Опускні колодязі
8.3.6Розрахунки при проектуванні колодязів повинні проводитись на найбільш несприятливі поєднання навантажень і впливів як для умов будівництва, так і експлуатації споруди.
8.3.6.1 Для умов будівництва повинні виконуватись розрахунки за схемами, які враховують:
· міцність колодязя за наявності тільки зовнішніх стін;
· міцність колодязя чи першого ярусу при знятті з тимчасової основи, зануренні колодязя. За результатами розрахунків установлюється необхідність влаштування перегородок чи розпірок;
· міцність колодязя при розрахунках за схемами, які враховують наявність зовнішніх стін і днища;
· міцність днища і ножа з урахуванням можливих перекосів при опусканні колодязя;
· спливання колодязя;
· стійкість колодязя на зсув і перекидання (при розробленні однобічних виробок, якщо це передбачено проектом).
Для умов експлуатації опускні колодязі повинні розраховуватись на:
· визначення необхідної ваги для перебільшення сил тертя ґрунту об стіни колодязя при його зануренні;
· на спливання колодязя;
· стійкість на зсув споруд, що розташовуються на схилі;
· міцність конструкцій стін, внутрішніх перегородок, ножа, залізобетонної плити чи бетонної підлоги;
· стійкість на зсув по підошві на перекидання і загальну стійкість разом з основою - при значних однобічних навантаженнях.
8.3.6.2Розрахунки слід виконувати на розрахункові навантаження, що діють на різні елементи колодязя: сили тертя при зануренні колодязя, горизонтальний тиск ґрунту та води на стіни колодязя, власну вагу стін і перегородок колодязя, навантаження на днище та ніж.
8.3.6.3Основні розміри у плані і глибину занурення опускного колодязя визначають:
при його використанні для влаштування підземної частини споруди - необхідними внутрішніми розмірами і висотним положення підземних конструкцій;
при використанні у якості глибокого фундаменту - за розрахунком його на дію експлуатаційних навантажень.
8.3.6.4Стіни опускних колодязів розраховують на дію бічних горизонтальних сил активного тиску ґрунту, якщо колодязь влаштовують із водовідливом - то і на дію тиску води.
8.3.6.5Колодязі, що опускають в обводнених ґрунтах без водовідливу та заповнюють бетоном не на усю висоту з влаштуванням тільки водонепроникливого днища, повинні також розраховуватись і на тиск води, який виникає після відкачування її з колодязя.
8.3.6.6Власну вагу колодязя при роботах без водовідливу визначають з урахуванням виважувальної дії води.
8.3.6.7При зануренні колодязя слід враховувати напруження розтягування внаслідок можливого перекосу, за якого верхня частина може бути затиснута у ґрунті, а нижня при видаленні з неї ґрунту - опиниться у підвішеному стані.
8.3.6.8Скошену (ножову) нижню частину оболонки слід розраховувати як консоль, що затиснута у нижній нескошеній частині оболонки.
Розрахунок консолі слід виконувати на наступні випадки завантаження:
- момент початку опускання, коли із зовнішнього боку ґрунту немає, а з внутрішнього боку на ніж діє тиск ґрунту на усю скошену грань. У цьому випадку консоль розраховується на дію пасивного тиску ґрунту, що заходиться всередині оболонки і діє на усю внутрішню скошену поверхню консолі.
- момент, коли колодязь опущено на проекту позначку, грунт під ножем видалений. У цьому випадку консоль розраховується на повний активний тиск ґрунту і тиск води, що діє на зовнішню частину консолі.
8.3.6.9 Якщо стіни колодязя до початку встановлення його на грунт виготовляються не одразу на всю висоту, то нижню секцію розраховують на згин у процесі зняття її з підкладок.
8.3.6.10Стіни колодязя, що входять до складу несучої огороджувальної конструкції підземної частини споруди, які будуть використовуватись у якості опори для перекриттів, обладнання тощо, повинні розраховуватись на дію відповідних експлуатаційних навантажень.
8.3.6.11Розрахунок колодязів слід виконувати згідно з вимогами розділу 5 СНиП 2.09.03 та даного підрозділу.
8.3.6.12Проектування опускних колодязів для територій зі складними інженерно-геологічними умовами слід виконувати з врахуванням дій і впливів на конструкції ґрунтового середовища і змін його властивостей згідно з вимогами відповідних розділів цих норм.
ФПЧ, що зводяться способом "зверху-вниз"
8.3.7Розрахунок підземної фундаментно-підвальної частини (ФПЧ), що зводиться способом "зверху-вниз", слід виконувати шляхом складання просторової розрахункової моделі ФПЧ згідно з вимогами підрозділу 8.4 цих норм.
