Спроектировать опускной колодец квадратного сечения в плане со стороной b и глубиной опускания h0

Определяем максимальное значение активного давления грунта на уровне ножевой части колодца
Pгр=h0∙γ∙tg245°-φ2=15∙18,5∙tg245°-34°2=15∙18,5∙0,5322==78,5 кПа.
Изгибающие моменты в угловых (опорных) зонах стен колодца при этом составят
Mоп=n∙Pгр∙b212=1,2∙78,5∙8112=636 кН∙м.
Изгибающий момент в середине пролета стенки колодца
Mпр=n∙Pгр∙b224=1,2∙78,5∙8124=318 кН∙м,
где n=1,2 – коэффициент надежности по нагрузке.
При этом требуемый момент сопротивления стенки колодца при работе монолитного бетона на изгиб без установки рабочей арматуры составит:
W=MRbt, W=b∙h26, h=δ, b=1,
W=b∙δ26=MRbt, δ=6Mb∙Rbt,
требуемая толщина стенки для восприятия изгибающего момента, возникающего в угловой зоне стенки колодца, составит
δоп=6∙636570=2,58 м,
а в пролете стенки колодца
δпр=6∙318570=1,83 м.
Принимаем большее из двух полученных значений, округлив его кратно 5 см, т.е. δ = 2,6 м.
Определяем расход бетона на стенки опускного колодца при приня- той толщине стенки
V1=b2-b-2δ2h0=92-9-2∙2,6215=998,4 м3.
Для уменьшения толщины стенки, следовательно, и расхода бетона на опускной колодец, возможно использование следующих вариантов:
а) введение внутренних стенок для уменьшения расчетного пролета;
б) изменение формы колодца в плане на круглую;
в) армирование стенок колодца.
Рассмотрим случай, когда вводятся внутренние стенки . Предварительно примем толщину внутренней стенки δвн=1,0 м.
Рис.14 Сечение опускного колодца после введения внутренних стенок
Тогда с погрешностью, идущей в запас прочности, можно принять, что пролет стенок колодца уменьшается вдвое и расчетный пролет ячеек составит b/2 9/2 4,5м.
Изгибающие моменты в угловых (опорных) зонах стен колодца при этом составят
Mоп=n∙Pгр∙b2212=1,2∙78,5∙4,5212=159 кН∙м.
Изгибающий момент в середине пролета стенки колодца
Mпр=n∙Pгр∙b2224=1,2∙78,5∙4,5224=79,5 кН∙м,
Требуемая толщина стенки для восприятия изгибающего момента, возникающего в угловой зоне стенки колодца, составит
δоп=6∙159570=1,29 м,
а в пролете стенки колодца
δпр=6∙79,5570=0,91 м.
Принимаем большее из двух полученных значений, округлив его кратно 5 см, т.е. δ = 1,3 м.
Тогда b2=(b-2δ-δвн)/2=(9-2∙1,3-1)/2=2,7 м.
Расход бетона при введении внутренних стен толщиной 1 м
V2=b2-4b22h0=92-4∙2,7215=777,6 м3.
Сэкономленный объем бетона по сравнению с использованием колодца без внутренних стен составляет
∆V=V1-V2=998,4-777,6=220,8 м3.
Проверяем возможность погружения колодца в грунт под собственным весом из условия
G>γpl∙u∙Ea∙f,
где G – собственный вес колодца GV2m777,622 17107кН;
γm – удельный вес бетона, кН/м3;
γpl – коэффициент надежности погружения, принимаемый равным 1,2;
u – наружный периметр поперечного сечения стенки колодца;
Еа – равнодействующая активного давления грунта;
Ea=σamaxho2=78,5152=588,8 кН/м,
f=0,3 – коэффициент трения колодца о грунт