содержание      ..     1      2      3      4      ..

Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений (1978 год) - часть 3

Рис. 3.18. Расчетные схемы для учета влияния полосовой нагрузки на деформацию основания 

Рис. 3.19. Схема для проверки расчетного давления по характеристикам грунта подстилающего слоя основания
1 — грунт верхних слоев основания;
2 — подстилающий слой грунта меньшей прочности, чем грунты вышележащих слоев

Расчет деформаций оснований

3.220 Расчет деформаций оснований должен производиться с учетом:

размеров фундамента в плане, его формы и глубины заложения;

физико-механических характеристик слоев грунтов в пределах сжимаемой толщи основания, а также их изменения в плане и по глубине;

вычисленных по указаниям пп. 3.14—3.23 (3.6—3.9) нагрузок на рассматриваемый фундамент, а также нагрузок на соседние фундаменты, полы и прилегающие площади.

Примечание. При определении крена отдельно стоящего фундамента (сооружения) следует также, как правило, учитывать

увеличение эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).

3.221 (3.48). Расчетная схема основания, используемая для определения совместной деформации основания и здания или сооружения (упругое линейно- или нелинейно-деформируемое полупространство; основание в виде слоя конечной толщины; основание, характеризуемое коэффициентом постели, в том числе переменным, и т. д.), должна выбираться с учетом механических свойств грунтов, характера их напластований в основании и особенностей сооружения.

3.222. Для расчета деформаций основания используются расчетные схемы основания в виде упругого линейно-деформируемого полупространства и слоя конечной толщины [пп. 3.223 (3.49) и 3.224]. Для расчета конструкций на сжимаемом основании кроме этих расчетных схем могут применяться схемы, характеризуемые коэффициентом постели или коэффициентом жесткости. Под коэффициентом жесткости понимается отношение величины нагрузки, действующей на фундамент, к его расчетной осадке, которая может определяться, в частности, по рекомендациям главы СНиП II-15-74. Такая характеристика сжимаемости основания оказывается очень удобной, в особенности при необходимости учета неоднородности грунтов основания.

При соответствующем обосновании допускается применение расчетных схем основания, учитывающих нелинейность зависимости «нагрузка — осадка».

3.223 (3.49). Расчет деформаций основания следует, как правило, выполнять, применяя расчетную схему основания в виде:

суммарная толщина не превышает значения, указанного в п. 3.238. 3.225. Расчет деформаций основания с использованием расчет-ных схем, указанных в п. 3.223 (3.49), следует выполнять в соответствии с требованиями, изложенными в пп. 3.226—3.264.

При этом среднее давление на основание под подошвой фундамента должно ограничиваться в соответствии с указаниями пп. 3.178—3.219 (3.50—3.60 и 3.62).



ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДКИ

3.226 (1 прил. 3). Осадка основания фундамента с использованием расчетной схемы основания в виде упругого линейно-деформи-руемого полупространства [подпункт «а» п. 3.49 настоящей главы (п. 3.223 Рук.)] определяется методом послойного суммирования осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи основания.

Принимается, что для фундаментов шириной или диаметром менее 10 м осадка вызывается дополнительным давлением, равным разности среднего давления, передаваемого фундаментом, и природного давления (от веса грунта до выемки котлована), а величина сжимаемой толщи основания может устанавливаться по указаниям п. 6 (п. 3.232 Рук.).

Метод послойного суммирования позволяет определять осадку как отдельно стоящего фундамента, так и фундамента, на осадку которого влияют нагрузки, передаваемые соседними фундаментами, а также нагрузки на полы и прилегающие площади.

В обоих случаях при расчете осадок для ряда горизонтальных сечений сжимаемой толщи основания определяются дополнительные давления по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

Для учета влияния соседних фундаментов помимо этих давлений должны также определяться давления по вертикалям, проходящим по углам «фиктивных фундаментов», согласно указаниям п. 4 (п. 3.229 Рук.).

3.227 (2 прил. 3). При расчете осадок отдельно стоящих фундаментов методом послойного суммирования следует учитывать схему распределения вертикальных давлений в толще основания, приведенную на рис. 3.20 (1 прил. 3), где приняты следующие обозначения: 

Рис. 3.20 (прил. 3). Схема для расчета осадок методом послойного суммирования 

3.229 (4 прил. 3). Распределение по глубине нормальных давлений в любой точке С в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с дополнительным давлением по подошве р0 находится с использованием метода угловых точек.

