плотность грунта с учетом взвешивающего действия воды формула

СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий Часть 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА

2. Удельный вес грунта g необходимо определять по данным непосредственных испытаний грунтов. Нормативное значение удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды

где — удельный вес соответственно скелета грунта и воды;

е — коэффициент пористости грунта.

При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать норматив­ные значения g n = 18 кН/м 3 (1,8 тс/м 3 ); = 26,5 кН/м 3 (2,65 тс/м 3 ); = 10 кН/м 3 (1 тс/м 3 ).

3. Значения характеристик грунтов засыпки ( g ’, j ’ и с’), уплотненных в соответствии с СН 536-81 с коэффициентом уплотнения k_у не менее 0,95 ( что должно быть указано в проекте), допускается уста­навливать по характеристикам тех же грунтов нена­рушенного сложения:

но не более 7 кПа но не более 10 кПа

4. Активное горизонтальное давление грунта p_h ( s _а.г)* и вертикальное p_v ( s _а.в) на глубине у, а также пассивное давление грунта p_hr ( s _п.г) и р_vr ( s _п.в) следует определять по СНиП II-55-79.

Полное давление грунта слагается из давления от собственного веса грунта р_{h g} , давления от времен­ной нагрузки на поверхности р_hq и отрицательного давления от сцепления р_hc.

Эпюры возможного сочетания этих нагрузок при­ведены на черт. 1.

Если значение р_h, оказывается меньше нуля (черт. 1, г), то на этом участке принимается р_h = 0. При этом следует давление на глубине h сохранить равным р_h, а вершину суммарной треугольной эпю­ры давления грунта из точки а перенести в точку а₁ на поверхности (черт. 1, д).

5. Угол наклона плоскости скольжения к верти­кали

6. При горизонтальной поверхности грунта, вер­тикальной стене и отсутствии трения и сцепления

* В скобках приведено обозначение давления, принятое в СНиП II-55-79.

Черт. 1. Схема давления грунта

а — на стену; б — при отсутствии сцепления p_hc = 0; в — при p_hc — при p_hc ³ p_hq; д — заменяющая (расчетная) эпюра

грунта со стеной e = р = d = 0, при этом коэффи­циент горизонтального давления грунта

Горизонтальное давление грунта на глубине y

где q — равномерно распределенная нагрузка на поверхности, примыкающей к стене.

7. Дополнительное горизонтальное давление, об­условленное наличием грунтовых вод, следует оп­ределять по формуле

где h_w — высота от низа сооружения до расчет­ного уровня грунтовых вод, м;

g — удельный вес грунта;

8. При наличии на поверхности грунта в пределах призмы обрушения полосовой равномерно распре­деленной нагрузки q на ширине b давление от нее следует распределять в стороны пол углами q ₀ к вертикали (черт. 2) до пересечения с плоскостью подпорной стены на глубине и прини­мать равномерно распределенным на ширине b_y = b + 2a, непосредственно примыкающей к стене.

Интенсивность вертикального давления от поло­совой нагрузки следует определять по формуле

интенсивность горизонтального давления от полосовой нагрузки — по формуле

Черт. 2. Схема распределения давления от полосовой нагрузки

9. Временные нагрузки от подвижного транспорта следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 в виде нагрузки СК — от подвижного состава железных дорог, АК — от автотранспортных средств, НК-80 — от колесной нагрузки, НГ-60 — от гусеничной нагрузки.

Примечание. СК — условная эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка от подвижного состава железных дорог на 1 м пути (черт. 3). АК — нормативная нагрузка от автотранспортных средств в виде двух полос. НК-80 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на колесном ходу весом 785 кН (80 тс). НГ-60 — нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на гусеничном ходу весом 583 кН (60 тс).

Черт. 3. Схема распределения давления от подвижного

состава железных дорог

где С — коэффициент (для расчета подземных конструкций следует принимать рав­ным 1,5);

К — класс нагрузки, равный 137 кН (14 тс) на 1 м пути. При соответствующем обосновании допускается снижение этой нагрузки до величины К = 98 кН (10 тc) на 1 м пути.

