Ведомственные строительные нормы ВСН 167-70 "Технические указания по проектированию подпорных стен для транспортного строительства" (утв. Техническим управлением Минтрансстроя СССР от 1 июня 1970 г. N 44) стр. 2

2.17. На выступах стен и разгрузочных консолях следует устраивать сливы. Сливы, расположенные со стороны грунта, покрывают слоем камня и крупного песка.

2.18. В подпорных стенах, возводимых в выемках железнодорожного пути, через 300 м с каждой стороны устраивают камеры шириной 6 м, глубиной 2,5 м и высотой 2,8 м, располагаемые в шахматном порядке. В промежутках между камерами через каждые 50 м предусматривают ниши шириной 3 м, глубиной 1 м и высотой 2 м.

2.19. При проектировании подпорных стен для электрифицируемых участков железных дорог следует предусмотреть возможность установки опор контактной сети (например, путем устройства в конструкциях подпорных стен специальных ниш, консолей или уширений).

2.20. На низовых железнодорожных подпорных стенах, имеющих длину более 25 м или (независимо от длины) возводимых в пределах станций, необходимо предусмотреть перила по типу перил на мостах. При длине таких стен более 50 м, кроме того, через каждые 50 м следует устраивать площадки-убежища. Площадки-убежища у стен, находящихся по обеим сторонам пути, следует располагать в шахматном порядке.

2.21. На низовых автодорожных подпорных стенах при горизонтальной поверхности засыпки следует предусмотреть ограждение барьерного типа (из железобетонных брусьев, в виде парапета и т. п.).

2.22. Для удобства осмотра и эксплуатационного обслуживания у подпорных стен высотой 3 м и более необходимо устраивать сходы по концам стен и в промежутке через каждые 100 м. Вместо сходов можно устанавливать металлические лестницы или скобы, заделанные в стену. Сходы, лестницы и скобы должны отстоять от оси ближайшего железнодорожного пути не менее чем на 3 м, а на автомобильных дорогах - находиться за обочиной.

3. Основные положения расчета

3.1. Подпорные стены рассчитывают по трем предельным состояниям.

По первому предельному состоянию выполняют расчеты:

а) устойчивости стены против опрокидывания и скольжения;

б) прочности стены (по материалу);

в) прочности основания под подошвой фундамента стены. По второму предельному состоянию проверяют положение равнодействующей внутренних сил в сечении по подошве фундамента.

По третьему предельному состоянию проверяют положение равнодействующей внутренних сил в поперечных сечениях каменных и бетонных стен и рассчитывают на трещиностойкость железобетонные стены.

3.2. Расчет подпорной стены выполняют как плоской системы. При расчете рассматривают участок стены длиной 1 м. Нагрузки, действующие на стену и на поверхность грунта за стеной, приводят к рассматриваемому участку стены.

3.3. При засыпке котлована (со стороны передней грани фундамента подпорной стены) слоями толщиной 0,2-0,3 м и их трамбовании разрешается учитывать пассивный отпор грунта в размере при расчете верховых стен и в размере при расчете низовых стен на автомобильных дорогах, где - сила пассивного давления грунта, определяемая согласно п. 5.5. В расчете низовых подпорных стен на железных дорогах пассивное давление грунта не учитывают.

3.4. Расчет устойчивости всей стены против опрокидывания производят по формуле

, (1)

где - момент опрокидывающих сил относительно оси проходящей через переднее нижнее ребро подошвы фундамента стены (точки 0 на рис. 1);

- предельный момент, равный моменту удерживающих сил относительно той же оси;

m - коэффициент условий работы.

К опрокидывающим силам следует относить силы активного давления грунта на заднюю поверхность стены, а к удерживающим - все остальные силы.

При определении момент опрокидывающей силы или ее составляющей, не совпадающий с направлением опрокидывания, учитывают со знаком минус; аналогично учитывают при определении момент удерживающей силы или ее составляющей, совпадающий с направлением опрокидывания.

Коэффициент условий работы m в формуле (1) принимают равным 0,7 при нескальном грунте в основании стены и 0,8 при скальном.

3.5. Расчет устойчивости всей стены против скольжения производят по формуле

, (2)

где - проекция сдвигающих сил на плоскость скольжения;

- предельная сдвигающая сила, равная проекции удерживающих сил на ту же плоскость;

m-коэффициент условий работы.

К сдвигающим силам следует относить силы активного давления грунта на заднюю поверхность стены и вызванные ими по плоскости скольжения силы трения, а к удерживающим - все остальные силы. При определении проекцию сдвигающей силы или ее составляющей, направленную против скольжения, учитывают со знаком минус; аналогично учитывают при определении проекцию удерживающей силы или ее составляющей, направленную в сторону скольжения.

Коэффициент условий работы m принимают равным 0,9 в случаях расчета верховых подпорных стен на автодорогах и равным 0,8 в остальных случаях.

Расчет устойчивости стен против скольжения производят при значениях коэффициентов трения кладки о грунт, приведенных в п. 692 "Технических условий проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб" (СН 200-62). Коэффициент трения грунта о грунт (при расчете устойчивости стен против скольжения) принимают равным , где - расчетный угол внутреннего трения грунта.

Расчет устойчивости стен против скольжения производят в предположении, что скольжение происходит по плоскостям, показанным стрелками на рис. 2. При этом пассивный отпор учитывают до глубины расположения линии пересечения передней грани фундамента стены с предполагаемой плоскостью скольжения (точки 0 на рис. 2).

3.6. Стены, расположенные на крутых косогорах, а также все стены высотой более 7 м следует рассчитывать на устойчивость против скольжения (совместно с грунтом) по кругло-цилиндрической поверхности. В случае расположения под несущим слоем грунта пласта глины или прослойки водонасыщенного песка, подстилаемого глиной, такой расчет необходимо выполнять и для стен высотой от 3 до 7 м. Очертание круглоцилиндрической поверхности следует принимать таким, чтобы эта поверхность касалась подошвы фундамента (рис. 3) или проходила ниже ее. Такой расчет производят в следующем порядке.

При произвольной круговой линии скольжения (линии пересечения круглоцилиндрической поверхности скольжения с расчетной плоскостью) радиуса R с центром в точке О определяют отношение момента сдвигающих сил к предельному моменту . Эти моменты вычисляют относительно точки О по формулам:

где - сила, равная сумме веса i-й части сползающего массива, заключенной между вертикальными плоскостями, и равнодействующей расположенной на ней нагрузки (см. рис. 3); для тех частей сползающего массива, в пределах которых расположена подпорная стена, сила определяется с учетом ее веса;

- плечо силы относительно точки О; момент положителен, когда его направление совпадает с направлением скольжения;

- угол между вертикалью и радиусом, проведенным через точку О и точку пересечения направления силы с круговой линией скольжения;

и - расчетный угол внутреннего трения и расчетное сцепление грунта, пересекаемого поверхностью скольжения в пределах i-гo участка;

- длина отрезка круговой линии скольжения в пределах i-гo участка;

n - число участков, на которое сползающий массив разбит вертикальными плоскостями (рекомендуется принимать ).

По формулам (3) определяют значения и для нескольких круговых линий скольжения, различающихся положениями точки О и значениями радиуса R. Наибольшее из , подсчитанных для этих линий скольжения, должно удовлетворять условию

, (4)

где коэффициент условий работы m равен 0,7.