Расчеты оснований относящиеся к 1 и 2 предельным состояниям

1. Практика строительства ряда сооружений показывает, что иногда грунты в основании под действием нагрузки, передаваемой фундаментом, теряют устойчивость и выдавливаются из-под фундамента в стороны и вверх. Примером является потеря устойчивости основания Трансконского элеватора в Канаде, один край которого в момент нагрузки дал осадку более 8 метров с выпором грунта из-под фундаментной плиты.

Нарушение устойчивости грунтов в основании возможно при передаче фундаментами горизонтальных и выдергивающих нагрузок, при возведении сооружений на откосах и при неглубоком заложении фундаментов относительно пола подвала. В последнем случае выпор происходит в сторону подвала, особенно когда основание сложено насыщенными водой грунтами. Кроме того, возможно нарушение прочности скальных пород в основании. В связи с этим расчет по первой группе предельных состояний (по устойчивости или прочности) проводят в следующих случаях:

1) при передаче на основание значительных горизонтальных нагрузок;

3) при ограничении основания нисходящим откосом;

4) при сравнительно неглубоком наложении фундаментов (относительно пола подвала) при основании, сложенном насыщенными водой глинистыми грунтами, особенно мягкопластичной и текучепластичной консистенции;

5) при сложении основания скальными грунтами.

При расчете оснований по первой группе предельных состояний необходимо выполнение условия:

, (11.1)

где F − расчетная нагрузка на основание;

γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от типа грунта;

F_и – сила предельного сопротивления основания:

γ_п – коэффициент надежности но назначению сооружения.

Различают следующие схемы разрушения:

1) симметричную схему;

2) глубинный сдвиг;

3) плоский сдвиг.

2. Расчет по второму предельному состоянию обязателен, если основание нескальное. При этом необходимо соблюдение условия, чтобы напряжения под подошвой фундамента не превышали расчетного давления на грунт. Это необходимо для использования принципа линейной деформируемости грунтов и обеспечения работы основания без образования опасных сдвигов.

Основное условие расчета по деформациям:

S< S_пр, (12.1)

где S − расчетная величина конечной совместной деформации сооружения и оснований;

S_пр − предельная допустимая совместная деформация.

Предельная допустимая деформация ycтанавливается нормами проектирования (СНиП). Деформации в данном случае могут характеризоваться:

1. абсолютной осадкой основания отдельного фундамента, S_i;

2. средней осадкой основания, S_ср;

3. относительной осадкой оснований двух фундаментов, ∆ S / l;

4. креном фундамента, θ_о;

5. относительным прогибом, ∆ Н / l.

Значения названных характеристик изменяются в среднем для абсолютных деформаций от 8 до 15 см, для относительных − от 0,0007 до 0,005. Эти значения приводятся в таблицах CHиПa. Для мостовых опор S_i = 1,5 √ l (cм), где l − пролет моста (м). Горизонтальное перемещение верха опоры S_r = 0,5 √ l (см).