11. При расположении железнодорожного пути вдоль сооружения давление от него приводится к эквивалентной нормативной нагрузке на пло­щадке, расположенной на глубине от низа шпалы (см. черт. 3) шириной b_y1 = 2,7 + 2а. Интенсивность вертикального давления следует оп­ределять по формуле

Интенсивность горизонтального давления р_h1 следует определять по формуле (8).

12. При расположении железнодорожного пути поперек сооружения интенсивность нормативного вертикального давления на горизонтальную плос­кость на глубине y, м, следует определять по формуле

Интенсивность нормативного горизонтального давления р_h2 — по формуле (8).

13. Нагрузка от автотранспортных средств со­стоит из двух полос АК (черт. 4), каждая из кото­рых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р, равной 9,81К, кН (1К, тс), и равномер­но распределенную нагрузку интенсивностью v на обе колеи v = 0,98К, кН/м (0,1 К, тс/м).

Для сооружений на основных магистральных дорогах нагрузку следует принимать полосовую класса К-11 или от одиночной машины НК-80.

Для сооружений на внутрихозяйственных доро­гах нагрузку следует принимать полосовую класса К-8 или от одиночной гусеничной машины НГ-60. Кроме того, элементы проезжей части мостов сле­дует проверять на давление одиночной оси, равное 108 кН (11 тс).

Черт. 4. Схема давления от автомобильной нагрузки АК при

движении ее вдоль сооружения

14. Нагрузка от тележки Р = К (см. черт. 4) рас­пределяется вдоль движения на длину а_у3 = 1,7+ 2а (м) и на ширину b_у3 = 2,5 + 2а (м).

Интенсивность вертикального давления

Вертикальная равномерно распределенная на­грузка v распределяется на ширину b_y4 = b_y3.

Интенсивность вертикального давления на глуби­не у_а, от нагрузки v

Для получения расчетных нагрузок нагрузки и вводятся в расчет со своими коэффици­ентами надежности по нагрузке.

Интенсивность горизонтальных давлений р_h3 и p_h4 определяется по формуле (8).

15. Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 при движении ее вдоkь сооружения (черт. 5) на глубине при a_y5 = 3,8 + 2а (м) и b_y5 = 3,5 + 2a (м) следует определять по формуле

Интенсивность горизонтального давления следует определять по формуле (8).

Черт. 5. Схема давления от колесной нагрузки НК-80

при движении ее вдоль сооружения

16. Интенсивность нормативного вертикального давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при движе­нии ее вдоль сооружения (черт. 6) на глубине при а_у6 = 5,0 + 2а (м) и b_у6 = 3,2 + 2а (м) следует определять по формуле

Черт. 6. Схема давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при

движении ее вдоль сооружения

17. При движении автотранспорта поперек соору­жения интенсивность нормативного вертикального давления от автомобильной нагрузки АК (черт. 7) на глубине у ³ 0,6 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Интенсивность нормативного вертикального дав­ления от гусеничной нагрузки НГ-60 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

Горизонтальное давление p_{h 6 – 9} следует опреде­лять по формуле (8).

Черт. 7. Схима давления от нагрузок АК, НК-80 и НГ-60

при движении их поперек сооружения

18. При отсутствии конкретных нагрузок на по­верхности земли следует принимать условную нор­мативную равномерно распределенную сплошную нагрузку интенсивностью 9,81 кПа (1 тс/м 2 ).

20. При расчете сооружений по предельным со­стояниям первой группы коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать:

от собственного веса конструкции, давления грунта, оборудования, складируемого материала, погрузчиков и каров, равномерно распределенной нагрузки на территории — по СНиП 2.01.07-85;

от подвижного состава железных дорог, колонн автомобилей, колесной и гусеничной нагрузок, дорожного покрытия проезжей части и тро­туаров, веса полотна железнодорожных путей — по СНиП 2.05-03-84.

Коэффициенты надежности по нагрузка при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равными 1.

АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

1. Анкерные болты (далее — болты) для крепления строительных конструкций и оборудования к бетонным и железобетонным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т. п.) следует применять при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включ.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.-82.

2. При нагреве бетона конструкций свыше 50 ° С, в которые заделываются болты, в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала конструкций, болтов, подливок, клеевых составов и т. п.

Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11-85.

