Вертикальная нагрузка на подземные сооружения

Если минимальный горизонтальный размер подземного сооружения b (ширина) равен или превышает толщину слоя грунта над кровлей h (рис. 6.1, а), то вертикальное давление на кровлю сооружения равно полному весу столба грунта над сооружением:

где ?i - удельный вес (с учетом взвешивающего действия поды); hi -мощность слоев грунта над кровлей; q - равномерно распределенная нагрузка на поверхности.
Если b/h < 1 и сооружение возведено открытым способом, то вертикальное давление засыпки существенно зависит от формы и размеров котлована. Если котлован узкий и имеет вертикальные стенки (траншея), то зависание грунта засыпки на стенах траншеи существенно уменьшает давление на сооружение (рис. 6.1, б). Напротив, если ширина котлована значительно превышает ширину сооружения, то оседание засыпки может вызвать зависание окружающего грунта на столбе грунта над сооружением и вызвать увеличение нагрузок (рис. 6.1, в). Давление на кровлю сооружения определяется формулой

где ? - удельный вес; h - высота засыпки над сооружением.

Величина коэффициента к определяется по графикам профессора Клейна (рис. 6.2). Для траншеи величину к можно определить по формуле

где ?, с, ? - соответственно удельный вес, сцепление и угол внутреннего трения грунта засыпки; h, b - глубина и ширина траншеи выше кровли сооружения; f=tg?/2 - коэффициент трения грунта о стенки траншеи.
Давление грунта на обделку выработок, пройденных подземным способом (при b/h << 1), называется горным давлением и рассчитывается специальными методами, рассматриваемыми ниже.

Нагрузка на днище сооружения со стороны грунта принимается равномерно распределенной и равной в сумме полному давлению грунта на кровлю плюс вес самого сооружения.