книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений

Эскиз изделия

i et m s

Марка лия

ь Масса,

(М300). 2. Длина лицевых плит 2980 мм.

Экспериментальные конструкции по серии 2876-Э-77 для уголковых подпорных стен с анкер­ ными тягами разработаны для следующих усло­ вий применения (грунт ненарушенной струк­ туры):

расчетные нагрузки на призме обрушения (при горизонтальной поверхности) q — 1, 2, 3, 5 и 8 тс/м2. При наклонной поверхности засыпки (ее уклон 1 : 2, но не более угла ф) полезная нагрузка не учитывается;

высота (hx) подпора грунта Н = 4,8, 5,4 и 6 м. Поскольку первая из этих высот вошла в ти­ повую серию, применение экспериментальных конструкций для нее не рекомендовано.

Подпорная стена (рис. 2.17) состоит из лицевой и фундаментной сборных железобетонных плит, стальной анкерной тяги (ТС), в необходимых случаях включает монолитную анкерную плиту

Рис. 2.15. Пример конструк­ тивного решения лицевой плиты:

1 — фиксаторы сеток; 2 — противоусадочная сетка; 3 — рабо­ чая сетка; 4 — стержни усиле­ ния в нижней части.

Марка

элемента

ПЛ4-1 ПЛ4-2 ПЛ4-3 ПЛ4-4 ПЛ4-5 ПЛ4-6 ПЛ4-7 ПЛ4-8 ПЛ4-9 ПЛ4-10

ПЛ5-1 ПЛ5-2 ПЛ5-3 ПЛ5-4 ПЛ5-5 ПЛ5-6 ПЛ5-7 ПЛ5-8 ПЛ5-9 ПЛ5-10 ПА5-11

Рис. 2.17. Конструкция подпорной стены с ан­ керными тягами по се­ рии 2876-Э-77:

/ — плита фундаментная; 2 — плита лицевая; 3 — тяга стальная анкерная; 4 — анкерная плита мо­ нолитная; 5 — щебеноч­ ная подготовка; 6 — мон­ тажный соединительный

элемент.

экспериментальных подпорных стен по серии 2876-Э-77

Нb

203,3

222,3

230,6

230,8

6400 150 2,33 5,83 268,8

268,8

293,9

315,2

315,2

394,0

231,7

252,5

254,7

257,5

311,6

7000 150 2,55 6,40 311,6

334,8

337,4

357,9

392,4

492,1

(АП). Цифровая индексация элементов аналогич­ на принятой в серии 3.002.1-1.

Лицевые и фундаментные плиты запроекти­ рованы таврового сечения с одним вертикальным ребром, к которому крепятся анкерные тяги. Ис­ ходя из этого решения все элементы приняты но­ минальной шириной 1,5 м. Для восприятия ниж­

ней горизонтальной опорной реакции фундамен­ тная плита запроектирована с выступом, в ко­ торый упирается лицевая плита. В процессе мон­ тажа (до установки анкерных тяг) лицевая плита удерживается в вертикальном положении с по­ мощью приварки двух соединительных элементов из уголка 100к8 (элементы МС-1).

Анкерные тяги приняты в виде двух полос из прокатной стали, приваренных с двух сторон к закладным элементам в вертикальных гранях ребер лицевой и фундаментной плиты. Полосы устанавливаются таким образом, чтобы оказы­ валось минимальное сопротивление зависающего на них грунта.

Лицевые плиты запроектированы одного типо­ размера для каждой высоты подпора грунта; фун­ даментные — длиной 3; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4 и 6 м. Так как эти размеры в ряде случаев недостаточны для обеспечения устойчивости положения стен на сдвиг, предусмотрены дополнительные анкер­ ные плиты из монолитного железобетона, шарнир­ но примыкающие к фундаментным плитам и уста­ навливаемые в необходимых случаях.

Марка подпорной стены подбирается по табл. 2.6. Каждой марке соответствует определен­ ный набор элементов и расход материалов (табл. 2.7). Класс бетона для сборных элементов — В25, для монолитных— В15. Анкерные тяги из Ст.З. Номенклатура плит приведена в табл. 2.8 и 2.9.

