8. Расчет подпорных стен и стен подвалов с учетом сейсмических воздействий

8.1. Подпорные стены и стены подвалов в районах с сейсмичностью 7 и более баллов должны проектироваться с учетом требований главы СНиП II-7-81 "Строительство в сейсмических районах".

8.2. Интенсивность горизонтального давления грунта от собственного веса и от равномерно распределенной нагрузки q, расположенной на поверхности призмы обрушения, следует определять по формулам разд. 5, при этом коэффициент горизонтального давления грунта при сейсмическом воздействии * следует определять по формулам:

* = cos²( -  - )cos ( + )/cos  cos² cos( +  + )(1 + )²; (98)

z = sin ( -  - )sin( + )/cos( +  + )cos( - ), (99)

где  - угол отклонения от вертикали равнодействующей веса грунта и временной нагрузки с учетом сейсмического воздействия по формуле

 = arctg (AK₁). (100)

При расчете подпорных стен и стен подвалов произведение АК₁ следует принимать равным 0,04, 0,08 и 0,16 при расчетной сейсмичности соответственно 7, 8 и 9 баллов.

8.3. Пассивное сопротивление грунта с учетом сейсмического воздействия E*_r определяется по формуле

E*_r = (1-АК₁)Е_r, (101)

где E_r - пассивное сопротивление грунта без учета сейсмического воздействия.

8.4. Высота подпорных стен, выполненных из бетона, бутобетона или каменной кладки, при расчетной сейсмичности площадки 8 баллов не должна превышать 12 м, а при расчетной сейсмичности 9 баллов - 10 м.

Высота железобетонных подпорных стен не ограничивается.

8.5. При расположении оснований смежных секций подпорной стены в разных уровнях перепад от одной отметки основания до другой должен производиться уступами с отношением высоты к длине уступа не более 12.

8.6. При сооружении подпорных стен из вертикальных сборных элементов по верху стены следует предусматривать монолитный железобетонный пояс на всю длину секции.

8.7. Подпорные стены следует разделять сквозными вертикальными швами на секции длиной не более 15 м с учетом размещения каждой секции на однородных грунтах.

9. Расчет подпорных стен и стен подвалов на сдвиг в сложных гидрогеологических условиях

9.1. В сложных инженерно-геологических условиях (при наличии слабых прослоек или ослабленных зон в грунте, наличии грунтовых вод и др.) и при значительных нагрузках на примыкающей к подвалу территории общая устойчивость стены должна быть подтверждена расчетом на сдвиг по круглоцилиндрической поверхности.

9.2. При расчете стен подвалов центр вращения принимается в точке пересечения стены и низа перекрытия подвала. Рассматривается устойчивость грунтового массива (вместе с конструкциями), ограниченного поверхностью земли, полом подвала, стеной и дугой некоторой окружности, проведенной из принятого центра вращения (рис. 15).

Рис. 15. Расчетная схема для определения устойчивости стены подвала против сдвига по круглоцилиндрическим поверхностям

9.3. Для расчета стен подвалов рассматриваемый участок разбивается параллельными отрезками: вертикальными (без учета сейсмичности) и направленными по угол  к вертикали (с учетом сейсмичности района).

Устойчивость против сдвига по рассматриваемой кривой считается обеспеченной, если при учете сейсмического воздействия и фильтрационного давления грунтовых вод удовлетворяется следующее условие:

(102)

знак "плюс" соответствует нисходящей, а знак "минус" - восходящей ветви кривой сдвига, g_ic и g_wic - равнодействующие сил, действующих на подошву i-го элемента с учетом сейсмического воздействия:

, (103)

где g_i - суммарная сила от веса грунта, веса стены и от нагрузки на поверхности в i-м элементе (с учетом взвешивающего веса грунта ниже уровня воды):

, (104)

g_wi - вес воды в объеме между поверхностью грунтовых вод и основанием в i-м элементе; b_i - ширина элемента по нормали к его границе, м; _ic - угол между нормалью к подошве элемента и направлением действия силы:

_ic = _i  , (105)

(  - угол между подошвой элемента и горизонталью, град. (при отсутствии сейсмического воздействия _ic = _i);  - угол наклона к вертикали равнодействующих g_ic и g_wic, определяется по формуле (100); АК₁ - коэффициенты сейсмичности участка строительства, принимаемые в соответствии с указаниями разд. 8; F - равнодействующая нагрузки от надземных конструкций; _F - угол между нормалью к подошве и направлением равнодействующей нагрузки от надземных конструкций (при вертикальной нагрузке _F= 0)

tg * = tg₁/k_f; (106)

c* = с₁/k_f, (107)

где k_f - коэффициент устойчивости

k_f = k_n/m, (108)

где k_n - коэффициент надежности, принимаемый при отсутствии сейсмического воздействия не менее 1,2, при учете сейсмического воздействия - 1,5; m - коэффициент условий работы, принимаемый при отсутствии сейсмического воздействия 1, при учете сейсмического воздействия: для скальных крупно-обломочных и песчаных (кроме рыхлых) маловлажных грунтов, а также глинистых грунтов (с консистенцией I_L0,5) - 1,2; для песков рыхлых, насыщенных водой, и глинистых грунтов (с консистенцией I_L 0,75) - 0,7; для остальных грунтов - 1; tg *_F - значение tg * в подошве того элемента, в котором сила F пересекается с рассматриваемой круглоцилиндрической кривой.

9.4. При расчете на сдвиг по круглоцилиндрической поверхности коэффициенты надежности по нагрузке для грунта и конструкций принимаются равными n = 1. Определение сил g_i производят исходя из расчетного значения объемного веса _Ii грунта, слагающего соответственно i-й элемент.

Расчет следует выполнять, выявляя (при необходимости используя повторные попытки) наиболее опасную кривую, для которой значения левой части условия (102) принимают минимальными.

При расчете круглоцилиндрическую кривую следует проводить через край фундамента или ниже него, пересекая слабый слой грунта, охватывая область повышенных нагрузок, а также учитывая другие особенности участка.