4.2. Расчет основания по второй группе предельных состояний.

Для определения расчетного сопротивления основания предварительно находим коэффициенты: γ_c1 = 1,25; γ_c2 = 1,0; k = 1,0.

При φ_II = 34° М_γ = 1,55, М_q = 7,22, M_c = 9,22.

Тогда

R =  [M_γbγ_II + M_qd₁γ´_II + (M_q – 1)dbγ´_II + M_cc_II] =

=  (1,55 · 1,9 · 16,5 + 7,22 · 0,5 · 16,5 + 9,22 ·17) = 275,9 кПа.

При вычислении R за величину d₁ принято заглубление подошвы стенки со стороны лицевой грани; величина d_b = 0.

Вычисляем напряжения под подошвой стены, для чего предварительно определяем составляющие давления грунта на стену при характеристиках грунта для расчета по второй группе предельных состояний:

δ = φ´_II = 37°; ε = Θ = 45° – φ´_II /2 = 45° – 37/2 = 26°30´.

Коэффициент активного давления грунта, вычисленный по формуле (14):

Горизонтальные и вертикальные составляющие активного давления от веса грунта и от распределенной нагрузки на поверхности определяем аналогично предыдущему при γ_f = 1:

σ_ah = γ_f γ'_II h_c λ_a = 16,5 · 1 · 1,8 ∙ 0,26 = 7,722 кПа;

σ_av = σ_ah tg (α + δ) = 7,722 tg (63,5°) = 15,488 кПа;

σ_qh = γ_f q^н λ_a = 1∙10∙0,26 = 2,6 кПа;

σ_qv = σ_qh tg (α + δ) = 2,6 ∙2,006= 5,215кПа;

Равнодействующие горизонтального и вертикального давления грунта составят:

E_ah = σ_ahh_c/2 = 7,722∙1,8/2 = 6,95 кН;

E_av = σ_avh_c/2 = 15,488∙1,8/2 = 13,94 кН;

E_qh = σ_qhh_c = 2,6∙1,8 = 4,68 кН;

E_qv = σ_qvh_c = 5,215 · 1,8 = 9,387 кН.

Сумма проекций всех сил на вертикаль

F_v = ΣF_vi = G_w +ΣG_g + E_av + E_qv = 51+27,24+13,94+9,384 = 101,564 кН.

Сумма моментов всех вертикальных сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы,

Х_с=(a·h·a·0,5+h·0,5·b·(a+b/3))/(a·h+0,5·h·b)= =(1,68·0,47·0,5·0,47+0,5·1,68·0,89(0,47+0,89/3))/(0,47·1,68+0,5·1,68·0,89)=0,49 м

Сумма моментов всех горизонтальных сил относительно той же оси

Y_c=(a·h·a·0,5+h·0,5·b·(h/2+h/3))/(a·h+0,5·h·b)==(0,7896·1,68·0,5+

0,7476·1,68/3)/ 1,5372=0,7 м

По рис. 3 находим необходимые длины:

l₁=0,8 м

l₂=0,53 м

l₃=0,3 м

l₄=0,08 м

l₅=0,653 м

l₆=0,505 м

ΣM_vi = q₁ L₁ + q₂ L₂ + q₃ L₃ + q₄ L₄ + E_av L_B + E_qv L₅=

=1,881·0,8+18·0,53+33·0,3+25,36·0,08+13,94·0,653+9,387·0,505=36,82kH·м

ΣM_hi = E_ah z₁ + E_qh z₂=6,95·1,8/3+4,68·1,8/2=8,382kH·м

Вычисляем давления под подошвой стены:

e=M₀/F_v=45,202/101,564=0,445 м

C₀=0,5B-e=0,5·1,9-0,445=0,505 м

= F_v /3С₀  = 101,564/(3 · 0,505)=67,04 кПа;

p_max = 67,04 кПа < 1,2 R = 1,2 · 275,9 = 331,08 кПа;

Из расчета по деформациям принятая ширина подошвы стены подходит.

3. Контрольные вопросы

1. Типы и конструктивные решения подпорных стен.

2. Материалы конструкций подпорных стен.

3. Области применения и назначение подпорных стен.

4. Типы грунтов используемых в качестве засыпки пазух стен.

5. Виды расчетов подпорных стен.

6. Факторы, влияющие на конфигурацию призмы обрушения грунта.

7. Схема действия сил на подпорную стену (опрокидывающие и удерживающие силы, сдвигающие и удерживающие силы).

8. Значения угла β (угол наклона поверхности скольжения подошвы стены к горизонту) при расчете стены против сдвига.

9. Суть расчета основания по деформациям.

10. Внутренние силовые факторы, определяемые при расчете подпорных стен.

11. Меры повышения устойчивости подпорной стены против опрокидывания.

12. Меры повышения устойчивости подпорной стены против сдвига по подошве без увеличения массы стены.