5. ОПУСКНЫЕ КОЛОДЦЫ

5.1. Нормы настоящего раздела должны соблю­даться при проектировании опускных колодцев, предназначаемых для устройства заглубленных со­оружений с использованием внутреннего объема колодцев и для глубоких опор.

5.2. В плане опускные колодцы, как правило, должны иметь форму круга или вписанного в не­го многоугольника. Монолитные колодцы допус­кается проектировать прямоугольной формы. При прямоугольном очертании колодца углы необходи­мо закруглять.

5.3. Диаметр в свету круглых и размер сторон прямоугольных колодцев следует, как правило, принимать, от 6 до 24 м — кратными 3 м, а от 24 до 60 м — кратными 6 м. Разрешается принимать эти размеры кратными 0,6 м.

Размер колодцев по высоте следует принимать кратным 0,6 м.

5.4. В прямоугольных а плане колодцах с отно­шением размеров сторон болев чем 1:2 необходимо предусматривать поперечные несущие перегородки или временные (на период опускания) распорки.

5.5. При примыкании колодца к другим соору­жениям следует учитывать разность осадок соору­жений.

5.6. Колодцы следует проектировать, как прави­ло, тонкостенными, погружаемыми в тиксотропной рубашке, за исключением строительства на скаль­ных грунтах, а также на площадках с оползнями, карстами или пустотами.

5.7. Сборные железобетонные стены колодцев следует проектировать из плоских панелей или крупногабаритных пустотелых блоков из тяжелого бетона класса не ниже В25. Класс бетона или раство­ра для замоноличивания сборных конструкций дол­жен быть не нижа класса бетона соединяемых элементов.

Монолитные железобетонные стены колодцев следует проектировать из тяжелого бетона класса не ниже В15.

5.8. Железобетонные днища колодцев должны быть монолитными из тяжелого бетона класса не ниже В15.

5.9. Бетой колодцев, погружаемых в обводненные грунты, должен иметь проектную марку по водонепроницаемости не нижа W4; марку по морозостойкости и среднюю плотность бетона следует принимать по СНиП 2.03.01-84.

5.10. Горизонтальное давление грунта на стены и нож колодца следует определять как сумму дав­лений: основного — от грунта или тиксотропного раствора и дополнительного — от крена колодца, возникающего в результате его погружения.

5.11. Основное горизонтальное давление грунта в период погружения колодца следует определять по формуле

                                          (24)

где

c₀, j₀ — удельное сцепление и угол внутреннего трения грунта, принимаемые при отсутствии покрытий стен и электроосмоса равными:

                                           (25)

k₁, k₂, k₃ — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта j и отноше­ния  и определяемые по табл. 4;

r — радиус наружной окружности колодца или условный радиус для некруглых в плане колодцев, который прини­мается равным наибольшему расстоянию от центральной оси колодца до наиболее удаленной точки его наруж­ной поверхности;

g — удельный вес грунта;

z — расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения;

q — сплошная вертикальная равномерно распределенная нагрузка, принимае­мая 20 кПа (2 тс/м²), кроме случаев, особj оговоренных в задании;

с — удельное сцепление грунта;

k — коэффициент, учитывающий уменьше­ние сцепления грунта в результате сдвига и назначаемый в зависимости от консистенции грунта.

При расчетах по предельным состояниям первой группы (в скобках — второй группы) значение !с принимается равным:

В случае, если колодец погружается в грунт с разнородными напластованиями, при определении p_h весь грунт, лежащий выше рассматриваемого слоя, заменяется эквивалентным слоем грунта, высота которого, приведенная к объемному весу рассматриваемого слоя, определяется по формуле

                                                                    (26)

где  — вес всех (n – 1) споев грунта, лежащих выше рассматриваемого слоя высотой h_n;

g_n — удельный вес грунта в слое п.

Таблица 4

5.12. Основное давление тиксотропного раствора в период погружения колодца следует определять по формуле

                                          (27)

где g₁ — удельный вес тиксотропного раствора.

