Расчет суммарного пассивного давления грунта вдоль защемленной части

Глубина расчетного сечения	m	σq	n	σm	Суммарное давление σnh2= σm+ σq
	При Eah1=…		При М =…
0	…	…	…	…
0,2h2	…	…	…	…
…	…	…	…	…
1,0h2	…	…	…	…

Общую устойчивость консольной стенки проверяют из условия:

(19)

где - момент активных сил относительно нижнего торца стены;

- момент пассивного давления грунта;

m - коэффициент условий запаса, принимаемый равным 0,85.

3.1.2. Расчет по прочности и конструирование ограждающей стены

Консольная стенка рассчитывается как свободная шпунтовая стенка от действия давления грунта. При этом максимальный момент, возникает на уровне верха заделки (см. рис. 2) и определяется по формуле:

- для несвязного грунта

(20)

- для связного грунта

(21)

где - определяется по формуле (6)

Поперечная сила, действующая на консольную стену равна равнодействующей активного давления грунта, которая определяется для несвязного грунта по формуле (5), для связного грунта по формуле (6).

Определив максимальный момент и поперечную силу, выполняют расчет ж.б. ограждающей стены по предельным состояниям первой группы на изгиб, согласно требованиям [3] или [4] с заданными геометрическими параметрами. Все расчеты ведем на 1 п.м. стены. При этом принимаем класс бетона стены – В15, класс арматуры А400.

В источнике [3] используем п.п. 3.8÷3.15 (стр. 30-32),

В источнике [4] используем п.п. 3.15÷3.22 (стр. 20-24).

Конструирование ж.б. стены по результатам расчета производят согласно [3] раздел 5 стр.57-63; и [4], раздел 5, стр. 178-194.

3.1.3. Расчет по прочности и конструирование днища

Железобетонное прямоугольное днище сооружения рассчитывают на гидростатическое давление грунта, вызванное подъемом уровня грунтовой воды (У.Г.В.) до глубины h₁/2 от дневной поверхности грунта (согласно задания). При этом днище рассчитывают как балочную плиту на двух опорах, пролетом равным ширине сооружения, на действие равномерно распределенной нагрузки - . Ширину плиты принимают - 1,0 м.

Гидростатическое давление грунта на днище определяют по формуле:

(22)

где - объемный вес грунтовой воды;

- гидростатический напор грунтовых вод на уровне низа днища

- масса днища;

F - площадь днища (по наружному контуру).

Расчетная схема балочной плиты и эпюры, возникающих в ней усилий, приведены на рис. 3.

Максимальный изгибающий момент в балочной плите днища вычисляют по формуле:

(23)

обозначения см. рис. 3.

Расчет по прочности плиты днища и ее конструирование пр водят как изгибаемого железобетонного элемента воспринимающего максимальный изгибающий момент, согласно требованиям СниП “Бетонные и железобетонные конструкции” [3] или “Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) / ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. - М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005. – 214 с.” [4]

Рис. 3. Расчетная схема балочной плиты и эпюра усилий, возникающих в ней: - расчетная нагрузка (гидростатическое давление грунта); B - пролет плиты (ширина подземного сооружения, согласно задания); R - опорная реакция балочной плиты

3.2. Ограждающие стены опертые по верху и заглубленные

нижней частью в грунт

3.2.1. Определение усилий в балочной ограждающей стене

и её конструктивный расчет

Расчетная схема балочной ограждающей стены приведена на рис.

1,б. Величину максимального активного давления грунта на стену определяют по формуле (2) или (3).

Изгибающие моменты и опорные реакции определяются как в однопролетной балке с длинной пролета равной расстоянию между верхней опорой А и нижней опорой на уровне дна котлована, т.е. h₁.

Боковое давление грунта принимают распределенным по трапеции. Распределение этого давления по ограждающей стене для связного и несвязного грунта приведено на рис. 4.

Рис. 4. Упрощенные эпюры бокового давления грунта на ограждающую стену: а - грунт несвязный, б - грунт связный.

Для определения изгибающих моментов и опорных реакций в балочной стенке рассчитывают ее на вышеприведенное загружение боковым давлением грунта и пролетом h₁. При этом расчет ведем на 1,0 метр длины стены и в расчетах принимаем класс бетона В15 и класс арматуры А400.

Конструктивный расчет балочной стены ведут согласно СНиП 2.03.01-84*[3] и [4] как изгибаемого элемента.

Конструирование стены производят исходя из этих же норм [3,4].

Полученное значение опорной реакции на верхней опоре А позволяют определить сжимающее усилие воспринимаемого распорным элементом.