Примечание. Для промежуточных значений m  и n величина коэффициента а определяется интерполяцией. 

Пример. Рассчитать осадку фундамента с учетом влияния давлений в основании, вызванных нагрузкой от соседнего фундамента в здании с гибкой конструктивной схемой, при следующих данных.

Расчет осадок проводим методом угловых точек. Распределение вертикальных сжимающих давлений по вертикали, прохо- дящей через центр фундамента Ф-2, получаем суммированием давлений в основании, вызванных нагрузкой от рассчитываемого фундамента Ф-2 и дополнительного давления, вызванного нагрузкой от влияющего фундамента Ф-1. Дополнительное давление от фундамента Ф-1 определяем как сумму давлений в угловой точке М четырех загруженных прямоугольников («фиктивных фундаментов») : MLAI и MNDL взятых со знаком «+», и MKBI и MNCК, взятых со знаком «—».

Рис. 3.22. Схемы для примера расчета осадки фундамента Ф-2 с учетом влияния соседнего фундамента Ф-1

Таблица А

Расчет осадки фундамента с учетом влияния соседнего фундамента

3.234 (8 прил. 3). Определение осадки основания с использованием расчетной схемы линенно-де-формируемого (упругого) слоя конечной толщины производится в случаях, указанных в подпункте «6» п. 3.49 настоящей главы (пп. 3.224 и 3.225 Рук.).

Принимается, что
осадка в этих случаях вызывается полным средним давлением, действующим по подошве фундамента (без вычета природного давления грунта).

За расчетную толщину линейно-деформируемого (упругого) слоя принимается величина, определяемая согласно указаниям п. 10 (п. 3.235 Рук.).

При наличии в основании до глубины Нп (от подошвы фундамента) слоев глинистого грунта различаются следующие случаи (см. рис. 3.24):

Рис. 3.24. Схемы к определению глубины сжимаемой толщи при неоднородном основании
ниже Нп а—только песчаные грунты; б —только глинистые грунты; в — песчаные и глинистые грунты

3.242. Указания п. 3.240 (9 прил. 3) относятся к определению средней осадки основания.

При определении средней осадки основания толщины слоев грунта с различными прочностными и деформационными характеристиками принимаются средними в пределах контура фундамента.

3.243. Средняя осадка основания фундамента непрямоугольной (некруглой) формы определяется по формуле (3.75) (6 прил. 3) как для равновеликого прямоугольника (круга), максимально приближающегося по своим очертаниям к действительному фундаменту. 

3.244. Осадки центра, угловых точек и середин сторон прямоугольного фундамента, а также центра и края круглого фундамента определяются по формуле

3.246. Осадки центра, углов и середин сторон прямоугольных фундаментов от влияния соседних фундаментов или нагрузок на полы определяют по формуле (3.76) с использованием схемы фиктивных фундаментов [см. рис. 3.25 (2 прил. 3)] либо с помощью ЭВМ по стандартной программе.

3.247. Осадки различных точек непрямоугольных фундаментов (составленных из прямоугольников) определяются с учетом взаимного влияния прямоугольных фундаментов, на которые условно разбивается исходный фундамент.

3.248. Дополнительную осадку фундамента шириной b>10 м от влияния соседних фундаментов допускается принимать равной дополнительной осадке центра рассчитываемого фундамента.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНА ФУНДАМЕНТОВ
Учет внецентренного действия нагрузки

3.249 (11 прил. 3). Креи фундамента при действии внецентрен-ной нагрузки по расчетной схеме основания в виде линейно-дефор-мируемого полупространства (подпункт «а» п. 3.49 настоящей главы) (п. 3.223 Рук.) определяется:

а) прямоугольного фундамента — в направлении большей его стороны I (вдоль продольной оси) по формуле 

3.250. При расчете кренов отдельных фундаментов, на которые действуют изгибающие моменты, в том числе вызванные горизонтальными силами, приложенными выше подошвы фундамента, в формулах (3.78) — (3.80) [(8) — (10) прил. 3] вместо величины изгибающего момента от вертикальной составляющей нагрузки Р необходимо принимать суммарный изгибающий момент относительно оси поворота фундамента.

