6. Схема приведения нагрузок от подвижного транспорта к эквивалентной полосовой нагрузке

 

для НК-80 - b 0 = 3,5 м, а интенсивность нагрузки, кПа,

 

q = 112/(1,9 +

ya tgq0); (12)

 

для НГ-60 - b 0 = 3,3 м, а интенсивность нагрузки, кПа,

 

q = 90/(2,5 +

ya tgq0). (13)

5.13. Нормативную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных дорогах промышленных предприятий, где предусмотрено движение автомобилей особо большой грузоподъемности и на которые не распространяются ограничения весовых и габаритных параметров автотранспортных средств общего назначения, следует принимать в виде колонн двухосных автомобилей АБ с параметрами, приведенными в табл. 4.

 

 

5.14. При отсутствии конкретных нагрузок на поверхности призмы обрушения следует принимать условную нормативную равномерно распределенную нагрузку интенсивностью 9,81 кПа (1 тс/м2).

5.15. Динамический коэффициент от подвижного состава железных дорог и автомобильного транспорта следует принимать равным единице.

 

Таблица 4

 

Параметры	Тип двухосного автомобиля
АБ-51	AБ-74	АБ-151
Нагрузка на ось груженого автомобиля,
кН (тс):
заднюю	333(34)	490(50)	990(101)
переднюю	167(17)	235(24)	490(50)
Расстояние между осями (база)	3,5	4,2	4,5
автомобиля, м
Габариты по ширине (по колесам задней	3,5	3,8	5,4
оси), м
Ширина колеи колес, м:
задних	2,4	2,5	3,75
передних	2,8	2,8	4,1

 

Размер площадки соприкасания задних
колес с покрытием проезжей части, м:
по длине	0,4	0,45	0,8
по ширине	1,1	1,3	1,65
Диаметр колеса, м	1,5	1,8	2,5

 

РАСЧЕТ ПОДПОРНЫХ СТЕН

6.1. Подпорные стены следует рассчитывать по двум группам предельных состояний:

 

первая группа (по несущей способности) предусматривает выполнение расчетов:

 

по устойчивости положения стены против сдвига и прочности грунтового основания;

по прочности элементов конструкций и узлов соединений вторая группа (по пригодности к эксплуатации)

предусматривает проверку:

 

оснований на допускаемые деформации;

 

элементов конструкций на допустимые величины раскрытия трещин.

 

6.2. Давление грунта для массивных подпорных стен следует определять по указаниям разд. 5 (рис. 7, а). Давление грунта для уголковых подпорных стен следует определять исходя из условия образования за стеной клиновидной симметричной (а для короткой задней консоли - несимметричной) призмы обрушения (рис. 7, б). Давление грунта принимается действующим на наклонную (расчетную) плоскость, проведенную под углом e при d = j ¢.

 

 

Угол наклона расчетной плоскости к вертикали e определяется из условия (14), но принимается не более (45° - j /2)

 

tg e =(b -

t)/ h. (14)

 

6.3. Наибольшая величина активного давления грунта при наличии на горизонтальной поверхности засыпки равномерно распределенной нагрузки q определяется при расположении этой нагрузки в пределах всей призмы обрушения, если нагрузка не имеет фиксированного положения.

 

Расчет устойчивости положения стены против сдвига

6.4. Расчет устойчивости положения стены против сдвига производится из условия

 

 

gcFsr/gn,

Fsa £ (15)

где Fsa - сдвигающая сила, равная сумме проекции всех сдвигающих сил на горизонтальную плоскость; Fsr - удерживающая сила, равная сумме проекций всех удерживающих сил на горизонтальную плоскость; ус - коэффициент условий работы грунта основания: для песков, кроме пылеватых - 1; для пылеватых песков, а также пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии - 0,9; для пылевато-глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии - 0,85; для скальных, невыветрелых и слабовыветрелых грунтов - 1; выветрелых - 0,9; сильновыветрелых - 0,8; g n - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2, 1,15 и 1,1 соответственно для зданий и сооружений I, II и III класса, назначаемых в соответствии с прил. 4.

 

6.5. Сдвигающая сила Fsa определяется по формуле

 

Fsa = Fsa,g +

jsa,q, (16)

 

где Fsa,g - сдвигающая сила от собственного веса грунта равна:

 

 

Pgh/2;

Fsa,g =

 

(17)

 

 

Fsa,q - сдвигающая сила от нагрузки, расположенной на поверхности призмы обрушения, равна:

 

 

Pqyb.

 

 

Рис. 7. Расчетные схемы подпорных стен

а - массивных; б - уголкового профиля

Fsa,q =

 

(18)

 

6.6. Удерживающая сила Fsr для нескального основания определяется по формуле

 

Fsr = Fv tg(jI - b) + bс I +

Еr, (19)

 

где Fv - сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость а) для массивных подпорных стен

Fv = Fsa tg(e + d) + Gс т + gI

tgb b 2/2, (20)

G ст - собственный вес стены и грунта на ее уступах. б) для уголковых подпорных стен (при e £ q 0)

Fv = Fsa tg (e +j ¢) + g ¢g f [ h (b - t)/2 + td ]+ gI

tgb b 2/2 (21)

где gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимается равным 1,2; Еr - пассивное сопротивление грунта:

Er = l r /2 + cIhr (l r - 1)/tg

j I, (22)

 

 

где l r - коэффициент пассивного сопротивления грунта:

l r =tg2(45° +

jI/2), (23)

 

hr - высота призмы выпора грунта

 

hr = d +

b tgb. (24)

 

6.7. Расчет устойчивости подпорных стен против сдвига должен производиться по формуле (15) для трех значений угла b (b = 0, b

= j I/2 и b = j I).

 

При наклонной подошве стены, кроме указанных значений угла b, следует производить расчет против сдвига также для отрицательных значений угла b.

 

При сдвиге по подошве (b = 0) следует учитывать следующие ограничения: с I £ 5 кПа, j I £ 30°, l r = 1.

 

6.8. Удерживающая сила Fsr для скального основания определяется по формуле

 

Fsr = Fvf

+ Er, (25)

 

где f - коэффициент трения подошвы по скальному грунту, принимается по результатам непосредственных испытаний, но не более 0,65.