Коэффициенты надёжности по нагрузке на период строительства

№	Нагрузки и воздействия	Обозначения	Коэф.надёжности по нагрузке
Постоянные
	Вес строительных конструкций, Н:	Стен		1,1 (0,9)
Днища
	Основное давление грунта, Па
	Дополнительное давление грунта от наклона пластов, Па
	Гидростатическое давление подземных вод, Па
	Сила трения колодца по грунту при расчёте на всплытие, Н		1,0
	Пригрузка колодца анкерами против всплытия, Н
Кратковременные
	Сила трения стен колодца по грунту при погружении, Н		1,1
	Пригрузка колодца при погружении, Н		1,0
	Сопротивление грунта под подошвой ножа при погружении колодца, Н
	Дополнительное горизонтальное давление грунта, вызываемое креном колодца, Па		1,1 (0,9)

Примечания:

1. Значение коэффициента надёжности по нагрузке указанные в скобках, должны приниматся при расчёте на погружение и всплытие, устойчивости на опрокидование и скольжение, а также в других случаях, коогда ухудшаются условия работы конструкцій.

2. При расчёте конструкций и оснований по деформациям коэффициент надёжности по нагрузке принимается равным 1.

Для колодцев, погружаемых в обводнённых грунтах без водопонижения с подводной разработкой грунта, вес стен колодца, находящихся ниже уровня воды в период погружения определяется с учётом взвешивающего действия воды.

Гидростатическое давление подземных вод следует учитываать для частей колодца, погружаемых ниже уровня подземных вод в любые грунты, независимо от способа погружения колодца. За расчётный принимается уровень подземных вод по максимальным прогнозным данным.

Горизонтальное давление грунта на колодец определяется как сумма давлений: основного - от веса грунта с горизонтальной поверхностью и с постоянной на ней нагрузкой, с учётом влияния сил трения, действующих на боковой поверхности колодца, и дополнительного – от наклона пластов и возникающего при кренах погружаемого колодца .

Для колодцев, погружаемых ниже уровня подземных вод, значение общего горизонтального давления определяется как сумма давлений (основного и дополнительного) грунта и гидростатического давления подземных вод, при этом основное давление грунта определяется с учётом взвешивающего действия воды.

Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды определяется по формулам (4.1):

(4.1)

где - удельный вес частиц грунта, который в среднем может быть принят:

- для песка 26,6 кН/м³;

- для супеси и суглинка 27,0 кН/м³;

- для глин 27,4 кН/м³;

- удельный вес воды, 10 кН/м³;

е – коэффициент пористости;

- удельный вес сухого грунта, кН/м³;

n - пористость, %.

Значение основного давления грунта на колодец определяется как активное давление грунта на цилиндрическое ограждение (формула 4.2):

, (4.2)

где К_р – коєффициент, учитывающий дополнительное давление грунта, возникающее в результате действия сил трения (определяется по Рис. 4.1);

- активное давление грунта на гладкое цилиндрическое ограждение:

, (4.3)

где γ - удельный вес грунта;

r - наружный диаметр круглого в плане колодца или условный радиус для некруглых колодцев (см. Рис. 4.2).

Рис. 4.1. Зависимость коэффициента К_р от h/r

φ – угол внутреннего трения грунта, град;

; (4.4)

; (4.5)

где h - расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения;

q - равномерно распределённая нагрузка, Н/м²;

С – сцепление грунта, Па;

К – коэффициент, учитывающий уменьшение сцепления грунта в результате сдвига в призме обрушения.

Рис. 4.2. Схема к определению условного радиуса некруглых в плане колодцев

В зависимости от консистенции грунта значение К рекомендуется принимать:

при:	К=0,22
	К=0,25
	К=0,29
	К=0,65

 

может быть определено по формуле:

, (4.6)

где – функции, зависящие от угла внутреннего трения φ и коэффициента n (определяется по Рис. 4.3, 4.4, 4.5)

 

Рис. 4.3. Определение значений:

а) n – от h/r; б) F₁ – от n

Рис. 4.4. Определение значений от n

Рис. 4.5. Определение значений от n

Если колодец погружается в грунт с разнородными напластованиями, то при расчёте удобнее грунт залегающий выше расчётного сечения, заменять на эквивалентный слой, с приведённым значением удельного веса. Высота эквивалентного слоя определяется по формуле:

, (4.7)

где - полный вес, лежащих выше слоёв грунта;

γ – удельный вес грунта рассматриваемого слоя.

Коэффициент неравномерности К _и давления грунта по периметру колодца в период его погружения, определяется из выражения (4.8):

, (4.8)

где – определяются для глубины , где – проектная глубина погружения колодца, – высота ножевой части колодца или расчётного пояса.

Значение К _и для колодцев, погружаемых без рубашки, следует принимать не менее 1,25.