3.251. При расчете кренов фундаментов с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полупро-странства среднее (приведенное) значение модуля деформации грунтов в пределах сжимаемой толщи основания определяется по формуле (3.86) (21),

3.252. Среднее значение коэффициента Пуассона в пределах сжимаемой толщи основания определяется по формуле 

3.258. (прим. к п. 3.61). Дли определении кренов сидосов сыпучих материалов от их эксцентричного загружения после предварительного обжатия основания равномерно распределенной нагрузкой (при полном проектном заполнении силосов) сжимаемость грунтов основания должна приниматься соответствующей той плотности грунтов, которая может быть достигнута при их обжатии.

3.259. Сжимаемость грунтов после их предварительного обжатия должна устанавливаться на основе специальных исследований.

При отсутствии соответствующих опытных данных для песчаных грунтов (кроме пылеватых) и глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции допускается принимать значения модулей деформации увеличенными соответственно в 2 и 1,5 раза.

Указанные значения повышающих коэффициентов допускается также использовать при расчете кренов дымовых труб высотой бо-лее 100 м. В последнем случае учитывается небольшая скорость нарастания нагрузки на основание.

Учет влияния соседних фундаментов и неоднородности грунтов основания

3.260. Крен фундаментов, вызванный влиянием других фундаментов, нагрузок на полы и прилегающие площади, а также неоднородностью грунтов основания в плане и по глубине, определяется как отношение разности осадок середин противоположных сторон фундамента к его длине или ширине либо как отношение разности осадок угловых точек фундамента к расстоянию между ними

Рис. 3.25. Схемы геологического разреза (а) и плана фундаментной плиты (б) к примеру расчета деформаций основания
1 — песок средней крупности; 2 — суглинок; 3 — моренный суглинок; 4 — песок мелкий

Пример расчета деформаций основания с использованием расчетной схемы, линейно-деформируемого слоя

Требуется рассчитать основание фундаментной плиты четырех сблокированных монолитных железобетонных силосиых корпусов.

Геологический разрез основания и план фундаментной плиты приведены на рис. 3.25.

Расчетные характеристики грунтов основания определены по данным табл. 3.12 (1 прил. 2) и 3.13 (2 прил. 2) и приведены в таблице В.

Глубина заложения фундаментной плиты h=2,5 м принята минимальной с тем, чтобы по возможности не уменьшать толщу песка средней крупности в зоне наибольших деформаций и уменьшить давление на мягкопластичный суглинок.

На фундаментную плиту в уровне ее подошвы передаются следующие расчетные нагрузки (при расчете оснований по деформациям они равны нормативным):

постоянная от собственного веса всех силосов G1=4420 тс; временная от загрузки одного силоса Pi —2700 тс; изгибающий момент от ветровой нагрузки Мв=4600 тс-м.

При расчете основания по деформациям без учета совместной работы основания фундаментной плиты и надфундаментного строения предельные значения деформаций основания можно принять 

Следовательно, расчет основания можно вести с использованием теории линейно-деформируемой среды. 

Находим приведенный в пределах сжимаемого слоя модуль деформации основания по п. 3.245.

В данном случае вследствие больших размеров фундаментной плиты, относительно небольшого начального эксцентриситета внешней нагрузки и малой сжимаемости основания влияние увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона сооружения оказалось ничтожно малым.

Таким образом, исходя из расчета основания размеры фундаментной плиты в плане могут быть приняты равными 26X26 м.
 

Предельно допустимые деформации основания

3.264. Предельно допустимые деформации основания и здания (сооружения) должны устанавливаться при разработке проекта здания (сооружения) в соответствии с требованиями пп. 3.265— 3.280 (3.63—3.69).

3.265(3.63). Предельно допустимые величины совместной деформации основания и здания (сооружения) устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения — изменение проектных уровней и положений здания или сооружения в целом (зданий повышенной этажности, башен, дымовых труб и пр.), отдельных их элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового

проектов на основе расчета конструкций здания или сооружения во взаимодействии со сжимаемым основанием. Критерием такого расчета являются прочность, устойчивость и трещиностойкость конструкций с учетом дополнительных усилий, обусловленных дефор-мациями основания (см., например, «Указания по проектированию конструкций крупнопанельных жилых домов» СН 321-65, М., Строй-издат, 1966). Указанный расчет рекомендуется выполнять для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью неравномерности сжимаемости основания в пределах плана здания или сооружения. 

