Меню

Определение активного давления грунта на стену подвала

Приложение нагрузки от давления грунта на стены подвала

В версии САПФИР 2020, появилась возможность автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на подпорные стены и стены подвала.

Рассмотрим процесс приложения нагрузки от давления грунта на стены подвала здания с монолитным железобетонным каркасом.

Общие положения расчёта давления грунта на стены подвала

Определять величину давления грунта на стены подвала, следует выполнять в соответствии с указаниями Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов, раздел 5 Давление грунта.

В общем случае, существует три вида давления грунта на вертикальные поверхности (стены подвала):

  1. Горизонтальное активное давление от собственного веса;
  2. Дополнительное горизонтальное давление грунта, обусловленное наличием грунтовых вод;
  3. Горизонтальное давление от равномерно распределённой нагрузки, расположенной на поверхности призмы обрушения;

Возможные схемы давления грунта, изображены на рисунке:

В ПК САПФИР, реализован алгоритм автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на вертикальные и наклонные поверхности. Кнопка вызова диалогового окна, находится на вкладке «Создание»:

Помимо ввода необходимых исходных данных, в диалоговом окне, также, есть возможность выбрать загружения, к которым будут относиться создаваемые нагрузки от давления грунта, а также, вывести на экран результат определения значения самой нагрузки, до момента её приложения.

Ввод исходных данных для вычисления нагрузки от давления грунта

Ввод данных о создаваемых загружениях

В полях диалогового окна, следует ввести наименования загружений для трёх видов нагрузок:

  • Активное давление от собственного веса;
  • Дополнительное давление от грунтовых вод;
  • Давление от нагрузки на поверхности грунта;

Дополнительно, можно настроить приложение нагрузки с тыльной стороны стены.

Ввод данных для создания активного давления от собственного веса грунта

Планировочная отметка — уровень поверхности грунта относительно нуля здания;

Удельный вес, угол внутреннего трения, удельное сцепление грунта, принимаются как для грунта обратной засыпки.

Дополнительные указания даны в п.5.1-5.3 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Коэффициент надёжности по нагрузке, принимается равным 1.15, согласно Табл. 7.1 СП 20.13330.2016.

Угол наклона расчётной плоскости принимается исходя из конструктивных и объёмно-планировочных решений. Для вертикальной стены принимать равным 0.

Угол наклона поверхности грунта, принимать в соответствии с разделом ПЗУ (План земельного участка), в части схемы организации рельефа.

Угол трения грунта на контакте с расчётной плоскостью, принимается согласно п.5.6 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов: для гладкой стены — 0, шероховатой — 0.5*φ, ступенчатой — φ.

Ввод данных для создания дополнительного давления от грунтовых вод

Коэффициент пористости грунта определяется по таблицам приложения Б СП 22.13330.2010, в зависимости от характеристик c, φ, E грунта обратной засыпки.


Влажность грунта — если обратная засыпка выполняется местным грунтом, то, допускается принимать влажность по результатам инженерно-геологических изысканий. Если, при засыпке, применяется привозной грунт, то, рекомендуется приводить в общих указаниях проектных решений, производить обратную засыпку грунтом оптимальной влажности. Наиболее подходящий грунт, для обратной засыпки — песок.

Оптимальная влажность устанавливается согласно ГОСТ 22733-2002 Грунты. Методы лабораторного определения максимальной плотности. Справочные значения, оптимальной влажности грунтов, содержатся в документе ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух, в таблице 2.1

Таблица 2.1 ТР 73-98

Наименование грунта Оптимальная влажность, % Коэффициент «переувлажнения»
Пески пылеватые, супеси лёгкие крупные 8-12 1.35
Супеси лёгкие и пылеватые 9-15 1.25
Супеси тяжёлые пылеватые, суглинки лёгкие и лёгкие пылеватые 12-17 1.15
Суглинки тяжёлые и тяжёлые пылеватые 16-23 1.05

Коэффициент надёжности по нагрузке w, принимается равным 1.1, согласно п.5.9 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Читайте также:  Как изменяется температура плавления льда при повышение давления до 2200

Ввод данных для расчёта давления от нагрузки на поверхности грунта

Нагрузка на поверхности грунта q, для жилых и административных зданий, определяется в соответствии с СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений:

Указания по определению нагрузок от подвижного транспорта даны в п.5.11-5.15 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Привязка нагрузки — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равной 0.

Коэффициент надёжности по нагрузке — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равным 1.

Источник

Активное давление грунта на стенку подвала

При возведении конструкции, в котором планируется обустройство подвала, проектировщики сталкиваются с таким вопросом, как влияние грунта на подпорные стенки. Иными словами, на стены подвала и фундамент со стороны почвы создается дополнительное давление. Если не учитывать эту проблему и оставить без должного внимания, то дальнейшая эксплуатация сооружения может быть небезопасной. В результате появятся трещины в основании, что приведет к постепенному разрушению всего сооружения. Для устранения проблемы существует несколько методов, например, применение специальных стройматериалов с математическим расчетом величины давления.