Защита анкерных тяг от коррозии:

на участках между вертикальной гранью ребер лицевой плиты и горизонтальной гранью ребер фундаментной плиты — с помощью оплетки тяг липкой полимерной лентой в два слоя (первый по­ верх клеевой или битумной грунтовки, нанесен­ ной на очищенную поверхность тяг); рекомендуют ленты типа ПИЛ по МРТУ 6-05-1046-67 (при тем­ пературе окружающего воздуха не ниже + 5 °С) и ПВХ-СЛ по ТУ 51-1-93-67 (до — 12 °С);

в пределах примыкания к ребрам (а также изо­ ляция закладных элементов в ребрах и соедини­ тельных элементов в стыке лицевых и фундамент­ ных плит) — в виде двух слоев битумной ре­ зиновой эмали, наносимой поверх слоя грун­ товки.

3.1. Общие сведения

Подвалы — сооружения, заглубленные ниже уровня пола или поверхности планировки грунта и располагаемые под зданиями (встроенные) или вне зданий (отдельно стоящие),

Подвалы используются:

для размещения и обслуживания оборудования, которое по технологическим требованиям должно, быть расположено ниже уровня пола здания или отметки планировки земли (например, подвалы машинных залов электростанций);

для размещения и обслуживания емкостей, в которые жидкости должны поступать самотеком (например, масло-эмульсионные подвалы в про­ катных цехах); для размещения насосных стан­ ций и станций перекачки стоков, вентиляционных камер и машинных залов кондиционеров, складов производств, требующих стабильного температур­ но-влажностного режима, отсутствия вибрации, пыли и т. д., электрооборудования и кабелей (кабельные подвалы).

Поскольку стоимость подвальных помещений значительно превышает стоимость помещений того же назначения, расположенных на отметке

± 0,000 или на площадках, проектировать их следует в тех случаях, когда это обосновано тре­ бованиями технологии либо размещение помеще­ ний в подвалах вызвано отсутствием других пло­ щадей.

Унифицированные габаритные схемы подвалов приведены в табл. 3.1.

Требования по проектированию подвалов из­ ложены в СНиП 2.09. 03-85.

Подвалы проектируют одноэтажными. По тех­ нологическим требованиям допускается устройст­

во подвалов с техническим этажом для кабельных разводок; в обоснованных случаях с большим числом кабельных этажей. Высота технического этажа для кабельных разводок в подвалах должна приниматься не менее 2,4 м.

В однопролетных подвалах длина пролета 6,

При компоновке подвалов необходимо пре­ дусматривать мероприятия по эвакуации обслу­ живающего персонала и учитывать требования противопожарной безопасности в соответствии с указаниями СНиП 2.01.02-85, СНиП 2.09.02-85 и СНиП II-92-76 с учетом требований, оговорен­ ных ниже.

Эвакуационный выход из подвала допускается проектировать в помещения с производствами категорий Г и Д, расположенные на первом эта­ же. При площади подвала не более 300 м2 допу­ скается предусматривать один эвакуационный выход, при площади от 300 до 1000 м2 — не менее двух. Лестницы проектируют шириной не менее 0,7 м с уклоном не более 1 : 1 ; тамбуры перед лест­ ницами и лестницы в подвале ограждают несгорае­ мыми перегородками с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. При размещении в одном помещении первого этажа производств категорий В, Г и Д эвакуационные выходы из подвала располагают на участках помещений с производствами Г и Д. Из подвалов с производствами категорий Д эва­ куационные лестницы допускается выполнять

открытыми стальными с уклоном не более 1 : 1

ишириной не менее 0,7 м.

Двери выходов из кабельных подвалов (кабель­

ных этажей подвалов) и между отсеками должны быть противопожарными, открываться по направ­ лению ближайшего выхода и иметь устройство для самозакрывания. Притворы дверей уплот­ няют.

Эвакуационные выходы из маслоподвалов и ка­ бельных этажей подвалов проектируют через обо­ собленные лестничные клетки с выходом непос­ редственно наружу. Допускается использование общей лестничной клетки, ведущей к надземным этажам; при этом для подвальных помещений должен быть устроен обособленный выход из лестничной клетки на уровне первого этажа на­ ружу, отделенный от остальной части лестничной клетки на высоту одного этажа глухой противо­ пожарной перегородкой с пределом огнестойкости не>менее 1 ч. Общая лестничная клетка из разных подвалов допускается также при наличии тамбу­ ров в каждом подвале.