по деформациям без учета влияния жесткости здания или сооружения на перераспределение нагрузок на основание [п. 3.69 настоящей главы (п. 3.279 Рук.)];

в) перечень грунтов (с указанием их простейших характеристик свойств и состояния, а также характера напластования этих грунтов), при наличии которых в основании зданий или сооружений не требуется выполнить расчет оснований по деформациям.

3.274(3.68). Степень изменчивости сжимаемости основания  [подпункт «а» п. 3.67 (п. 3.273 Рук.)] как одного из критериев допустимости применения проектов по п. 3.67 (п. 3.273 Рук.) определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана здания или сооружения к наименьшему значению. 

а) расчет деформаций оснований допускается производить без учета влияния жесткости конструкций здания или сооружения на перераспределение нагрузок на основание;

б) при грунтах основания, сложенных по всей площади проектируемого здания или сооружения горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями, предельные значения максимальных и средних абсолютных осадок допускается увеличивать на 20% против величин, указанных в табл. 3.37(18);

в) при набухающих грунтах основания предельные величины деформаций — подъема фундаментов, максимального и среднего — принимаются численно равными 0,25 от предельных величин максимальных и средних осадок, приводимых в табл. 3.37(18), а выгиба зданий — равным 0,5 от предельных величин, указанных в той же таблице.

Примечание. На основе обобщения опыта проектирования, строительства я эксплуатации отдельных видов зданий и сооруже-ний с учетом эффективности конструктивных мероприятий, обеспечивающих требуемую прочность, устойчивость к трещиностойкость конструкций от воздействия неравномерных деформаций основания, допускается в установленном порядке утверждать предельные значения деформаций, отличные от значений, принятых в табл. 3.37(18).

3.280. Данные табл. 3.37(18) не распространяются на здания и сооружения, конструкции которых рассчитаны на воздействие усилий, вызванных деформациями оснований. В этих случаях предельно допустимые деформации основания устанавливаются по указаниям пп. 3.265—3.278 (3.63—3.68).

Предельно допустимые деформации основания для одноэтаж-ных производственных зданий в зависимости от их конструктивных особенностей допускается принимать по пп. 1 или 2 табл. 3.37(18).

В проектах зданий и сооружений, расчетная величина средней осадки которых Sсp>8 см, следует, как правило, предусматривать строительный подъем здания или сооружения на величину, равную Sep.

3.281(3.70). Расчет оснований по деформациям считается удовлетворенным, если фактическое среднее давление на грунт под фундаментами проектируемых зданий или сооружений не превышает расчетного давления на основание и выполняется одно из следующих условий;

Примечания: 1. Табл. 3.38(19) допускается пользоваться: а) при горизонтальном, выдержанном по толщине, залегании в основании зданий и сооружений (в пределах сжимаемой толщи) отдельных слоев, состоящих из грунтов, перечисленных в настоящей таблице (уклон не более 0,1);

б) если ширина отдельных ленточных фундаментов под несущие конструкции или площадь отдельных столбчатых фундаментов отличается не более чем в 2 раза;
в) для зданий и сооружений иного назначения, чем указано в таблице, при аналогичных с ними конструкциях, нагрузках и грунтах, сжимаемость которых не превышает сжимаемости грунтов, приведенных в таблице.
2. Табл. 3.38(19) не распространяется на производственные здания с нагрузками на полы более 2 тс/м2.

3.284(3.71). Натурные измерения деформаций оснований и фундаментов должны предусматриваться:

в проектах ответственных зданий и сооружений, возводимых на сильнодеформируемых неоднородных грунтах оснований, если ожидаемые деформации близки к предельно допустимым для этих зданий и сооружений;

если применяются новые конструкции зданий и сооружений или их фундаментов, недостаточно изученные в массовом строительстве;

при наличии в задании на проектирование специальных требований по измерению деформаций в целях изучения работы оснований, конструкций зданий и сооружений или технологического оборудования и пр.