Основное горизонтальное давление грунта на участке ножа и глиняного замка следует определять по формуле (24).

5.13. Давление грунта, расположенного ниже уровня грунтовых вод, необходимо определять с учетом взвешивающего действия воды.

5.14. Дополнительное горизонтальное давление грунта на участке стены колодца и ножа, а при тиксотропной рубашке — только на участке ножа следует определять по формуле

                                                                 (28)

Дополнительное горизонтальное давление на участке стены тиксотропной рубашки следует оп­ределять по формуле

                                                  (29)

5.15. Основное давление грунта в плане колод­ца следует принимать равномерно распределенным.

5.16. Распределение дополнительного давления в плане для круглых колодцев (черт. 5) следует принимать изменяющимся по закону

                                           (30)

Черт. 5. Схема распределения основного p_h и дополнительного p_ad

горизонтального давления грунта на круглый колодец

5.17. В стадии эксплуатации колодец следует рас­считывать на горизонтальное давление грунта в со­стоянии покоя.

Основное горизонтальное давление следует опре­делять по формуле

                                       (31)

где z — расстояние от поверхности грунта до рассматриваемого сечения;

l₀ — коэффициент бокового давления грун­та в состоянии покоя, принимается равным:

                                                        (32)

здесь  v — коэффициент Пуассона, принимаемый равным:

0,23 — для песков гравелистых и круп­ных;

0,26 — то же, средней крупности;

0,28 —    "       мелких;

0,30 —    "       пылеветых;

0,33 — для супесей;

0,35 —   "   суглинков;

0,38 —   "   глин.

Если колодец погружен в грунт с разнородным напластованием, значение основного давления грунта для каждого слоя определяется по формуле

                                     (33)

где  l_0i — коэффициент   бокового   давления грунта в состоянии покоя рассматри­ваемого i-го пласта грунта;

g_i, z_i — соответственно удельный вес грунта и расстояние от поверхности i-го пласта до рассматриваемого сечения колодца;

g_i, h_i — соответственно удельный вес грунта и толщина каждого   вышележащего пласта.

Дополнительное горизонтальное давление грунта в состоянии покоя следует определять по формуле

                                               (34)

5.18. Расчетное значение на 1 м силы трения грун­та F_z по наружной поверхности колодца на глубине z следует определять по формуле

                                                                      (35)

где  и — наружный периметр ножа или стены колодца;

f_z — удельная сила трения грунта по боко­вой поверхности колодца на глубине z на 1 м² площади, зависящая от ста­дии работы колодца и вычисляемая по формулам:

а) в стадии погружения

                                              (36)

где  g_с — коэффициент условий работы, прини­маемый равным 1,2 — для плотных песков, содержащих гравий, щебень и т. п., и 1 — для остальных грунтов;

б) в стадии всплытия

                                   (37)

где p_h1 — основное горизонтальное давление в период всплытия:

                                              (38)

Если колодец погружается в тиксотропной ру­башке, удельная сила трения в зоне рубашки не учитывается, а в зоне глиняного замка принима­ется равной 20 кПа (2 тс/м²).

5.19. Расчет колодцев необходимо выполнять на наиболее невыгодные сочетания нагрузок и воздейст­вий, действующих в условиях строительства и экс­плуатации:

в условиях строительства — по расчетным схе­мам, учитывающим требования принятых в проекте способов производства работ;

в условиях эксплуатации — по расчетным схемам, учитывающим наличие днища, внутренних стен, колонн, перекрытий и т. п., включая нагрузки и воздействия от всех расположенных внутри колод­ца и от опирающихся на колодец строительных конструкций и оборудования, а также учитывающим влияние соседних фундаментов зданий, сооружений и оборудования.

5.20. На нагрузки и воздействия, возникающие в условиях строительства колодцев, должны выпол­няться следующие расчеты:

а) по расчетным схемам, учитывающим наличие только наружных стен (без днища):

погружения колодца;

прочности колодца или его первого яруса, под­лежащего погружению при снятии с временного основания (если это предусмотрено проектом произ­водства работ):

прочности наружных стен при погружении колод­ца;

устойчивости формы цилиндрической оболочки колодцев, погружаемых в тиксотропной рубашке;

б) по расчетным схемам, учитывающим наличие наружных стен и днища:

всплытия колодца;

прочности днища;

прочности стен;

сдвига по подошве при односторонней выемке грунта вблизи колодца (если она предусматри­вается проектом).

5.21. На нагрузки и воздействия, возникающие в условиях эксплуатации колодца, должны выпол­няться следующие расчеты:

прочности наружных и внутренних стен, днища, перекрытий, колони и др.;

всплытия колодца;

оснований колодца по деформациям.

5.22. Все расчеты опускных колодцев следует производить по предельным состояниям первой группы, за исключением расчетов оснований по деформациям и по раскрытию трещин элементов конструкции, которые выполняются по предельным состояниям второй группы.

5.23. Расчет погружения колодца следует производить из условия

                                              (39)

где  G — вес колодца и пригрузки с учетом коэффициента надежности по нагруз­ке g_f = 0,9;

F — сила трения стен колодца по грунту при погружении колодца;

N_u — вертикальная составляющая силы пре­дельного сопротивления основания под   ножом,   определяемая   по СНиП 2.02.01-83;

g_f1 — коэффициент надежности погружения: g_f1 > 1 в момент движения колодна и g_f1 = 1 в момент остановки колодца или яруса на проектной отметке.

Колодцы, погружаемые ниже горизонта подзем­ных вод, после устройства днища должны рассчиты­ваться на всплытие в любых грунтах (за исключе­нием случая, когда под днищем выполняется пос­тоянно действующий дренаж) на расчетные нагруз­ки из условия

                                          (40)

где åG — сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с учетом пригрузки с коэффициентом надежности по нагрузке g_f = 0,9;

F₁ — сила трения при расчете на всплытие;

А — площадь основания колодца;

h_w — расстояние от уровня подземных вод до основания днища колодца;

g_w — удельный вес воды;

g_fw — коэффициент   надежности   против всплытия, равный 1,2.

Если условие (40) не удовлетворяется, необходи­мо предусматривать мероприятия, препятствующие всплытию колодца (устройство анкерных конструк­ций в грунте и др.).

5.24. Расчет прочности погружаемых стен на наг­рузки, возникающие в условиях строительства, сле­дует производить, когда колодец или каждый ярус погружен до проектной глубины.

5.25. Расчет прочности железобетонного днища должен производиться на следующие нагрузки:

на отпор грунта под днищем колодца, если зна­чения постоянных вертикальных нагрузок колодца более силы всплытия;

на гидростатическое давление подземных вод, если значения постоянных вертикальных нагрузок колодца менее силы всплытия (колодец заанкерен в прилегающем грунтовом массиве).

Расчет прочности днища колодца без внутренних стен и колонн должен производиться как пластины, лежащей на упругом основании, а на нагрузку от гидростатического давления подземных вод — как пластины с шарнирными опорами, нагруженной рав­номерно распределенной нагрузкой.

Днище, на которое опираются внутренние стены или колонны, рассчитывается соответственно как многопролетная пластина, состоящая из прямо­угольных панелей, или как пластина, опертая в вершинах прямоугольной сетки колонн.

5.26. Расчет осадок колодцев следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

5.27. Конструкцию гидроизоляции колодца над­лежит назначать в зависимости от значений гидроста­тического напора подземных вод на уровне пола наиболее заглубленного помещения и требований к внутренним помещениям колодца в соответствии с СН 301-65. Верхнюю границу гидроизоляции стен следует назначать на 0,5 м выше максимально прог­нозируемого уровня подземных вод.

5.28. Гидроизоляция колодцев из листовой стали, устраиваемая с внутренней стороны, может приме­няться лишь в исключительных случаях при соответ­ствующем обосновании. Расчет гидроизоляции должен производиться на полный гидростатический напор.