При невозможности устройства выходов не­ посредственно наружу допускается их устраивать

впомещения с категориями производств Г или Д, расположенные на первом этаже здания. В этом случае возможны выходы из подвалов через лест­ ницы, ведущие на первый этаж здания с огражде­ нием их противопожарными перегородками. Двери

вперегородках должны быть самозакрывающимися с уплотненными притворами. Если в уровне пола первого этажа здания устраивается открытый проем, в подвале предусматривают там­ бур. Проем для лестницы ограждают перилами.

Вмаслоподвалах, подвалах объемом %более

500 м3 с производствами категории В или склада­ ми сгораемых, а также несгораемых материалов в сгораемой упаковке и в кабельных подвалах объемом более 100 м3 необходимо предусматривать устройство автоматических средств пожаротуше­ ния. В подвалах меньшего объема необходимо предусматривать автоматическую пожарную сиг­

нализацию.

При примыкании подвала с производствами категории В или складом сгораемых, а также не­ сгораемых материалов в деревянных ящиках или деревянных контейнерах к наружной стене в ней предусматривают окна шириной 0,75 м и

высотой 1,2 м. Суммарную площадь окон и ды­ мовых вытяжных шахт принимают не менее 0,2 % площади пола помещения. В подвалах пло­ щадью более 1000 м2 проектируют не менее двух окон. Дымовые вытяжные шахты можно исполь­ зовать в качестве вытяжных вентиляционных шахт.

Допускается размещение насосных станций {отсеки) с производствами категорий А, Б и В, заглубленных ниже планировочных отметок зем­ ли более чем на 1 м и площадью не более 400 м2. Выходы из этих помещений:

один эвакуационный через лестничную клетку, изолированную от помещений, при площади пола не более 54 м2; два эвакуационных, расположен­ ных в противоположных сторонах помещения, при площади пола более 54 м2; второй допускается по вертикальной лестнице, расположенной в шах­ те, изолированной от помещений с производства­ ми категорий А, Б и В. При отсутствии постоян­ ных рабочих мест в помещениях площадью не более 108 м2 допускается проектировать один эвакуационный выход.

Выходы из подвалов размещают вне зоны рабо­ ты подъемно-транспортного оборудования. У от­ крытых выходов предусматривают ограждения высотой не менее 0,9 м.

Не допускается устройство выходов в пределах участков, характеризуемых повышенными уров­ нями и концентрациями вредных факторов, участ­ ков разливки жидкого металла и хранения жид­ кого или расплавленного металла, а также в зоны возможного падения мелких осколков, искр.

При наличии грунтовых вод подвальные поме­ щения должны быть изолированы (см. п. 1.4). Основной мерой защиты служит пластовый дре­ наж под всей поверхностью подвала и пристен­ ный по периметру стен с устройством при необхо­ димости станций перекачки. Для защиты от слу­ чайных и атмосферных вод (при отсутствии грун­ товых) стены подвала покрывают двумя слоями горячего битума по холодной битумной грун­ товке.

Ролы подвальных помещений проектируют в

мой отвода воды; соединение приямков с ливне­ вой и другими типами канализации запрещается. Устройство порогов у выходов из подвалов и пе­ репадов в уровне пола не допускается, за исклю­ чением маслоподвалов, где на выходах устраи­ вают пороги высотой 300 мм со ступенями или пандусами.

Для уменьшения влияния нагрузок от транс­ портных средств и тяжелого оборудования, уста­ навливаемого на первом этаже (распределение этих нагрузок на большую площадь), рекомен­ дуется верх перекрытия подвалов заглублять на €00...900 мм ниже уровня пола первого этажа (если по технологическим или другим условиям не требуется большее). Заглубление позволяет также располагать над перекрытием инженерные коммуникации. Рекомендации по заглублению верха перекрытия подвалов ниже уровня пола не относятся к подвалам, решаемым в конструкциях каркасов многоэтажных зданий.

В перекрытиях подвалов могут быть прямо­ угольные монтажные и эксплуатационные прое­

мы, перекрываемые съемными плитами соответст­ венно в уровнях верха конструкции подвала с таким же пределом огнестойкости как и у пере­ крытия и отметки чистого пола цеха.

В подвалах большой протяженности преду­ сматривают температурно-усадочные швы, рас­ стояние между которыми согласно СНиП 2.09* 03-85 не должны превышать при монолитных конструкциях 60, при сборных и сборно-монолит­ ных 120 м.

Задание на проектирование подвалов входит в состав общего задания на проектирование зда­ ния, под которым они расположены или которые они должны обслуживать.

3.2. Конструктивные решения

Подвалы подразделяются на каркасные (с пол­ ным и неполным каркасом) и бескаркасные.

По каркасной схеме решают двух- и многопро­ летные подвалы. При полном каркасе предусмат­ ривают несущие колонны по наружным и внут­ ренним продольным осям подвала. При этом на­ ружные стены выполняют из горизонтально уста­ новленных панелей, передающих нагрузку от бокового давления грунта на колонны. Подвалы по такой конструктивной схеме рекомендуются при высоте не более 4,2 м (рис. 3.1, а).

Схема с неполным каркасом предусматривает устройство по наружным осям самонесущих стен, передающих горизонтальное давление грунта на ленточные фундаменты и на перекрытие над под­ валом, по внутренним — колонн. Самонесущие стены выполняют из вертикально установленных стеновых панелей (рис. 3.1, б). Такую схему при­ меняют при больших глубинах и нагрузках. Возможно также использование унифицирован­ ных стеновых панелей подземных сооружений УПС (см. п. 1.2) с добетонированием монолитной ленты для устройства фундамента.

Бескаркасная схема применяется главным об­ разом для однопролетных подвалов с самонесу­ щими стенами, на которые опираются конструк­ ции перекрытия (рис. 3.1, в). Самонесущие стены могут быть массивные и гибкие. Массивные вы­ полняют из каменной кладки, монолитного бето­ на и бутобетона, сборных бетонных блоков, гиб­ кие— из железобетонных вертикально устанав­ ливаемых панелей. Требования к материалам приведены в п. 2.2 /

Применение массивных стен из каменной клад­ ки и бетонных блоков ограничено условиями их расчета на изгиб или внецентренное сжатие по неперевязанному сечению. Их можно проектиро­ вать только при наличии значительной нормаль­ ной силы от массы вышестоящих конструкций» что характерно для жилых и гражданских зданий. При отсутствии такой нагрузки возможно исполь­ зование массивных сборно-монолитных стен (рис. 3.2). Горизонтальные нагрузки от бетонных блоков монолитные вставки передают на фунда­ менты и перекрытия.

Вмногоэтажных каркасных зданиях конструк­ ции подвалов проектируют совместно с конструк­ циями здания.

Вотноэтажных зданиях небольшие подвалы выполняют без связи с конструкциями зданий, отдельно стоящими. В больших подвалах в

качестве колонн используют фундаменты (подколонники) каркаса здания, а также — дополни­ тельные стойки между ними на высоту подвала.

В практике проектирования одноэтажных зда­ ний с подвалами применяются решения с исполь­ зованием конструкций каркаса двухэтажных зда­ ний по серии 1.420-8 с учетом нагрузок от боково­ го давления грунта при горизонтальных панелях стен.

Сборные и сборно-монолитные конструкции мо­ гут быть заменены монолитными железобетонны-

Рис. 3.2. Конструкция массивной стены подвала из бетонных блоков с железобетонными вставка­ ми-контрфорсами:

1 — монолитный ленточный фундамент; 2 — сборные бетонные блоки; 3 — монолитная железобетонная вставка; 4 — монолитный железобетонный пояс.

ми, что целесообразно для подземных сооружений и существенно снижает стоимость строительства при соответствующей организации производства бетонных работ.

Монолитные стены используют при высоком уровне грунтовых вод, осуществляя их одновре­ менно с днищем, которое решается как ребристое или безбалочное (по типу перекрытия).

Одно из прогрессивных решений монолитных стен подвалов «стена в грунте» (см. п. 2.2).

Перекрытия подвалов выполняют из сборных ребристых плит шириной 1500 и 750 мм, приме­

няемых для перекрытий производственных зда­ ний, либо усиленных армированием или устрой­ ством по верху полки монолитной железобетон­ ной армированной плиты, расположенной в толще пола. Плиты опираются на полки сборных риге­ лей; сечение которых зависит от нагрузки и про­ лета. При нагрузках на перекрытие более 50 кПа указанное усиление сборных конструкций не­ достаточно и требуется создание специальной но­ менклатуры сборных железобетонных конструк­ ций подвальных помещений.

3.3. Расчет

На подвальные помещения воздействуют на­ грузки: вертикальные — на перекрытие, горизон­ тальные — от бокового давления грунта на стены. Временные нагрузки на перекрытия подвалов принимают по технологическому заданию. Верти­ кальные приводят, как правило, к равномернораспределенным по поверхности перекрытия.

В многоэтажных зданиях на первых этажах размещают наиболее тяжелое оборудование. В од­ ноэтажных нагрузки на полы в большинстве слу­ чаев превышают унифицированные на перекры­ тия многоэтажных зданий; кроме того, по пере­ крытию возможно движение транспортных средств и устройство складов, в связи с чем вер­ тикальные нагрузки на перекрытия подвалов пре­ вышают нагрузки на перекрытия многоэтажных зданий и могут достигать 100 кПа. На участках цехов с нагрузками на пол выше 100 кПа подвалы располагать не рекомендуется. Минимальная нагрузка на перекрытия подвалов с учетом воз­ можности движения автомашин 10 кПа. Кроме указанных нагрузок учитывают нагрузки от соб­ ственного веса перекрытия подвала, грунтовой засыпки и конструкции пола.

Горизонтальные нагрузки от бокового давле­ ния грунта с учетом временной нагрузки на приз­ ме обрушения определяют в соответствии с ука­ заниями гл. 1. При этом учитывают указания СНиП 2.09.03-85. Обратную засыпку пазух кот­ лована производят одновременно с двух противо­ положных сторон подвала; перепад отметок при этом не более 1 м (соответствующие примечания

должны быть даны на рабочих чертежах). При отсутствии с противоположной стороны времен­ ной нагрузки на призме обрушения возможно увеличение бокового давления грунта с одной стороны подвала.

Расчетные схемы поперечных и продольных рам подвала:

ГЧ г ---------------------------ч

У {хП .П .

при неполном каркасе возможны две статиче­ ские схемы — с защемлением самонесущих стен в ленточном фундаменте (рис. 3.3, б) и шарнирное опирание стены на фундамент (рис. 3.3, в), при котором жесткость и неизменяемость конструк­ ции подвала обеспечивается колоннами средних рядов и поперечными стенами.

Примыкание ригелей и плит перекрытия к сте­ нам рекомендуется шарнирное (желательно ис­

ô

Рис. 3.3. Расчетная схема поперечной рамы под­ вала:

Бескаркасные подвалы проектируют по стати­ ческой схеме (рис. 3.3, г) с шарнирным опиранием конструкций перекрытия на стены и защемлением стен в фундаменте. При защемлении конструкций в фундаменте расчетный момент в защемлении может быть существенно уменьшен с учетом пово­ рота фундамента в грунте.

Горизонтальная реакция, действующая на 1 м по длине стены на верхней (в уровне перекрытия) опоре стены подвала при учете поворота фунда­ мента в грунте по СНиП 2.09.03-85:

симметричная нагрузка (рис. 3.4)

\pht (vi + 4 “k n ) + (Рнг - Рь,) X

Рис. 3.4. К расчету стен подвала с учетом крена фундамента при симметричном загружении.

для подвалов с полным каркасом такая как у вышестоящего здания, т. е. с жестким примыка­ нием ригелей к колоннам, шарнирным примыка­ нием плит в перпендикулярном направлении и за­ щемлением колонн в фундаментах (рис. 3.3, а);

X (v2+ -i- ft/n2j j h2

здесь б) — коэффициент, принимаемый равным 6 для положительных значений /И и Q, 3 —- для их отрицательных значений, а также для М0 и Fsa (см. рис. 3.4);

b — ширина подошвы фундамента стены; Е — модуль деформации грунта основания: £ б — мо­ дуль упругости бетона; — момент инерции 1 м сечения стены, который допускается определять по приведенной толщине стены tred:

tx — толщина стены в верхней части; t2 — т0 же, в уровне сопряжения с фундаментом; — сумма веса грунта и временной нагрузки над внеш­ ней консолью фундамента; е — эксцентриситет приложения силы Gt относительно центра тяжести подошвы фундамента; vx и v2 — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стены по высо­ те и принимаемые по табл. 3.2.