Выбор объекта измерения деформаций должен быть согласован с заказчиком.

3.285. Измерения деформаций оснований и фундаментов должны предусматриваться также для ответственных зданий и сооружений, возводимых на грунтах с особыми свойствами (просадочные, насыпные и т. п.).

3.286. Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на площадках, где возможны горизонтальные перемещения земной поверхности (например, вследствие горных подработок, оползневых явлений и т. п.), должны включать измерения горизонтальных перемещений фундаментов.

3.287. Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений должны проводиться с начала строительства и продолжаться в период эксплуатации до стабилизации деформаций.

3.288. Методика натурных наблюдений должна приниматься в соответствии с «Руководством по наблюдениям за деформациями фундаментов зданий и сооружений» (М., Стройиздат, 1975). Объем и методика наблюдений устанавливаются в проектах зданий и сооружений с учетом затрат, необходимых для устройства реперов и марок и проведения наблюдений.



РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

3.289(3.4). Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т. п.), в том числе сейсмические;

б) фундамент или сооружение в целом расположены на бровке откоса или вблизи крутопадающего слоя грунта;

в) основание сложено водонасыщенными глинистыми и заторфо-ванными грунтами, указанными в п. 3.76 настоящей главы (п. 6.13 Рук.);

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах «а» и «б» п. 3.4 настоящей главы (п. 3.289 Рук.), допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозмолсность смещения рассматриваемого фундамента.

Примечание. Если проектом предусматривается возможность выполнения работ по возведению здания или сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, должна производиться проверка несущей способности основания по нагрузкам, фактически действующим в процессе строительства.

Рис. 3.28. Конструктивные мероприятия, препятствующие смещению фундаментов
а — наличие бетонного пола в подвале; б — жесткое крепление стенки откоса; в — пространственно-жесткая система фундаменто-подвальной части здания (план)

3.290. К конструктивным мероприятиям, обеспечивающим невозможность горизонтального смещения фундамента, относятся: устройство полов в подвале здания (рис. 3.28, а); введение затяжек в распорные конструкции; жесткое закрепление откоса (рис. 3.28, б);

объединение фундаментов в единую систему пространственно жесткой и прочной надфундаментной конструкцией, например при фундаментно-подвальной части здания с частым шагом поперечных стен на фундаментах в виде железобетонных перекрестных лент — рис. 3.28, в (в последнем случае обеспечивается также невозможность и вертикального смещения отдельного фундамента на участке между пересечениями поперечных стен) и т. п.

3.291(3.72). Целью расчета оснований по несущей способности (т. е. по первой группе предельных состояний) является обеспечение прочности оснований и устойчивости нескальных оснований, а также недопущение сдвига фундаментов по подошве и его опрокидывания, что сопровождается, как правило, значительными перемещениями отдельных фундаментов или сооружений в целом, при которых эксплуатация последних становится невозможной. Принимаемая в расчете схема разрушения основания (при достижении им предельного состояния) должна быть как статически, так и кинематически возможна для данного фундамента или сооружения.

3.292(3.73). Расчет оснований по несущей способности производится исходя из условия:

3.294. Несущая способность скальных оснований по формулам (3.87) (22) и (3.88) (23) определяется из условия, чтобы среднее давление по приведенной подошве фундамента H0р не превосходило временного сопротивления образцов скального грунта сжатию Re, определяемого в условиях одноосных испытаний.

3.296. Приведенные размеры фундамента при внецентренной нагрузке определяются из условия, чтобы равнодействующая всех сил оказывалась в центре тяжести приведенной прямоугольной подошвы фундамента (рис. 3.29).

Подошва фундамента сложного очертания должна при этом предварительно приводиться к эквивалентной по площади прямоугольной форме. Для круглого фундамента эквивалентной формой будет квадрат, а приведенной (для случая внецентренного расположения равнодействующей) — прямоугольник по рис. 3.30.