4. При наличии соответствующего обоснования допускается применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, клею и др.).

5. По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные) (табл. 1).

По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические).

Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работе оборудования. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конст­рукции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их мон­тажа и для обеспечения стабильной работы кон­струкций и оборудования во время эксплуата­ции, а также для предотвращения их случайных сме­щений.

болты с отгибом и анкерной плитой допускается применять для крепления конструкций и оборудо­вания без ограничений.

Источник

Определение характеристик физических свойств грунта, получаемых расчетом

На основании полученных из опытов результатов плотности ρ и влажности W требуется рассчитать по формулам следующие характеристики физических свойств грунта.

1.Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρ_d, представляющую собой массу минеральных частиц в единице объема грунта нарушенной или ненарушенной структуры и определяемую по формуле:

где W – влажность в долях единицы.

2.Удельный вес грунта γ – вес единицы объема грунта. Определяется по формуле

где g ≈ 10 м/с 2 – ускорение свободного падения.

3. Удельный вес твердых частиц грунта – вес единицы объема минеральных частиц

где ρ_s – плотность твердых частиц грунта.

Плотностью твердых частиц грунта называется масса единицы объема минеральных частиц в плотном теле, т.е. ρ_s представляет собой отношение массы минеральных частиц грунта только к их объему. Определяется опытным путем.

4.Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) γ_d – вес минеральных частиц в единице объема грунта

5.Коэффициент пористости е – отношение объема пор к объему минеральных частиц в грунте, выраженное в долях единицы.

Определяется по одной из следующих формул:

6.Пористость грунта n – отношение объема пор к объему всего грунта, выраженное в % или долях единиц

или .

7.Степень влажности S_r (коэффициент водонасыщенности) – отношение природной влажности грунта к его полной влагоемкости, соответствующей полному заполнению пор грунта водой, т.е.

По ГОСТ 25100-96 крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности подразделяются на:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Определение зернового (гранулометрического) состава песчаного грунта и степени неоднородности зернового состава (ситовый метод)

Зерновым (гранулометрическим) составом грунта называется содержание по массе групп частиц (фракций) различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе сухой навески, взятой для анализа.

Гранулометрический состав является одним из важных показателей, определяющих физико-механические свойства грунта. От него зависят такие свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, водопроницаемость и др.

Для крупнообломочных и песчаных грунтов зерновой состав является основным классификационным показателем, по которому последним присваивается строительное наименование или тип (таблица 2 ГОСТ 25100-82).

Определение зернового состава заключается в разделении грунта на фракции (группы частиц), близкие по крупности, и установлении их процентного содержания.

Зерновой (гранулометрический) состав песчаных грунтов определяется ситовым методом, т.е. путем просеивания их через набор калиброванных сит. Размер фракций определяется размерами отверстий двух смежных сит, а масса этих фракций – взвешиванием остатков на каждом сите.

Необходимое оборудование и материалы:

o песчаный грунт в воздушно-сухом состоянии;

o набор сит с размерами отверстий 2; 0,5; 0,25; 0,1 мм, поддон и крышка;

o технические весы с разновесами;

Подготовительные работы

Грунт со строительной площадки доведен до воздушно-сухого состояния; отдельные комки осторожно растерты в фарфоровой ступке резиновым пестиком во избежание разрушения отдельных зерен.

Ход работы:

1. Предварительно проверив чистоту каждого сита, собрать набор сит в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий.

2. Отобрать по методу квадратов среднюю пробу песчаного грунта для анализа. Для этого рассыпать грунт тонким слоем на листе плотной бумаги или картоне, провести ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отобрать понемногу грунта из каждого квадрата. Масса средней пробы должна составлять около 100 г (взвесить с точностью до 0,1 г).

3. Взвешенная проба грунта высыпается на верхнее сито, закрывается крышкой и просеивается через весь набор сит в течение 5 минут.

4. Остатки грунта на ситах и в поддоне взвешиваются с точностью до 0,1 г и результаты записываются в таблицу 3. Сумма масс всех фракций (остатков на ситах) сравнивается с массой, взятой на анализ пробы. При расхождении массы более чем на 0,5% анализ повторяют.

