2. Расчетно- конструктивные решения несущих ограждающих стен

2.1. Выбор расчетной схемы, проверка устойчивости и определение усилий в ограждающей стене

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.

0,2h₁=2.4м,

0,6h₁=7.2м,

_{0.75Ϭ аh1 =6.73МПа}

S_{трапеции}=1/2*(11.5+7.2)*6.73=62.93

62.73/12=5.244; получаем прямоугольник со сторонами 12 и 5.244

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 1,0метр 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.

2. Расчет и конструирование ограждающей стены

Бетон тяжелый класса В20

Толщина стены 0,6 м.

Рассматриваемый участок шириной 1 м

Арматура А400,

Принимаем в качестве арматуры каркаса:

вертикальная рабочая 4 ∅32 А400, А=32,17 см²;

горизонтальная конструктивная ∅8 А400.

2.3. Расчет и конструирование днища

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

Гидростатическое давление грунтовой воды на днище определяют по формуле

где - объемный вес грунтовой воды;

- гидростатический напор грунтовых вод на уровне низа днища

();

- масса днища;2

- площадь днища (по наружному контуру).

кН/м

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

Максимальный изгибающий момент в балочной плите днища вычисляют по формуле:

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

Бетон тяжелый В20, .

Толщина днища 1,0 м.

Арматура А400, .

Принимаем в качестве арматуры днища 8∅25 А400, . Конструктивно ∅6 А400.

Несущую способность буровых анкеров определяют приближенным способом, исходя из условия:

где - расчетная нагрузка на анкер определяемая как опорная реакции в верхней опоре, при расчете ограждающей стены; - несущая способность анкера.

Расчетные схемы трех видов грунтовых анкеров приведены на рис. 4.

Рис. 4. Расчетные схемы грунтовых анкеров: инъекционного анкера.

Несущая способность инъекционного анкера (рис.4) определяется суммой расчётных сопротивлений грунта по боковой и лобовой () поверхностям. При этом длина рабочей части анкера задаётся, а расчётный радиус рабочей части определяется по формуле:

где V - объём закачанного раствора (принимаем 0,8 м³); ε- коэффициент пористости грунта; ι- длина рабочей зоны (принимаем 2,5 м).

Установив радиус рабочей части R, определяем несущую способность инъекционного анкера, просуммировав

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности определяется по формуле

где k- коэффициент однородности грунта, равный 0,6; m - коэффициент условной работы, принимаемый по приложению 5; - периметр рабочей части анкера или инъекционной зоны, определяемый по радиусуR (см. рис. 5); - нормативное сопротивление грунта по боковой поверхности, принимаемое в соответствии со СНиП 2.02.03-85, приведенное в приложении;- толщинаi-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью рабочей части анкера.

Несущая способность грунта основания по лобовой поверхности анкера определяется по формуле:

где и- см. Выше;А, В- безразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости от нормативного значения угла внутреннего трения грунта в рабочей части (прилегающего к лобовой поверхности уширения); приведены в приложении 6; Cⁿ- нормативное значение удельного сцепления грунта в рабочей зоне анкера (согласно заданию); γ- объёмная масса грунта; h- глубина заложения центра уширения от дневной поверхности (от планировочной отметки); F- рабочая площадь уширения, за вычетом площади сечения тяги.

Р=126,95+882=1008,95

234,38<1008,95.

В качестве распорок конструктивно принимаем трубы прямошовные по ГОСТ 10704-91 102×4 мм. Принимаем 4 распорки с шагом 5 м.