Глава 12. Расчет оснований по второму

ПРЕДЕЛЬНОМУ СОСТОЯНИЮ

Общие положения

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).

Определение границы активной зоны

При расчете деформаций основания используют понятие "активная сжимаемая зона" грунта, под которой понимают верхнюю часть грунтового основания под сооружением, в пределах которой существуют наиболее значительные внутренние напряжения от действия сооружения [2, с. 72].

Нижнюю границу активной сжимаемой зоны берут на такой глубине, ниже которой можно пренебречь деформациями грунта. Условно принимают границу на глубине, где максимальное значение дополнительного давления от сооружения достигает 0.2 природного. Для гидротехнических сооружений − 0.5 природного. При этом дополнительным давлением называют давление в грунте от действия веса сооружения, возникающее сверх природного.

Для определения нижней границы сжимаемой зоны делают следующее:

1. строят эпюру распределения давлений по глубине от собственного веса грунта;

2. определяют дополнительное давление на уровне подошвы фундамента;

3. строят эпюру распределения напряжений по глубине грунта от действия сооружения;

4) находят границу активной зоны из условия σ_g = 0,2 σ_б.

Если граница находится и грунте с Е ≤ 5 МПа или этот грунт находится непосредственно ниже границы, то его включают в активную кону.