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

Какой именно материал применить для сооружения подвального помещения или цоколя? При возведении здания используются надежные и долговечные материалы. К таким относятся:

Очень прочный материал, который широко применяется для всех видов строительной конструкции: основания, стен, перекрытия. Выполняет сразу несколько функций, его используют для заполнения пустот, наносят в качестве изоляции. При использовании материала нужно следить за тем, чтобы в его состав не попадала грязь или земля, иначе бетон потеряет свою прочность.

Экологически чистый, долговечный, водостойкий, кроме того, обладает привлекательным внешним видом. Однако, камень трудно обрабатывать, для создания конструкций понадобится помощь хорошего специалиста. Высокая цена материала зачастую отпугивает потенциальных покупателей. Камень удачно сочетается с другими строительными материалами.

Применяется при возведении зданий любой формы. Легкий, прочный и надежный. С помощью кирпича подчеркивают индивидуальность сооружения, выкладывая незамысловатые узоры. Однако, кирпич со временем подвергается негативному влиянию окружающей среды, например, сырость и влага. Поэтому наружные стены из кирпича нужно защитить путем нанесения краски, штукатурки. В местах, которые находятся непосредственно в земле, необходимо обустроить гидроизоляцию.

Конструкции из такого материала наиболее прочные. Сочетание металлических элементов и бетона делают здание долговечным. Недостатком ЖБК является их большой вес. Поэтому, при работе с плитами и блоками необходимо быть особенно внимательными, чтобы не травмироваться.

Совет. Выбор материала для подпорных стен зависит от технико-экономических показателей, срока эксплуатации сооружения, условий выполнения строительно-монтажных работ, наличия стройматериалов и необходимой техники.

Особенности укладки фундаментных стен для устойчивости при давлении грунта

Здание возводится на долгие годы, поэтому основание под ним должно быть прочным и устойчивым не только к вертикальной нагрузке, но и к давлению со стороны.

Важно! Чем глубже фундамент, тем выше давление грунта на стенки подвала.

Чтобы конструкция выдержала влияние грунта, применяют бетон М400 и М450. В этом случае получается монолитное сооружение. При создании временной постройки, например, погреба, разрешается использовать марки 100 и 200. При самостоятельном изготовлении фундамента, слои бетона следует увлажнять (заливать) водой и утрамбовывать для увеличения прочности подушки.

При возведении кирпичных стен, каждый элемент необходимо слегка постукивать по поверхности. Таким образом проводят усадку кирпича, увеличивая плотность прилегания, не давая образовываться воздушным пробкам. Крепость стен улучшается, а значит, усиливается сопротивляемость строения к активному влиянию грунта. Подпорные стены подвалов рекомендуется выполнять из обожженного красного кирпича. Силикатный материал в создании подвальных помещений лучше не применять.

Читайте также:  Какой препарат можно принимать беременным при повышенном давлении

При монтаже железобетонных конструкций рекомендуется устанавливать монолиты таким образом, чтобы одна часть располагалась снаружи, а другая в грунте. Все щели затем заполняются бетоном. Такой способ строительства дома позволяет значительно укрепить основание, выдержать вес конструкции и негативное влияние почв.

Расчет давления грунта на стену подвала

При закладке фундамента главным фактором надежности и долговечности считается точное определение величины бокового давления грунта на опорные стены. Нагрузка на конструкцию подвального помещения зависит от его глубины заложения. Чтобы определить величину давления на опорные стенки (от окружающего грунта) используют Пособие к СНиПу 2.09.03-85. Различают несколько видов нагрузки:

  • активная (от собственного веса);
  • влияние грунтовых вод;
  • давление в местах призмы обрушения.

Формула расчета давления грунта на стену подвала

Величина давления почвы вычисляется по формуле:

σh= γгр h tg²(45 – φ/2), где

  • γгр — средняя плотность грунта;
  • h — глубина грунта от нулевого уровня земли;
  • φ — угол внутреннего трения грунта.

Постройка здания вручную занимает достаточно времени и сил. Чтобы затраты не были напрасны, необходимо заранее подготовить проект будущего сооружения, провести необходимые расчеты. И начинать следует с определения расчетной величины бокового давления грунта на фундаментные стенки подвала. Необходимо иметь представление о почвах в месте строительства объекта, уровне грунтовых вод, местных условиях климата. При самостоятельном планировании строительства дома, лучше предварительно ознакомиться со способами закладки фундамента, используя соответствующую литературу.

Источник

7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОГО И ПАССИВНОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА НА СТЕНЫ

7.2.1. Общие положения

Давление грунта на стены зависит от их конструктивных особенностей (наклона и жесткости стены, наличия разгружающих элементов и т.д.), от свойств грунта, взаимодействующего со стеной, от величины и направления перемещений, поворота и прогиба стены [2].

Активное давление грунта σa реализуется при смещении стены от грунта и соответствует минимальному значению давления. Пассивное давление грунта σр реализуется при смещении стены на грунт и соответствует максимальному значению давления. При отсутствии перемещений стены реализуется давление покоя σ . Изменение давления грунта в зависимости от перемещения стены и представлено на рис. 7.6.

