Расчет устойчивости против сдвига

 

Расположение насосной станции 1-го подъёма и схема направлений взаимодействующих сил представлены на рис. 3.

Расчет устойчивости подземной части сооружения против сдвига предусматривает вычисление коэффициента запаса против сдвига k_c из следующего выражения

, (8)

где Т₂ и Т₃ – сила трения соответственно днища и боковых поверхностей колодца; Р_п и Р_а – сила соответственно пассивного и активного давления грунта.

Сила трения по днищу колодца на период строительства вычисляется из выражения

Т₂ = (Q₁ + Q₂ + Q₃) · f,

где f - коэффициент трения грунта о бетон, принимаемый равным 0,2-0,25 для глин, 0,45-0,55 для песков и 0,25-0,45 для суглинков, супесей и пылеватых песков.

Сила трения по боковой поверхности колодца Т₃ рассчитывается также, как Т₁ cучетом площади боковой поверхности:

Т₃ = h · (l₂ + l₃ + 2δ₅ +δ₆) · f₁.

Силы активного и пассивного давления грунтов на стенки колодца определяются по формулам:

P_a = E_a · l,

P_п = E_п · l.

где l – длина стенки испытывающей давление грунтов, E_a и E_п – соответственно активное и пассивное давление грунтов на 1 м длины стенки колодца в кН/м. E_a(E_п) находится из эпюры распределения напряжений по стенке колодца (рис. 3).

Полное активное давление на 1 м длины стенки для однородных по разрезу крупнообломочных и песчаных грунтов при сцеплении С=0 определяется из выражения

E_a = 0,5 ·ρ₄ · h²_i · tg²(45° – 0,5φ),

а для всех типов грунтов, обладающих сцеплением (С ≠ 0, С > 0) по формулам:

E_a = 0,5[ ρ₄ · h_i · tg²(45° – 0,5φ) – 2·С· tg(45° – 0,5φ)] ·(h_i – h_с );

,

где h_c - глубина от дневной поверхности, до которой стенка не испытывает давление со стороны грунта, обладающего сцеплением.

 

Рис. 3. Схема расчета устойчивости опускного колодца против сдвига

Сооружение считается устойчивым, если k_c больше коэффициента запаса против сдвига, представленного в табл. 4 и назначаемого в зависимости от класса капитальности сооружения.

При расчете на сдвиг круглого колодца его контур заменяют квадратом со сторонами, равными диаметру D, и расчет производят как для прямоугольного колодца.

 

Таблица 4.

 

Расчетные сочетания нагрузок и воздействий	Допускаемый коэффициент запаса при классе капитальности сооружений
I	II	III	IV
Основные	1,3	1,2	1,15	1,1
Особые	1,1	1,1	1,05	1,05

 

Задание (варианты 6-17).

 

Произвести сбор нагрузок от подземной части сооружения на основание. Рассчитать давление по подошве фундамента и сравнить с расчетным сопротивлением грунтов.

- для вариантов 6 - 11 оценить устойчивость опускного колодца против всплытия, считая, что уровень грунтовых вод находится на глубине 2 м от дневной поверхности аллювиальной террасы;

- для вариантов 12 - 17 оценить устойчивость опускного колодца против сдвига на основное сочетание нагрузок, считая, что насосная станция 1-го подъёма (сооружение II класса капитальности) расположена на косогоре, поверхность УГВ и уровня воды в водоёме располагаются на одинаковых абсолютных отметках (h₃), глубина воды со стороны водоема h₄ = 6м (рис. 3).

Сделать общий вывод о надёжности основания и устойчивости сооружения. Данные промежуточных расчетов представить по форме 2. Необходимые для расчетов параметры представлены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5.

Варианты заданий по параметрам подземной части насосной станции

1-го или 2-го подъёма

 

Параметр	Обозна-чение	Един. изм.	Варианты
6;	7;	8;	9;	10;	11;
Глубина опускного колодца	h	м
Высота днища	h1	м			2,5	2,5
Высота запаса воды в резервуаре	h2	м
Число междуэтажных перекрытий	n
Расчетное сопротивление грунтов основания	R	кПа

 

 

Таблица 6.

Подварианты заданий по параметрам и нагрузкам сооружения

и грунтов основания

 

Параметры и нагрузки	Обозна-чения	Един. изм.	Подварианты
Длина перегородки, резервуара, помещений	l1	м
Ширина помещений	l2	м
Ширина резервуара	l3	м		2,4	2,8
Толщина стен колодца	δ5	м
Толщина перегородки	δ6	м	0,5	0,6	0,7
Плотность: железобетона бетона грунта	ρ1 ρ5 ρ4	кН/м3 кН/м3 кН/м3	18,0	18,1	18,2
Угол внутреннего трения грунтов основания	φ	град
Сцепление грунтов основания	C	кПа	-	-	-
Нагрузки:
вес наземной части сооружения	N	кН
вес оборудования	Q5	кН
Нормативные нагрузки конструкций междуэтажных перекрытий	q4	кПа	3,7	3,8	3,9

Форма 2