Проверка на всплытие заглублённого сооружения

Проверка заглублённого сооружения на всплытие от грунтовых вод: архимедова сила, коэффициент устойчивости против всплытия, требуемый пригруз. Онлайн, с выгрузкой в PDF.

«Проверка на всплытие» — онлайн-калькулятор сервиса ХАБ ПРОЕКТ для проектировщиков и строителей. Раздел проектной документации: Конструктивные решения (КР). Расчёт выполняется по действующим нормам (СП, ГОСТ, ПУЭ, СанПиН); у части расчётов есть режимы «Простой» и «Эксперт», результат с формулами и схемой выгружается в PDF на фирменном бланке. Бесплатно. Расчёт ориентировочный — для предварительной оценки и проверки; окончательные значения принимаются в составе проектной документации ответственным исполнителем.

Нормативная база

статика (проверка на всплытие, СП 22.13330)

Как считается

Метод и нормативная база

Проверка устойчивости заглублённого сооружения против всплытия по п. 9.31 СП 22.13330.2016, формула (9.18): взвешивающая сила воды γw · H0 · A должна быть не больше суммы удерживающих нагрузок с коэффициентами надёжности по нагрузке меньше единицы — 0,9 для постоянных нагрузок (собственный вес несущих конструкций), 0,85 для временных длительных (в том числе грунт обратной засыпки над обрезами) и 0,65 для сил сопротивления в основании (трение, сваи, анкеры).

Грунт пригруза выше уровня подземных вод входит удельным весом в природном состоянии, ниже — с учётом взвешивающего действия воды γsb = γ − γw. Коэффициент устойчивости — отношение удерживающих сил к взвешивающей; при недостатке калькулятор показывает, какой дополнительный постоянный пригруз нужен.

Формулы

γw · H0 · A ≤ 0,9 · ΣGstb,c + 0,85 · ΣGstb,l + 0,65 · ΣRstb: форм. (9.18) п. 9.31 СП 22.13330.2016
Gгр = Aгр · (γ · hсух + (γ − γw) · hпод): пригруз грунтом: выше и ниже уровня подземных вод
K = правая часть / γw · H0 · A; ΔG = (K треб · Fвсп − Σудерж) / 0,9: коэффициент устойчивости и недостающий постоянный пригруз

Что вводится

Площадь подземной части A, м²; высота напора H0 от подошвы до максимального уровня подземных вод, м; γw, кН/м³.
Вес несущих конструкций, кН (нормативный).
Площадь грунтового пригруза над обрезами, его высота и удельный вес, глубина уровня подземных вод от поверхности.
Удерживающие силы сопротивления в основании, кН; требуемый коэффициент устойчивости.

Что получается

Взвешивающая сила, кН.
Удерживающие слагаемые с коэффициентами, вес пригруза с учётом и без учёта взвешивания.
Коэффициент устойчивости, вывод и недостающий пригруз; PDF.

Пример расчёта

Подземная насосная: A = 100 м², напор H0 = 3 м, γw = 10 кН/м³, вес несущих конструкций 2500 кН; грунт засыпки над обрезами на площади 20 м² высотой 3 м, γ = 18 кН/м³, уровень подземных вод на глубине 1 м; трение не учитывается.

Взвешивающая сила 10 · 3 · 100 = 3000 кН.
Пригруз: 1 м выше воды и 2 м ниже; γsb = 18 − 10 = 8 кН/м³; 20 · (18 · 1 + 8 · 2) = 680 кН (без учёта взвешивания было бы 1080 кН).
Удерживающие: 0,9 · 2500 + 0,85 · 680 = 2250 + 578 = 2828 кН.
K = 2828/3000 = 0,943 < 1.
Недостающий постоянный пригруз (3000 − 2828)/0,9 = 191,1 кН.

Устойчивость против всплытия не обеспечена: K = 0,943, нужно добавить не менее 191,1 кН постоянного пригруза (нормативное значение).

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

Максимальный уровень подземных вод и напор принимаются по результатам изысканий с учётом прогноза подъёма уровня; калькулятор их не определяет.
Силы трения, сопротивление свай выдёргиванию и анкеров вводятся готовыми значениями: их расчёт выполняется отдельно по СП 24.13330.2021.
Прочность днища на давление воды, фильтрационные расчёты и мероприятия по водопонижению не рассматриваются.

Смежные расчёты: Конструктивные решения (КР)

Все инженерные калькуляторы · Стоимость проектирования по СБЦ · Нормативная база · Блог о проектировании