Приложение нагрузки от давления грунта на стены подвала

Теги: #САПФИР #нагрузки #грунт

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

Расчётная модель цокольного этажа здания с нагрузками от давления грунта

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):

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

Возможные схемы давления грунта, изображены на рисунке:

Схема давления грунта
а – от собственного веса и давления воды; б – от сплошной равномерно распределённой нагрузки; в – от фиксированной нагрузки; г – от полосовой нагрузки

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

Кнопка вызова диалогового окна, приложения нагрузки от давления грунта. Диалоговое окно

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;

Совет: без лишней необходимости, предложенные наименования следует оставить без изменений. Существует, также возможность, приложить все вышеперечисленные нагрузки в одном загружении.

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;

При вводе данного параметра, следует ориентироваться на положение ЛСК в модели, в режиме ЛСК в абс. 0,0,0. Если поверхность грунта ниже нуля здания, значение принимается отрицательным.

Схема к определению планировочной отметки грунта относительно нуля здания. Модель грунта показана для демонстрации. При приложении нагрузки от давления грунта, её наличие необязательно.

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

Требования к грунтам обратной засыпки изложены в п.9.14 СП 22.13330.2010:
При проектировании оснований подземных частей сооружений, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки (γ’_I, φ’_I, c’_I), уплотнённых не менее чем до kсот=0.95 их плотности в природном состоянии, допускается устанавливать по расчётным характеристикам тех же грунтов в природном состоянии (γ_I, φ_I, c_I), принимая γ’_I=0.95*γ_I, φ’_I=0.9*φ_I, c’_I=0.5*c_I, при этом следует принимать c’_I не более 7 кПа.

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.

Если обратная засыпка выполняется местным грунтом, то характеристики грунта определяются в соответствии с п.9.14 СП 22.13330.2010. В случае, если обратная засыпка выполняется привозным грунтом, рекомендуется указывать, в качестве грунта обратной засыпки, песок средней крупности, с соответствующими характеристиками.

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.

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:

п.12.6.1 СП 50-101-2004: Расчёт стен подвалов производят с учётом нагрузок от наземных конструкций и давления грунта. Давление грунта на стены подвалов определяют с учётом временной нагрузки на прилегающей к подвалу территории. При отсутствии данных о временной нагрузке она может быть принята равномерной с интенсивностью 10 кПа.

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.