8.3.7.1Розрахункові схеми ФПЧ, що зводяться способом "зверху-вниз", повинні враховувати особливості цього способу, такі як поетапність і черговість будівельно-монтажних робіт, що впливають на формування і передачу навантажень.
8.3.7.2При проектуванні ФПЧ , що зводиться способом "зверху-вниз", у складних інженерно-геологічних умовах слід передбачати додаткові зв'язки та інші способи, що забезпечують вертикальність паль-колон і обмеження відхилень, особливо при включенні їх до складу постійних несучих конструкцій.
Розрахунок споруд, що зводяться способом "вверх-вниз", з ФПЧ що зводиться способом "зверху-вниз", слід виконувати шляхом складання просторової розрахункової моделі системи "споруда - ФПЧ - основа". При цьому складні інженерно-геологічні умови слід враховувати згідно з вимогами ДБН В 1.1-5 та цих норм.
8.4 Розрахунки системи "основа - фундамент - споруда"
8.4.1 Для розрахунку взаємодії споруди, фундаменту та основи слід формувати просторову розрахункову модель системи "основа - фундамент - споруда" з додержанням таких принципів:
- розрахункова модель повинна забезпечувати роботу системи і її аналіз у розрахункових ситуаціях, які відповідають вимогам стандартів і завдання на проектування;
- модель повинна найбільш повно враховувати вхідні параметри конструктивних рішень наземних, фундаментно-підвальних частин будівлі (споруди) і ґрунтової основи, а також можливість їх змін у процесі будівництва та експлуатації;
- модель основи слід представляти у вигляді фрагмента півпростору, частіше з моделюванням плоскими або просторовими скінченними елементами, або через характеристики жорсткості основи, які визначають із застосуванням замкнених рішень про розподіл напружень у півпросторі;
- встановлені межі масиву моделі основи в першому випадку повинні бути поза межею впливу деформацій від фундаментів споруди, а в другому - обмежуватись затуханням напружень і літологічною будовою основи, якщо вона складена грунтами з особливими властивостями;
- ступінь дискретизації моделі основи повинен забезпечувати можливість моделювання меж шарів та лінз із різними властивостями грунту і задавати параметри особливих впливів;
- у розрахункову модель основи слід включати фактичне розташування розвіданих шарів грунту, дійсне розташування рівня підземних вод, у випадку необхідності - наявності місць виїмки грунту, зони локального обводнення грунту тощо;
- характеристики матеріалів слід призначати з урахуванням нелінійного характеру деформування (наприклад, використання критеріїв оцінки переходу грунту у стан пластичності, моделі в'язкопружного деформування тощо);
- розрахункова модель повинна передбачати виключення розтягнутих зв'язків між фундаментом та ґрунтовим масивом;
- ділянки розрахункової моделі, де перевищені значення характеристики міцності матеріалів, слід моделювати зниженням величин відповідних жорсткостей або виключенням із розрахунку відповідних скінченних елементів;
- геометричні характеристики перерізів елементів будівлі, включаючи фундамент, слід призначати з урахуванням допусків (приймати мінімальні значення) та/чи пошкоджень (приймати характеристики перерізів із дефектами);
- всі зовнішні і внутрішні зв'язки та граничні умови слід моделювати згідно з 8.4.2 .
8.4.2 Розрахункову модель системи "основа - фундамент - споруда" слід, як правило, представляти у вигляді просторових підструктур - основних моделей підсистем: основи, фундаменту і надфундаментної частини споруди.
При об'єднанні (з'єднанні) підсистем у повну систему "основа - фундамент - споруда" необхідно, щоб на їх межах задовольнялись умови сумісності переміщень основи і фундаменту, фундаменту і надфундаментної частини будівлі чи споруди та умови рівноваги зусиль (напружень), що діють на основу і фундамент, на фундамент і будівлю або споруду.
Для розрахунку основних підсистем можуть застосовуватись методи розділення на підсистеми (суперелементи) більш низьких рівнів із використанням методів пониження порядку рівнянь.
8.4.3 Для розрахунків слід застосовувати програмні засоби і комплекси, що пройшли сертифікацію.
8.4.4 Розрахункова модель, складена згідно з 8.4.1, може використовуватись при моніторингу згідно з 19.3. У цьому випадку проводять оперативну зміну параметрів моделі (наприклад, введення конструкцій підсилення, зростання вимушених деформацій) та коригування гідрогеологічних умов, що дозволяє отримувати нові дані про напружено-деформований стан масиву грунту та споруди при їх взаємодії.