Расчет подпорных стен

 

Из таблицы 3 находим значение максимального активного давления грунта .

Горизонтальная  и вертикальная составляющие максимального давления определяются по формулам ниже:

 

4. Расчет по первой группе предельных состояний подпорной стены на сдвиг.

Расчет стены производят на сдвиг по подошве и по ломаным поверхностям скольжения.

Плоский сдвиг возникает  в тех случаях, когда силы трения грунта по контакту подошвы с грунтом меньше действующих горизонтальных сил.

При расчете на сдвиг, для  грунта на уровне подошвы и ниже, используются расчетные характеристики грунта ненарушенного сложения

Стены с горизонтальной подошвой рассчитываются потрём возможным положениям плоскости сдвига к горизонтали  при следующих значениях углов (сдвиг по подошве) и глубинный сдвиг при (рис.7). Расчет подпорной стены на сдвиг производится исходя из условия п.2.63 СНиП[3]:

где,

- суммы проекций на  плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил с учетом пассивного давления грунта ка боковые грани стены;

 коэффициент условий  работы, зависящий от вида грунта;

 коэффициент надежности  по назначению сооружения, в зависимости  от класса сооружения;

и приняты в соответствия п.2 58 СНиП [3].

 

 

вертикальная составляющая расчетной нагрузки на основание;

– площадь подошвы;

горизонтальная составляющая пассивного давления Ер грунта для соответствующей линии скольжения;

угол наклона подошвы к горизонту (при горизонтальной подошве ).

Вертикальная составляющая расчетной нагрузки:

 

где

 собственный расчетный вес  стены;

расчетный вес грунта над передней и задней консолью стены.

 

расчетный вес грунта под подошвой, залегающего в, призме между подошвой и соответствующей линией скольжения:

 

 

Рисунок 7. К расчету подпорной стены на сдвиг.

4.1. Расчет на  сдвиг по подошве.

В этотом случае угол наклона плоскости и плоскости подошвы к горизонтали: . Сумма сдвигающих сил по формуле:

 

 

Сумма проекций всех расчетных  сил на вертикальную ось по формуле:

 

Расчетное горизонтальное пассивное  давление грунта на глубине , .

Угол наклона подошвы стены к горизонту . Под подошвой стены находится грунт не нарушенной структуры. Для которого °.

 

 – Условие выполняется.

4.2. Расчет на глубинный сдвиг при .

В этотом случае угол наклона плоскости и плоскости подошвы к горизонтали: . Сумма сдвигающих сил по формуле:

 

Сумма проекций всех расчетных  сил на вертикальную ось:

 

Расчетное горизонтальное пассивное  давление грунта определяем на глубине .

Равнодействующая пассивного давления:

 

приложена в центре тяжести  площади заштрихованной эпюры (рис. 7).

Угол наклона подошвы стены к горизонту .

 

 – Условие не выполняется.

4.3. Расчет на глубинный сдвиг при .

В этом случае угол наклона плоскости и плоскости подошвы к горизонтали: . Сумма сдвигающих сил по формуле:

 

Сумма проекций всех расчетных  сил на вертикальную ось:

 

Расчетное горизонтальное пассивное  давление грунта определяем на глубине .

Равнодействующая пассивного давления:

 

приложена в центре тяжести  площади заштрихованной эпюры (рис. 7).

Угол наклона подошвы стены к горизонту .

 

 – Условие не выполняется!

 

5. Расчёт по первой группе предельных состояний (по несущей способности) грунтового основания под подошвой.

Расчёт устойчивости стены  для нескального фунта по несущей  способности основания производится из условия п.2.58 СНиП [3]

Для подпорной стены это  условие можно записать в следующем  виде:

 

Где - сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось.

Определение значения по формуле можно выполнять, если соблюдается условие

 

Угол наклона к вертикали  равнодействующей внешней нагрузки на основание F определяется из условия

 от сюда ;

гдесоответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагру зки на основание на уровне подошвы.

,

,

Горизонтальная  составляющая внешней нагрузки на основание равна:

,

 

 

+

 

 м

2,85

7,64

12,72

0,75

2,5

1,3

 

 

 

, условие выполняется.

6. Расчет подпорной стены по второй группе предельных состояний. Расчет грунтового основания под подошвой стены по деформациям.

При расчетах по второй группе предельных состояний коэффициент  надежности по нагрузке принимается равным 1.

Для внецентренно нагруженных подпорных стен расчет по деформациям основания можно не выполнять согласно условию, если

 

Расчетное сопротивление  грунта определяется по формуле, с учетом таблиц 3 и 4, п. 2.41 СНиП [3]:

,

 

где принимаем равной глубине заглубления подошвы со стороны лицевой грани стены, а , так как ширина подошвы стены .

По табл. 3 СНиП [3] находим:

 

По табл. 4 СНиП [3]при находим

 

 Для вычисления давления  под подошвой стены предварительно  необходимо определить составляющие давления грунта на стену при характеристиках грунта для расчета по второй группе.

Рисунок 9. К расчету грунтового основания под подошвой подпорной стены по деформациям.

 

 

При ширине подошвы  и погонной длине стены площадь подошвы стены:

 

Момент сопротивления  площади подошвы относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести  подошвы:

 

Давление под подошвой стены, определенное по формулам:

 

 

 

 

Проверка условий:

; 

;  9,81

;  0,34

Условие выполняется.

7. Оценка полученных результатов расчета

В результате расчета все условия соблюдаются кроме расчета на сдвиг. Рекомендуется увеличить глубину заложения стенки. Стоит добавить, что под основание подпорной стены, должна быть сделана подготовка. (гравийная, щебенистая или бетонная подушка). Тем самым увеличится сопротивляемость к сдвигу, которая не учитывается в расчете.

П расчете на деформации мы сравнивали только усилия, с расчетным сопротивлением грунтов. В реальности следует вычислять совместные деформации и сравнивать их с предельным значением совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями п.2.51-2.55СНиП 2.02.01-83*.

С целью уменьшения расхода материала  стены, более рациональным в данном случае было бы использование тонкостенной подпорной стены уголкового типа, усиленную контрфорсами. Однако при использовании данного решения, нужно будет дополнительно рассчитывать прочность самой конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  используемой литературы.

1. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. Далматов Б.И., Бронин В.Н.  Основания  и фундаменты.

2. СНиП 50-101-2004. Проектирование и устройство  оснований и фундаментов зданий  и сооружений.Трегулов Г.В., Толмачёв  Э.Л., Визоргина М.В. Расчёт оснований  и фундаментных конструкций: Учебное  пособие для самомтоятельной  работы студентов заочногоотеделения. – Челябинск: изд. ЮУрГУ, 2004. –  78 с.

3. ГОСТ 25100-95 . Грунты: Классификация. – М.: Стройиздат, 1982

4. Далматов  Б.И., Бронин В.Н. Механика грунтов. Часть 1. Основы геотехники в строительстве.Учебник. – М. Издательство АСВ; СПбГАСУ, 2000

5. Бартоломей А.А. Механика грунтов. Учебное издание. Изд-во ACB. Москва, 2000.

6. Трегулов Г.В., Толмачёв Э.Л., Визоргина М.В. Расчёт оснований и фундаментных конструкций. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004.

7.Трегулов Г.В. Расчёт подпорных стен. Учебное пособие для самостоятельной работы. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002.