3.296(3.75). Несущая способность основания, сложенного нескальными грунтами, должна определяться исходя из условия, что в грунте образуются поверхности скольжения, охватывающие всю подошву фундамента или сооружения; при этом считается, что соотношение между нормальными р и касательными напряжениями х по всей поверхности скольжения, соответствующее предельному состоянию основания, подчиняется зависимости

3.297(3.77). Несущая способность оснований из нескальных грунтов определяется на основе теории предельного равновесия грунтовой среды. При этом должны различаться случаи, когда допускается применять:

а) аналитические решения [в случаях и по указаниям п. 3.78 настоящей главы (п. 3.302 Рук.)];

б) графоаналитические методы с построением круглоцилиндрических поверхностей скольжения (в случаях и по указаниям п. 3.79 настоящей главы (пп. 3.308—3.312 Рук.).

3.298. Наиболее строгими методами определения величины несущей способности являются методы, основанные на теории предельного равновесия сыпучей среды. Поверхности скольжения в этом случае не задаются произвольно, а определяются в результате решения системы дифференциальных уравнений предельного равновесия. Однако строгие аналитические решения получены только для отдельных случаев, т. е. для ленточного фундамента при центральном за-гружении вертикальной или наклонной нагрузкой и круглого фундамента при центральном загружении вертикальной нагрузкой. Любые другие случаи загружения, формы фундамента в плане и характера основания учитываются в этих решениях эмпирическими коэффициентами, либо путем использования инженерных методов оценки несущей способности оснований.

3.299. При расчете несущей способности основания следует учитывать, что возможны различные схемы потери устойчивости, например, в виде плоского сдвига по подошве фундамента (или ниже ее) или по схеме глубинного сдвига по тем или иным поверхностям скольжения, огибающим фундамент и прилегающий к нему массив грунта.

Направление сдвига может быть также различно — в сторону горизонтальной составляющей равнодействующей всех сил или в сторону действия момента (в сторону, противоположную эксцентриситету) .

Параметры элементов поверхностей скольжения могут быть известны или же заданы исходя из тех или иных теоретических предпосылок и допущений и уточнены путем последовательных попыток расчета при поиске минимально возможной несущей способности основания для выбранной схемы потери устойчивости.

3.300. При выборе схемы потери устойчивости следует учитывать характер нагрузок и их равнодействующей (вертикальность, наклон, эксцентриситет), форму фундамента (ленточный, прямоугольный и пр.), характер подошвы фундамента (горизонтальность, наклон, наличие зуба и пр.), наличие связей фундамента с другими элементами здания или сооружения, ограничивающих возможность потери устойчивости, характеристику основания — вид и свойства грунтов, однородность геологического строения, наличие и наклон слоев и слабых прослоек, наличие откосов грунта вблизи фундамента и пр.

3.301. Основания ленточного фундамента следует проверять на устойчивость только в направлении короткой стороны (ширины) фундамента, а прямоугольного, квадратного и круглого — в направлении действия момента либо наклона равнодействующей (направления ее горизонтальной составляющей).

При проверке несущей способности основания фундамента следует учитывать, что потеря устойчивости может происходить по трем возможным вариантам (в зависимости от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющих равнодействующей, а также величины эксцентриситета):

плоский сдвиг по подошве;

глубокий сдвиг в направлении горизонтальной составляющей нагрузки;

глубокий сдвиг в направлении момента.

Проверку устойчивости основания отдельного фундамента следует производить с учетом работы основания всего сооружения в делом. Например, основание фундамента здания, примыкающего к подпорной стенке, следует рассчитывать по устойчивости вместе с основанием подпорной стенки. Призма обрушения в этом случае может быть ориентировочно ограничена поверхностью ABC (рис. 3.31).

3.302(3.78). Несущую способность оснований Ф для вертикальной составляющей нагрузки допускается определять с применением аналитических решений, если основание сложено нескальными однородными грунтами, находящимися в стабилизированном состоянии, и фундаменты имеют плоскую подошву, а пригрузка с разных сторон фундамента отличается по величине не более чем на 25%, пользуясь формулой

Рис. 3.31. Схема потери устойчивости основания системы «подпорная стенка — фундамент» примыкающего сооружения

в) если к фундаменту приложены горизонтальная сила Т и момент М, приведенные размеры фундаментов вычисляются по формулам (3.89) (24) и (3.90) (25) независимо от направлений смещений, вызываемых горизонтальной силой и моментом.

г) за сторону фундамента, вводимую в первый член формулы (3.92) (28), принимается та сторона, в направлении которой ожидается потеря устойчивости (сдвиг грунта по поверхности скольжения). Вследствие этого под понятием ширина фундамента и символом «6». в этом расчете должна приниматься не меньшая, а большая сторона фундамента, если, например, момент сил и горизонтальная сила будут действовать вдоль длинной, а не короткой стороны фундамента.

В случае возможного поднятия уровня грунтовых вод следует проверить принятые размеры фундамента исходя из расчета основания как по деформациям, так и по несущей способности. В этих расчетах в соответствии с пп. 3.184(3.53) и 3.302(3.78) объемный вес песка следует принимать с учетом взвешивающего действия воды.

3.307. Формула (3.92) (28) не распространяется на многослойные основания в общем случае загружения. Однако ее применение допускается при центральном загружении вертикальной нагрузкой двухслойного основания с более прочным верхним слоем, имеющим толщину (под подошвой фундамента) h<2b (b — ширина фундамента). В этом случае несущая способность основания определяется в предположении, что фундамент условно заглублен до нижнего

подстилающего слоя, а по боковой поверхности нижней («грунто-вой») частп условного фундамента возникают силы сопротивления Сдвигу грунта верхнего слоя основания. Исходя из этого, несущая способность двухслойного основания складывается из несущей способности основания, представленного нижним слоем грунта, и суммы сил сопротивления сдвигу по грунту верхнего слоя.

Силы сопротивления сдвигу S, возникающие при прорезке верх-него слоя грунта, следует определять (для ленточного фундамента) по формуле

Рис. 3.37. Схема фундамента и двухслойного основания к примеру расчета несущей способности

3.308(3.79). Несущую способность оснований Ф графоаналитическим методом с построением круглоцилиндрических поверхностей скольжения допускается определять в случаях, когда:

а) основание сложено неоднородными грунтами;

б) величины пригрузок с разных сторон фундамента отличаются между собой более чем на 25%;

в) фундаменты расположены на откосе, под откосом или на крутопадающих пластах грунта;

г) возможно возникновение нестабилизированного состояния грунтов, за исключением случаев, указанных в п. 3.80 настоящей главы (п. 6.16 Рук.).

Для определения несущей способности оснований этим методом должны находиться положение центра и величина радиуса наиболее опасной окружности, объемлющей сдвигаемую часть грунта основания. Несущая способность основания считается обеспеченной, если Отношение момента сил, препятствующих сдвигу по выбранной поверхности скольжения, к моменту сдвигающих сил не менее 1,2.

3.309. Графоаналитические методы для расчета устойчивости оснований и откосов следует использовать только в тех случаях, когда нельзя применить аналитические методы. Среди графоапали-тических методов наиболее универсальным является метод кругло-цилиндрических поверхностей скольжения. Он позволяет учитывать практически любые условия загружения как самого фундамента, так и прилегающего грунта, а также неоднородность основания, наклон поверхности и т. д.

В методе круглоцилиндрических поверхностей численное значение несущей способности основания как предельной нагрузки, и коэффициент надежности rн в формуле (3.87) (22) непосредственно не определяются, а находится отношение моментов сил, препятствующих сдвигу грунта основания по поверхности скольжения, к моменту сдвигающих сил. Это отношение, оценивающее несущую способность основания, именуется коэффициентом устойчивости и обозначается r.

Метод предназначен для оценки несущей способности ленточных фундаментов. Допускается в запас надежности применять его для фундаментов ограниченной длины.

Для неоднородных геологических условий метод применим, если сопротивление сдвигу отдельных слоев грунта, пересекающих поверхность скольжения, отливаются не более чем в 2—3 раза.

3.310. Коэффициент устойчивости k для оценки по указаниям п. 3.308 (3.79) несущей способности методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения в общем случае загружения для ленточного фундамента определяется по формуле, в которой моменты даны на 1 м длины фундамента:

Рис. 3.38. Схема к расчету несущей способности основания по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения
а — расчетная схема; б —усилия, действующие на i-ю полосу

Рис 3 39. Схема к примеру расчета несущей способности основания методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения

3.314. При расчете методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения в случае однородных грунтовых условий допускается применять способ «круга трения»

В этом способе предполагается, что реакция грунта в каждой точке круглоцилиндрической поверхности скольжения направлена 

содержание      ..     1      2      3      4      ..