7.2.2. Характеристики грунта, используемые при определении давления грунта

На стенки действует боковое давление грунта нарушенного сложения. Характеристики этого грунта выражаются через соответствующие характеристики грунта ненарушенного сложения следующими соотношениями [3]:

где γI, φI, cI, γII, φII, cII — соответственно удельный вес, угол внутреннего трения и удельное сцепление грунтов ненарушенного сложения для расчетов по первой и второй группам предельных состояний, определяемые в соответствии со СНиП 2.02.01-83.

7.2.3. Активное давление грунта

А. НЕСВЯЗНЫЙ ГРУНТ

В случае свободной от нагрузки наклонной поверхности засыпки и наклонной тыловой грани стены горизонтальная σah и вертикальная σav составляющие активного давления грунта на глубине z (рис. 7.7) определяются по формулам [3, 4]:

где γ — расчетное значение удельного веса грунта; α — угол наклона тыловой грани стены к вертикали, принимаемый со знаком плюс при отклонении от вертикали в сторону стены; δ — угол трения грунта на контакте со стенкой, принимаемый для стен с повышенной шероховатостью равным φ , для мелкозернистых водонасыщенных песков и при наличии на поверхности вибрационных нагрузок равным 0, в остальных случаях равным 0,5 φ (здесь φ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта); λa — коэффициент активного давления грунта:

Читайте также:  Тошнота низкое давление перед месячными

здесь ρ — угол наклона поверхности грунта к горизонту, принимаемый со знаком плюс при отклонении этой поверхности от горизонтали вверх: |ρ| ≤ φ .

В частном случае для гладкой вертикальной тыловой грани и горизонтальной поверхности грунта коэффициент активного давления вычисляется по формуле

Равнодействующие горизонтального Еah и вертикального Eav давлений грунта для стен высотой Н определяются как площади соответствующих треугольных эпюр давлений (рис. 7.7) по формулам:

Б. СВЯЗНЫЙ ГРУНТ

Горизонтальная σ’ah и вертикальная σ’av составляющие активного давления связного грунта на глубине z (см. рис. 7.7) определяются по формулам:

где σch — давление связности:

здесь с — удельное сцепление грунта;

Если значение K , вычисленное по формуле (7.10), меньше нуля, в расчетах принимается K = 0.

В частном случае при горизонтальной поверхности засыпки ( ρ = 0) и вертикальной задней грани ( α = 0) (или расчетной плоскости) горизонтальная составляющая активного давления грунта на глубине z определяется по формуле

Равнодействующая горизонтального Еah и вертикального Eav давлений грунта для стен высотой Н (см. рис. 7.7) определяется по формулам;

В. ДАВЛЕНИЕ НА СТЕНЫ ОТ НАГРУЗКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПКИ

Сплошная равномерно распределенная нагрузка q (рис. 7.8, а). Горизонтальная σqh и вертикальная σqv составляющие активного давления грунта от этой нагрузки на глубине z для связных и несвязных грунтов определяются по формулам:

Сплошная (на всей призме обрушения) равномерно распределенная нагрузка q , приложенная на расстоянии а от стены (рис. 7.8, б). Горизонтальная σqh и вертикальная σqv , составляющие активного давления грунта от этой нагрузки определяются при za/(tgα + tgΘ) по формулам (7.14) и (7.15), а при 0 ≤ za/(tgα + tgΘ) (где Θ = 45° – φ /2) σqh = σqv = 0.

Полосовая (ширина полосы b ) нагрузка q , приложенная в пределах призмы обрушения на расстоянии а от стены (рис. 7.8, в). Горизонтальная σqh и вертикальная σqv составляющие активного давления грунта от этой нагрузки определяются при a/(tgα + tgΘ) ≤ z ≤ (a + b)/(tgα + tgΘ) по формулам (7.14) и (7.15), а при 0 ≤ za/(tgα + tgΘ) и z > (a + б)/(tgα + tgΘ), σqh = σqv = 0.

При расчете подпорных стен давления от нагрузок на поверхности засыпки, вычисленные по формулам (7.14) и (7.15), добавляются к давлениям от грунта, вычисленным по формулам (7.1), (7.2) и (7.7), (7.8).

Г. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА НА УГОЛКОВЫЕ ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ

Для уголковых подпорных стен активное давление грунта на условную поверхность определяется по двум возможным вариантам:

  • – для длинной опорной плиты в предположении образования симметричной призмы обрушения (рис. 7.9, а, условная поверхность ab );
  • – для короткой опорной плиты — несимметричной призмы обрушения (рис. 7.9, б, условная поверхность abc ).

В обоих случаях вес грунта, заключенного между условной поверхностью и тыловой поверхностью стены, добавляется к весу стены в расчетах на устойчивость, которые выполняются так же, как и для массивных стен: α = Θ = 45°— φ /2; δ = φ .

7.2.4. Пассивное давление грунта

При горизонтальной поверхности грунта и равномерно распределенной нагрузке на поверхности горизонтальная σph и вертикальная σpv составляющие пассивного давления на глубине z от поверхности определяются по формулам:

где q — нагрузка, равномерно распределенная на поверхности; λph — коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления, определяемый при горизонтальной поверхности грунта по формуле

Источник

Adblock
detector