5.3. Влияние различных факторов на величину и характер деформаций

1. Условия загружения:

   • непрерывно возрастающая нагрузка

Рис. 5.2. Деформации грунта при действии непрерывно возрастающей нагрузки

Чаще всего, практически в строительстве рассматриваются линейные деформации, т. е. до напряжений, равных R.

В этом случае правомерно использовать теорию упругости и инженерные методы расчета осадок;

• периодически действующая нагрузка

Рис. 5.3. Деформации грунта при действии периодически действующей нагрузки

При многократном нагружении основания общие деформации грунта стремятся к некоторому пределу.

При большом числе циклов нагружения появляются лишь упругие деформации, т. е. грунт приобретает упруго-уплотненное состояние. (Имеет практическое значение для строителей дорог, насыпей и т. д.)

2. Деформации грунта во времени

Рис. 5.4. Деформации грунтов в зависимости от времени

При уплотнении оснований скорость осадки фундамента (сооружения) зависит от скорости отжатия воды из пор грунта (фильтрационная консолидация). Впоследствии возникают осадки реологического характера (ползучесть скелета грунта).

Характер деформации зависит от индивидуальных свойств грунтов.

3. Зависимость деформации грунтов от размеров фундаментов (при прочих равных условиях) (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Деформации грунта в зависимости от размеров фундамента

При в < 0,5 м деформации очень большие (возможен выпор грунта или достижение I предельного состояния).

При в  0,5 м – малая сжимаемая толща (осадки малы).

При в > 0,5 м – увеличение активной сжимаемой зоны – увеличение деформации в целом.

При в > 7 м (А > 50 м²) осадки меньше теоретических, т. к. активная сжимаемая зона уходит в более плотные нижние слои грунта (возрастание модуля деформации с глубиной).

Основания и фундаменты рассчитываются по двум предельным состояниям:

1. По несущей способности:	N – заданная расчетная нагрузка на основание в наиболее невыгодной комбинации; Рпр – несущая способность (предельная нагрузка) основания для данного направления нагрузки N; с – коэффициент условия работы основания (<1); q – коэффициент надежности (>1).
2. По предельным деформациям:	Sрас – расчетная абсолютная осадка фундамента; – расчетная относительная разность осадок фундаментов; ; – предельные величины, абсолютной и относительной разности осадок фундаментов соответственно (СНиП 2.02.01–83*).

5.4. Расчет оснований по деформациям и методы расчета осадок. Затухание осадок во времени

Деформации основания подразделяют следующим образом:

• осадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

• просадки – деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, например, как замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т. п.;

• подъемы и осадки – деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

• оседания – деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т. п.;

• горизонтальные перемещения – деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т. д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т. п.;

• провалы – деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями, горными выработками или зонами суффозионного выноса грунта.

Расчет оснований по деформациям производят, исходя из условия

, (5.1)

где – совместная деформация основания и сооружения;

S_u – предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01–83* «Основания зданий и сооружений» или СП50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».