Таблица 3. Форма записи результатов определения зернового гранулометрического состава песчаного грунта (с примером)

Источник

15.4. МЕТОДЫ РАСЧЕТОВ (ч. 1)

Расчеты при проектировании колодцев должны производиться на нагрузки и воздействия, которые определяются условиями строительства и эксплуатации сооружения.

Расчетные нагрузки принимаются как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке, учитывающий возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений и устанавливаемый в зависимости от рассматриваемого фактора.

Нормативные нагрузки, коэффициенты надежности по нагрузке (табл. 15.1) и сочетания нагрузок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 и СНиП II-6-74.

ТАБЛИЦА 15.1. КОЭФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ ПО НАГРУЗКАМ НА ПЕРИОД СТРОИТЕЛЬСТВА

Примечания: 1. Значения коэффициента надежности по нагрузке, указанные в скобках, должны приниматься при расчете на погружение и всплытие, устойчивости на опрокидывание и скольжение, а также в других случаях, когда ухудшаются условия работы конструкций.

2. При расчете конструкций и оснований по деформациям коэффициент надежности но нагрузке принимается равным 1.

Для колодцев, погружаемых в обводненных грунтах без водопонижения с подводной разработкой грунта, вес стен колодца, находящихся ниже уровня воды, в период погружения определяется с учетом взвешивающего действия воды. Гидростатическое давление подземных вод p_ω следует учитывать для частей колодца, погружаемых ниже уровня подземных вод в любые грунты, независимо от способа погружения колодца. Расчетный уровень подземных вод принимается по максимально высоким данным прогноза.

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 давлении грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды.

Удельный вес грунта γ_sb с учетом взвешивающего действия воды определяется по формулам:

Значение основного давления грунта на колодец определяется как активное давление грунта на цилиндрическое ограждение:

где К_р — коэффициент, учитывающий дополнительное давление грунта, возникающее в результате действия сил трения (определяется по рис. 15.9); р_a.r — активное давление грунта на гладкое цилиндрическое ограждение:

здесь γ — удельный вес грунта; r — наружный радиус круглого в плане колодца или условный радиус для некруглых колодцев (рис. 15.10); φ — угол внутреннего трения грунта, град;

h — расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения; q — равномерно распределенная нагрузка, Н/м 2 ; с — сцепление грунта, Па; K — коэффициент, учитывающий уменьшение сцепления грунта в результате сдвига в призме обрушения.

В зависимости от консистенции грунта значение K рекомендуется принимать:

Формула для определения р_a.r может быть представлена в виде:

Если колодец погружается в грунт с разнородными напластованиями, то при расчете удобнее весь грунт, лежащий выше расчетного сечения, заменять эквивалентным слоем, приведенным к удельному весу рассматриваемого слоя. Высота этого слоя определяется по формуле

где Σγ_ih_i — полный вес лежащих выше слоев грунта; γ — удельный вес грунта рассматриваемого слоя.

Коэффициент неравномерности K_u давления грунта по периметру колодца в период его погружения вычисляется по выражению

Значение K_u для колодцев, погружаемых без тиксотропной рубашки, следует принимать не менее 1,25.

Дополнительное давление грунта, вызываемое наклоном пластов, определяется по формуле

где α — коэффициент, принимаемый в зависимости от угла наклона пластов ψ :

Обусловленное наклоном пластов дополнительное давление грунта, 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. p_gicosβ (рис. 15.13). Дополнительное давление грунта, вызываемое кренами колодца, можно определить по предложенным ВНИИГСом формулам:

для круглого колодца

для прямоугольного колодца

где G_w — расчетное значение веса опускного колодца при погружении; γ_pl — коэффициент надежности погружения, обычно принимаемый равным 1,15; a и b — наибольшая и наименьшая стороны прямоугольного колодца, м; T₂ — расчетная сила трения грунта выше ножевой части колодца, определяемая для глубины h = H_w – H_b через удельную силу трения грунта t по боковой поверхности колодца из выражения

здесь γ_с — коэффициент условий работы, принимаемый: 1,2 — для плотных песков с гравием или щебнем и 1,0 — для остальных грунтов; A I — площадь поверхности ножевой части колодца или I расчетного пояса.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник