مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان : ژئوتکنیک و مهندسی پی (1400) | ٧-٥-٥ فشار خاک

٧-٥-٥-١ کلیات 

در تعیین فشارهای جانبی طراحی باید مقدار حرکت و کرنش قابل قبولی که ممکن است در سازه های نگهبان در حالت حدی مورد نظر پیش آید، در نظر گرفته شود. 

در محاسبه مقادیر و جهت های فشارهای طراحی خاک موارد زیر نیز باید مورد توجه قرار گیرند: 

- سربار روی سطح زمین 

- شیب زمین 

- زاویه دیوار نسبت به خط قائم 

- سفره های آب و نیروهای تراوش آب در زمین 

- مقدار و جهت حرکت دیوار نسبت به خاک 

- تعادل افقی و قائم برای کل سازه نگهبان 

- مقاومت برشی و وزن مخصوص خاک 

- زبری دیوار 

٧-٥-٥-۲ تعیین فشار خاک در حالات مختلف 

۱-۲-۵-۵-۷ فشار خاک در حالت سکون 

این فشار در حالتی ایجاد می شود که دیوار نسبت به خاک پشت دیوار تقریباً هیچ حرکتی ندارد و خاک در این وضعیت در حالت تنش سکون قرار دارد فشار در حالت سکون معمولا در شرایطی که حداکثر حرکت جانبی دیوار نسبت به زمین کمتر از ۵x۱۰^-5 (5 ضربدر ده بتوان منفی 5) برابر ارتفاع آن است، ایجاد می گردد. 

٧-٥-٥-٢-٢ فشار محرک و مقاوم خاک 

در شرایطی که حرکت دیوار نسبت به خاک بزرگتر یا مساوی مقادیر جدول ۷-۵-۱ باشد، میزان فشار وارده از خاک در حالت محرک یا مقاوم می باشد. با احتساب تغییر مکان دیوار معادل مقادیر زیر برای محاسبه فشارهای فوق می توان از روابط رانکین یا کولمب استفاده نمود. 

٧-۳-۲-۵-۵ فشار خاک در خاکریز متراکم شده 

در مواردی که خاک پشت دیوار به صورت لایه لایه خاکریزی و متراکم میشود فشار افزوده ای در خاک به وجود می آید برای تعیین این فشار افزوده باید مراحل تراکم خاک در نظر گرفته شود و در محاسبه فشار خاک اثر ناشی از وزن غلتک به حساب آورده شود. 

٧-٥-٥-٢-٤ فشار حالت محرک و مقاوم در شرایط دینامیکی

٧-٥-٥-٢-٤-١ در صورت وجود زلزله فشار جانبی خاک را میتوان از روشهای شبه استاتیکی مانند روابط مونونابه اکابه محاسبه و این مقادیر در محاسبات پایداری و سازه ای دیوار منظور شود. همچنین نقطه اثر اضافه فشار دینامیکی را میتوان بین ۰٫۴۵ تا ۰٫۶ ارتفاع دیوار از پای دیوار در نظر گرفت. هر چه صلبیت دیوار کمتر باشد مقادیر بزرگتری برای نقطه اثر اختیار می شود. 

٧-٥-٥-٢-٤-٢ در شرایط بارگذاری زلزله اضافه فشار مقاوم با اثر مساعد در پایداری دیوار، نادیده گرفته شود. 

٧-٥-٥-٢-٤-٣ فشار آب در شرایط زلزله باید بر اساس نوع خاک و میزان نفوذ پذیری در محاسبات در نظر گرفته شود. 

5-2-5-5-7 تعیین فشار خاک در پشت دیوار 

٧-٥-٥-۱-۵-۲ در دیوارهایی که به دلایل انعطاف پذیری سازه ای، لغزش افقی یا چرخش می تواند به اندازه کافی تغییر شکل یا تغییر مکان افقی (طبق جدول ۷-۵-۱) اتفاق افتد باید از فشار خاک در حالت محرک استفاده شود. 

٧-٥-٥-۲-۵-۲ در دیوارهایی که به دلایل انعطاف پذیری سازه ای لغزش افقی یا چرخش تغییر شکل یا تغییر مکان افقی رخ داده اما به اندازه کافی جهت بسیج شدن نیروی محرک نباشد باید از فشار خاک در حالت سکون استفاده شود. 

٧-٥-٥-٢-٥-٣ در دیوارهای طره ای یا دیوارهای سپری بدون مهار با مهار شده با یک میل مهار از پشت باید از فشار خاک در حالت محرک با توزیع مثلثی استفاده شود. چنانچه مهارهای پشت زیاد باشد دیوار پشت بنددار می توان توزیع فشار خاک را با تحلیل های عددی با روش های تجربی به دست آورد.

٧-٥-٥-٢-٥-٤ در دیوارهای سپری مهار شده با چند تیرک افقی یا مایل از جلو، باید از توزیع فشار ذوزنقه ای با مستطیلی استفاده شود.

۵-۵-۲-۵-۵-۷ در دیوارهای زیرزمین که انتهای آنها به سقف متصل هستند در شرایط بارگذاری استاتیکی باید از فشار خاک در حالت سکون استفاده شود. 

٧-٥-٥-٢-٥-٦ در دیوارهای زیرزمین که انتهای آنها به سقف متصل هستند در شرایط بارگذاری لرزه ای باید از جدول ۷-۵-۲ استفاده شود. سختی یا نرمی خاک با توجه به خصوصیات خاک، ارتفاع دیوار و ارتفاع ساختمان بر اساس قضاوت مهندسی انتخاب گردد. 

٧-٥-٥-٢-٥-٧ فشار جانبی خاک در هنگام زلزله با دو مولفه در ترکیبات بارگذاری در نظر گرفته می شود. 

فشار خاک در حالت استاتیکی + اضافه فشار خاک هنگام زلزله = فشار خاک در هنگام زلزله

٧-٥-٥-٢-۸-۵ طراح میتواند جهت تعیین فشار خاک ناشی از زلزله بر روی دیوار پروژه مورد نظر از مدل سازی عددی توسط نرم افزارهای معتبر صحت سنجی شده استفاده نماید. 

٧-٥-٥-۹-۵-۲ فشار خاک تحت شرایط خاص 

فشار آب فشار ریشه گیاهان فشار ناشی از تورم خاک فشار ناشی از یخبندان و فشار برکنش نیز در صورتی که وجود داشته باشند باید در نظر گرفته شود همچنین چنانچه احتمال بروز ترک کششی وجود داشته باشد باید در محاسبه فشار مد نظر قرار گیرد.