m1009

Рис. 3.2. Схема для проверки прочности слабого подстилающего слоя

3.4. Расчет основания по несущей способности

Расчет основания по несущей способности грунта под подошвой напорной станции производится исходя из условия

где γс – коэффициент условия работы, γс = 0,9; γп – коэффициент надежности, γn = 1,2; NI – расчетная нагрузка на основание, кН, которая равна:

где T II – нормативное значение суммы всех сил трения по бо-

11

где u – периметр сечения насосной станции по наружным размерам, м; fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности ствола опускного колодца, кПа, принимается по табл. 3.3 [4] (при определении расчетных сопротивлений грунтов по боковой поверхности пласты грунтов следует расчленять на однородные слои толщиной не более 2,0 м); hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью опускного колодца.

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания определяется по формуле

где b и l – ширина и длина подошвы опускного колодца соответственно, м; Nγ, Nq, Nc – безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по табл. 3.2; γI – удельный вес грунта, кН/м3; d – глубина заложения опускного колодца, м; γ – удельный вес грунта по боковой поверхности, принять равным 20 кН/м3; сΙ – удельное сцепление, кПа; ξγ, ξq, ξc – коэффициенты формы площади подошвы опускного колодца, определяемые по формулам:

12

4.Расчет опускного колодца на строительные нагрузки

4.1.Проверка достаточности веса колодца для его опускания

где Gk – расчетный вес колодца, определяемый с учетом взвешивающего действия воды, кН, по формуле

где H0 – высота колодца от обреза до его подошвы, м; b, l – длина меньшей и большей сторон колодца по его наружным граням соответственно, м; t – толщина стен колодца, м; γб, γw – удельный вес железобетона и воды соответственно, кН/м3; Ттр – сила трения грунта по боковой поверхности колодца, кН, определяемая как

Вформулу (4.3) входят те же параметры, что и в формулу (3.15).

Вслучае невыполнения условия (4.1) возможно применение следующих мероприятий (по отдельности или в сочетаниях):

– временная пригрузка колодца на последних стадиях его погружения;

– увеличение толщины стен колодца;

– погружение колодца с применением смазки наружных стен раствором глины.

Для уменьшения сил трения по боковой поверхности колодца при его опускании от контакта с массивом грунта применяется смазка (так называемая тиксотропная рубашка), состоящая из глинистого раствора текучей консистенции. Им заполняется щель между стенкой колодца и окружающим грунтом (ножевую часть колодца делают с небольшим выступом по всему периметру шириной от 10–15 см). При использовании в проекте тиксотропной рубашки действие сил трения по боковой поверхности учитывается только по поверхности консоли ножа, а трение в пределах рубашки принимают равным нулю. Для восстановления сил трения стен колодца с массивом грунта глинистый раствор из зазора вытесняют цементно-песчаным.

13

14

как балка, жестко защемленная с двух сторон (рис. 4.2). Строится эпюра моментов методом строительной механики, и определяются численные значения опорного и пролетного моментов. По найденным моментам необходимо определить сечение толщины стены колодца.

MI,пр

Рис. 4.2. Эпюра моментов

По вычисленным моментам определить необходимую тол-

где Rbt – сопротивление бетона класса B25, Rbt = 1 050 кПа.

4.3. Расчет стены колодца на растяжение при опускании

При опускании колодца может создаться такое положение, когда в верхней части силы трения могут оказаться большими, чем в нижней. Тогда возникает необходимость проверить стенки на растяжение в вертикальной плоскости по сечению на расстоянии (0,5…0,65)(Н0 – 0,5) от низа колодца. Расчетная схема стены колодца на растяжение при опускании приведена на рис. 4.3.

15

Рис. 4.3. Расчетная схема стены колодца на растяжение при опускании

где GΙ – вес колодца при 0,65(Н0 – 0,5) от низа колодца, кН, GΙ = 0,65G3 (G3 – вес опускного колодца); Aб – площадь поперечного сечения опускного колодца, м2; Rs – сопротивление арматуры класса А400, равное 350 МПа; Аs – площадь сечения арматуры, м2, в курсовой работе необходимо задаться суммарной площадью арматуры, обеспечивающей соблюдение условия (4.8).

4.4. Проверка колодца на всплытие

Данную проверку делают для случая, когда колодец в тиксотропной рубашке опущен на проектную отметку, уложена подушка подводного бетона и откачана вода из внутренней полости колодца. Проверка устойчивости колодца против всплытия [5] выполняется по формуле

16

где G'k – вес колодца с опорной подушкой при откачанной изнутри воде, кН, определяется как

Т'тр – сила трения по боковой поверхности ножевой части колодца, определяемая по формуле

hw – расстояние от низа опорной подушки до уровня грунтовых вод, м; γw – удельный вес воды, кН/м3; А – площадь подошвы колодца в основании, м2.

Для колодцев, опускаемых в тиксотропной рубашке, при невыполнении условия (4.9) следует предусматривать замену глинистого раствора цементным. В этом случае при определении силы трения по боковой поверхности колодца в пределах тиксотропной рубашки по формуле (4.3) расчетное сопротивление f принять равным 1,5 кН/м2.

Библиографический список

1.ГОСТ 25100–95. Грунты. Классификация. М., 1982. 43 с.

2.СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03–84*. М., 2011. 346 с.

3.СП 22.13330.2011. Основание зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83*. М., 2011. 160 с.

4.Смолин Ю.П., Бессонов В.В. Основания и фундаменты промышленных и гражданских сооружений: Метод. указ. к курсовой работе для студентов заочной формы обучения. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2012. 47 с.

5.Основания и фундаменты транспортных сооружений: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта / В.И. Пусков, А.М. Караулов, Ю.П. Смолин, К.В. Королев, М.Я. Крицкий; Под ред. А.М. Караулова. М., 2008. 293 с.

17

Окончание табл. П1

19

19

20