Дополнительное давление грунта, вызываемое наклоном пластов, определяется из выражения (4.9):

, (4.9)

где α – коэффициент, принимаемый в зависимости от угла наклона пластов Ψ:

Ψ, рад	0,139	0,175	0,262	0,349	0,437	0,524
α	0,02	0,06	0,15	0,25	0,37	0,50

 

Дополнительное давление , нагружая колодец с одной стороны, вызывает симметричный отпор грунта с противоположной стороны.

Для круглых в плане колодцев эту нагрузку рекомендуется принимать изменяющейся в плане по наружному контуру по закону косинуса, т.е. (см. Рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема, характеризующая распределение основного и дополнительного давления грунта

Дополнительное давление грунта, обусловленное наклоном пластов, нагружая колодец с одной стороны, вызывает симметричный отпор грунта с противоположной стороны.

Дополнительное давление грунта, вызываемое кренами колодца, можно определить по формулам ВНИИГС:

- для круглого колодца:

, (4.10)

- для прямоугольного колодца:

, (4.11)

где - расчётное значение веса опускного колодца при погружении;

- коэффициент надёжности погружения, обычно принимаемый равным 1,15;

a и b – наибольшая и наименьшая стороны прямоугольного колодца;

- расчётная сила трения грунта выше ножевой части колодца, определяемая для глубины через удельную силу трения грунта t по боковой поверхности колодца из выражения:

, (4.12)

здесь - коэффициент условий работы, принимаемый: 1,2 – для плотных песков с гравием или щебнем и 1,0 для остальных грунтов;

- площадь поверхности ножевой части колодца или І расчётного пояса, м².

Для колодцев, с очертанием в плане отличным от окружности, при определении удельной силы трения грунта по боковой поверхности стен колодца в период погружения условный радиус принимается равным расстоянию от оси колодца до наиболее удалённой точки наружной поверхности (см. Рис. 4.2).

Расчётное значение силы трения по боковой поверхности стен колодца при его погружении определяется выражением:

, (4.13)

где u - наружный периметр колодца, м;

- удельные силы трения, соответствующие промежуткам деления высоты погружения колодца h и определяемые по формуле (4.12);

- глубина погружения колодца, м;

n - число промежутков деления .

При расчёте колодца на всплытие сила трения грунта на боковой поверхности стен колодца принимается равной половине силы , определяемой по формуле (4.13), т.е.:

, (4.14)

Пригрузка колодцев при их погружении применяется при соответствующем технико-экономическом обосновании и может осуществляться грузами или с помощью домкратов и анкерных устройств.

Сопротивление грунта под ножом при погружении колодца определяется по формуле:

, (4.15)

где - площадь подошвы ножа, м²;

- предельная нагрузка на основание, Н/м², определяется в зависимости от относительного заглубления ножа в грунт h/b (здесь h – глубина погружения ножа в грунт, отсчитываемая от уровня грунта в колодце; b – ширина банкетки).

Для начального периода погружения при 0≤ h/b ≤0,5

, (4.16)

где - коэффициенты, являющиеся функцией угла внутреннего трения φ и определяется по Табл. 4.2.

- вертикальное равномерно распределённое давление грунта, расположенного выше банкетки ножа опускного колодца, Н/ м²;

γ – удельный вес грунта, расположенного ниже банкетки опускного колодца, Н/ м³.

Табл. 4.2

Значения коэффициентов

	1,4	3,0	9,3
	1,7	3,6	10,4
	1,3	4,4	11,7
	2,0	5,3	13,2
	3,8	6,5	15,1
	3,9	8,0	17,2
	4,8	9,8	19,8
	6,0	12,3	23,2
	8,8	15,0	25,3
	10,3	19,3	31,5
	14,8	24,7	38,0
	19,2	32,6	47,0
	26,0	41,5	55,7
	37,1	54,8	70,0
	50,1	72,0	84,7

При погружении в грунт на глубину, когда 0,5≤h≤1.5,

, (4.17)

где - коэффициент, зависящий от угла внутреннего трения грунта и относительного заглубления банкетки ножа (определяется по Табл. 4.3).

Табл. 4.3

Значение коэффициента

0,5	1,0	1,5
	14,0	21,8	36,3
	17,5	29,4	48,5
	22,5	34,8	58,9
	29,2	45,2	76,2
	41,7	59,0	99,0
	52,7	79,5	138,0
	72,0	105,0	177,0
	98,5	146,2	242,0
	137,0	204,0	331,0
	200,0	295,0	472,0
	285,0		667,0

Расчётное сопротивление грунта под днищем колодца определяется в соответствии с ДБН В.2.1 – 10 – 2009.

Нагрузки и воздействия, возникающие в условиях эксплуатации колодцев и соответствующие им коэффициенты надёжности по нагрузке должны приниматься по Табл. 4.4.

Табл. 4.4.

Поиск по сайту: