ББК 38.761
Б 43
УДК 628.1 /.2:725.193/. 194 (035.5)
Печатается по решению секции литературы, по инженерному оборудованию редакционного совета Стройиздата
Рецензенты^инженеры Н. И. Лихачев и Н. Н. Богословски!
Белецкий Б. Ф. и др.
Б 43 Конструкции водопроводно-канализационных сооружений: Справ. пособие/Б. Ф. Белецкий, Н. И. Зотов, Л. В. Ярославский; Под общ. ред. Б. Ф. Белецкого. — М.: Стройиздат, 1989. — 448 с.: ил.
ISBN 5-274-00522-5
Приведены объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений внешних систем водоснабжения и водоотведения. Изложены основные положения проектирования сооружений, методы их расчета и унификация конструктивных решений. Приведены основные требования к материалам.
Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций,
„ 3309000000—475
Б ---------------54—89
047(01)—89
ISBN 5-274-00522-5
ББК 38.761
(§) Стройиздат, 1989
4l=£o7[(l-Vo)',];	1	(6.5)
*1 = (l-ve)£./[(l+v,Ml-2ve)M. I
где h — толщина упругого слоя; £© — модуль деформации сжимаемого верхне* го слоя: V» — коэффициент Пуассона верхнего слоя, принимаемый для крупно-обломочных грунтов равным 0.27; песков и супесей — 0,30; суглинков — 0,35; глин — 0,42.
Коэффициент постели определен в предположении, что меж* ду слоем, для которого он вычислен, и лежащим ниже трение от* сутствует, a k2 — для условий, когда верхний слой вообще не может смещаться по нижнему. Действительное значение коэффициента постели k будет находиться между этими двумя предельными значениями. Ориентировочные коэффициенты постели можно также принимать по табл. 6.3.
6.3. Воздействие грунтовой среды на подземные конструкции
Грунт и подземная вода создают давление на заглубленные сооружения, вызывая различные усилия в их ограждающих конст* рукциях. Подземная вода, кроме того, приводит к всплыванию со* оружений, нарушая их устойчивость при заложении днищ сооружений ниже уровня подземных вод.
Проверка сооружения на всплывание предусматривает соблюдение условия
k' N < XF.	(6.6)
где k' — коэффициент устойчивости; V — расчетная сила, поднимающая емкость и равная рА (р — гидростатическое давление подземной воды, кН, приходящееся на 1 м2 днища, за вычетом веса 1 м* плиты днища £Да; А — площадь днища, м2).
Гидростатическое давление равно весу столба воды высотой (рис. 6.1) от низа днища до расчетного уровня подземных вод. Коэффициент устойчивости k' принимается равным 1,1 при коэффициенте надежности 1,1 и £'=1,2 при коэффициенте надежности 1.
Сумма расчетных сил SF, удерживающих от всплывания сооружение в целом, складывается из сил Г2, Г3 и [где Л — суммарный вес всех конструкций подземной и надземной части, возведенных ко времени появления расчетного уровня подземных вод (включая грунтовые засыпки), с учетом понижающих коэффициентов надежности (временные нагрузки и вес оборудования в не включаются); Г2 — вес грунта на консольных участках днища, выступающих за наружные грани стен на длину вылета I, м; Fj и Л-силы трения грунта о наружные поверхности стен; при учете веса грунта на консолях днища силы трения грунта о стены Г3 и Л не принимаются в расчет).
Если сооружение имеет колонны, расчетная сила от гидроста*
252
S)
V77~77T-777
9дн
ни
НН!_______________
НП1К11КШШШШ11ГШШ11ПГ11Г lUIIIIIUIIIIUHIIIIIIIIIIIIIKIIlH
Рис. 6.1. Нагрузки на подземное сооружение при проверке его на всплывание а —прн отсутствии консолей днища; б — при наличии консолей днища; в-* объем грунта, учитываемый на консольной части днища
тического давления на днище/ приходящаяся на одну колонну в увеличенная на 10 %, не должна превышать расчетной силы от всех нагрузок, приходящихся на эту колонну, включая ее собственный вес (с учетом понижающих коэффициентов надежности), но без учета временных нагрузок и веса оборудования. Когда учитывают» ся удерживающие силы трения грунта о стены и давление грунта на консоль днища, следует предъявлять требования к обязательному уплотнению грунта пазух и контролю за качеством уплотнения.
Сила Ft на консольных участках днища состоит из веса воды и веса грунта:
\ = 0,8 (gB + gj U,	(6.7)
где g3 в gr — соответственно вес воды и вес сухого и обводненного грунта, приходящийся на I м длины консоли; U — периметр стен; 0,8 — коэффициент условий работы.
Вес воды
?B“V0(«B-enH)Z.	<6.8;
где уо —удельный вес воды, равный 10 кН/м’; Яв —уровень подземных вод от низа днища, м; бдд — толщина днища, м; I — вынос консоли днища, м.
Вес грунта gr учитывается в объеме, ограниченном плоскостями, проведенными под углом 0,6ф к вертикали (см, рис. 6.1, в). При
253
этом в пределах обводнения принимается удельный вес грунта, взвешенного в воде, определяемый по формуле
v3& = (P ~ V0)/(l + *)>
(6.9)
где р — плотность грунта обратной засыпки в сухом состоянии; е — коэффициент пористости грунта обратной засыпки.
Силы трения грунта о стенку определяются по зависимостям:
в необводненной зоне
F3 = 0,8(?с V I/tg ф •	(6.10)
О	V	V
в обводненной
= °.8<?в Vc У tgVB*	(6.11)
где Gc и GB—активное боковое давление грунта в необводненной в обводненной зонах при расчетных углах внутреннего трения фс в фв; vc —коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,7 для песчаных и 0,5 для гравелистых и глинистых грунтов
Для определения сил трения активное боковое давление грунта определяется по формулам:
G_ = 0,5?/7 Ця - 2сЯ п + 2с*/V;	(6.12)
OB=(V"l"2 + <,’44/'2)'‘a-	,6-63)
где 7 —удельный вес необводненного грунта; уs& — удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды; с — удельное сцепление грунта в зависимости от влажности на границе раскатывания; ца—tg* (45е—ф/2) (принимается по табл. 6.4).
Таблица 6.4. Значения коэффициентов бокового давления грунта
ф, град	%		ф. град		ип |	Ф, град	“а	
15	0,589	1,70	25,5	0,398	2,49	36	0,259	3,84
15,5	0,578	1»71	26	0,391	2,56	36,5	0,254	3,94
16	0,565	1,77	26,5	0,383	2,59	37	0,248	4,00
16,5	0,558	1,82	27	0,376	2,66	37,5	0,243	4,08
17	0,548	1,82	27,5	0,368	2,72	38	0,238	4,20
17,5	0,537	1,85	28	0,361	2,75	38,5	0,232	4,28
18	0,527	1,90	28,5	0,349	2,82	39	0,227	4,37
18,5	0,518	1,93	29 ’	0,346	2,89	39,5	0,223	4,49
19	0,508	1,97	29,5	0,340	2,92	40	0,217	4,60
19,5	0,500	1,99	30	0,333	2,99	40,5	0,212	4,71
20	0,490	2,04	30,5	0,326	3,06	41	0,208	4,80
20,5	0,482	2,07	31	0,320	3,13	41,5	0,202	4,92
21	0,472	2,10	1 31,5	0,314	3,17	42	0,198	5,06
21,5	0,464	2,16	32	0,307	3,24	42,5	0,194	5,16
, 22	0,454	2,19	32,5	0,297	3,31	43	0,188	5,29
22,5	0,446	2,25	33	0,295	3,38	43;5	0,185	5,43
23	0,438	2,27	33,5	0,282	3,46	44	0,180	5,52
23,5	0,430	2,31	34	0,282	3,53	44,5	0,175	5,66
24	0,421	2,37	34,5	0,277	3,61	45	0,172	5,83
24,5	0,411	2,40	35	0,271	3,69	45,5	0,167	5,95
25	0,406	2,46	35,5	0,265	3,76	46	0,163	6,10
254
Рис. 6.2. К определению коэффициента бокового давления грунта
Л
ВНИИОСП им. Н. М. Герсеванова удельную силу трения грунта о стену рекомендует определять по зависимости
т = 0,8 (ggr tg ф + с).	(6.14)
где gr — бытовое давление грунта в рассматриваемом уровне; ц — коэффи-циент бокового давления, принимаемый для рыхлых песков 0,42; для плотных песков 0.35; для связных грунтов — по рис. 6.2 в зависимости от показателя текучести грунта 1^.
При таком определении сил трения и Г4 грунтовой массив по высоте стены членится на слои, для каждого из которых определяется свое бытовое давление.
Как видно из формул (6.12) и (6.13) по определению величин 6е и С?», для учета трения стен сооружения о грунт при проверке на всплывание активное боковое давление необводненного грунта уменьшается при учете сцепления грунта обратной засыпки. Но при определении активного давления грунта на стены для нахождения максимально возможных усилий в ограждающих конструкциях и выполнении расчетов на прочность боковое давление вызывается всей массой призмы обрушения без учета сил сцепления. В этом случае при вертикальной наружной грани стены и горизонтальной поверхности грунта интенсивность активного и пассивного давления необводненного грунта находится по формулам:
^ж»Тур//ца;	(6.15)
^ = 7/0^.	(6.16)
где </в и 9я — активное и пассивное давление грунта на стены; р — плотность ап
грунта в сухом состоянии; Н — высота слоя грунта выше рассматриваемого уровня; цп — tg2(45o+y/2) (см. табл. 6.4); уу — коэффициент надежности, равный 1,15.
Коэффициенты ц. и |ЛП характеризуют величину призмы обрушения, угол плоскости обрушения которой в зоне активного давления 0а=45°—<р/2 (рис. 6.3), а в зоне пассивного давления 0в=45°-ь +ф/2. Эпюра нагрузок, определенных по этим формулам, имеет вид треугольника (см. рис. 6.3, а).
255