нии (бетонирование в распор к стенкам котлова­ на).

Интенсивность горизонтального давления грун­ та (ph^...ph ) находят по указаниям гл. 1.

После определения верхней горизонтальной реакции Rx или R2 изгибающие моменты М и по­ перечные силы Q находят в соответствии с прави­ лами строительной механики.

Стены подвала рассчитывают по первой и вто­ рой группам предельных состояний; проверку ос­ нования под стену — по несущей способности и деформативности.

Проверку на устойчивость положения против сдвига производят по (2.7), учитывая только возможность плоского сдвига; удерживающую силу определяют по (2.8). Сдвигающая сила в уровне подошвы фундамента от симметричной нагрузки

Рис. 3.5. К расчету стен подвала с учетом одно­ стороннего загружения призмы обрушения вре­ менной нагрузкой и поворота (крена) фундамента.

При действии на подвал односторонней гори­ зонтальной нагрузки (рис. 3.5) и учете смещения конструкции от нее

h2

1 + k + kx

G2ek

(1 -J- k -f- kt) (h2 -f- h3)

где ph} и ph — см. рис. 3.5.

<j2 — вес временной нагрузки на внешней сто­ роне фундамента при одностороннем ее располо­ жении; k±— коэффициент, учитывающий изме­ нение реакции R 2 за счет смещения перекрытия;

для однопролетных подвалов 4; для двухпролет­ ных 3; для трех- и многопролетных 2; для подва­

грунтом; 1 — при грунте в ненарушенном состоя­

вается, то необходимо предусматривать мероприя­ тия, препятствующие сдвигу, например, устрой­ ство распорок или учет в расчете конструкции пола. Испытания натурных фрагментов подвалов на большие горизонтальные нагрузки показали, что конструкция пола даже без ее усиления рас­ порками обеспечивает устойчивость стен подвалов против сдвига. Однако, учет конструкции пола возможен только в том случае, если в процессе эксплуатации пол не будет нарушен. В противном случае предусматривают конструктивные эле­ менты — армированные распорки, демонтаж ко­ торых требует согласования с проектной органи­ зацией.

При расположении подвала в водонасыщенных грунтах и наличии монолитного днища расчет на устойчивость положения против сдвига, как правило, не требуется. В этом случае проверяют подвалы на «всплытие» (отдельно стоящие — при нагрузках в период строительства и эксплуата­ ции; встроенные — только в процессе строитель­ ства). Расчет на «всплытие» заключается в том, \ что подвалы, заглубленные ниже уровня грун­ товых вод, испытывают давление снизу вверх, определяемое разностью отметок низа днища подвала и уровня грунтовых вод. Собственный вес конструкций подвала должен превышать эта давление не менее чем в 1,2 раза.

3.4. Унифицированные конструкции

Унифицированные конструкции подвалов; ти­ повые по серии ИС-01-19 и рекомендованные Гос­ строем СССР для применения — по серии 112-80.

Серия ИС-01-19 широко применяется, но она значительно устарела (1967 г.) и при пользовании следует учитывать указания, приведенные ниже.

Серия ИС-01-19 разработана для применения в

собственного веса конструкций перекрытия под­ вала и пола цеха, приняты интенсивностью 10, 15, 20, 25, 30, 40 и 50 кПа;

грунты сухие с нормативными значениями:

Подвалы запроектированы одно-, двух- и мно­ гопролетными. Однопролетные подвалы решены по бескаркасной, а двух- и многопролетные — по неполной каркасной схеме; несущими конст­

рукциями стен являются вертикально установ­ ленные, защемленные в фундаменте ребристые стеновые панели; на стеновые панели шарнирно опираются ребристые плиты перекрытия. По средним рядам располагают сборные железобе­ тонные колонны с шагом 6 м; поверху колонн пре­ дусматривают продольные ригели, на полки ко­ торых опираются плиты перекрытия.

Габаритные схемы подвалов серии ИС-01-19 приведены в табл. 3.3

Отметки пола подвалов — 3,6; —4,8 и —6 м (за 0,000 принята отметка пола цеха). Торцевые