Глава 6. Деформации грунтов и расчет осадки фундаментов. Несущая способность оснований.

6.1. Виды деформации грунтов и причины их обусловливающие.

Определение деформаций грунтов под действием внешних сил имеет огромное значение для практики проектирования фундаментов сооружений.

Факторами, определяющими долговечность сооружений, являются не напряжения в грунте (если они не достигают предельных величин), а деформации оснований, их осадки, под которыми понимают вертикальные смещения грунтовых оснований. Однако равномерная осадка всего сооружения не вызывает дополнительных напряжений в его конструкциях, но разность осадок отдельных частей основания сказывается на прочности фундамента и надфундаментных строений. Разность осадок оснований бывает тем больше, чем больше абсолютные осадки оснований. В связи с этим, важно знать как величины абсолютных осадок, так и разности осадок отдельных частей сооружений.

За последние десятилетия на базе теории расчета осадок грунтовых оснований и статистической обработки результатов многочисленных замеров осадок и разности осадок различных сооружений на различных напластованиях грунтов оказалось возможным разработать прогрессивный метод расчета фундаментов по предельным деформациям оснований. Этот метод, в настоящее время широко применяется в отечественной проектной практике, базируется на обязательном соблюдении следующих условий:

S_расч≤S_пр;

(1)

ΔS_расч<ΔS_пр

т.е. расчетная осадка оснований фундаментов S_расч и разность осадок соседних фундаментов ΔS_расч должны быть менее определенных предельных величин S_пр и ΔS_пр, установленных на основе анализа результатов наблюдений за осадками оснований сооружений и регламентируемых, соответствующими нормами СНИПа.

Грунты являются сложными многофазными системами частиц, деформации которых зависят как от общего изменения их объема (уплотнения, набухания), так и от деформируемости всех компонентов (фаз), составляющих грунты (ползучести скелета, сжимаемости поровой воды, а так же включений паров, газов и пр.), и их взаимодействие.

Различные воды деформаций грунтов и причины, их вызывающие систематизированы нами в табл.1

Главнейшие физические причины деформаций грунтов Таблица 6.1.

Вид деформаций		Причины деформаций
Упругие	изменения объема	молекулярные силы упругости твердых частиц, а также тонких пленок воды и замкнутых пузырьков воздуха
	искажение формы	молекулярные силы упругости, искажение структурной решетки
Неупругие остаточные	уплотнения	уменьшение пористости (компрессионные свойства)
	набухания	расклинивающий эффект, как результат действия электромолекулярных сил
	ползучести	взаимные сдвиги частиц
	чисто остаточные	разрушение структуры, излом частиц

На практике в одних случаях имеют первостепенное значение упругие деформации, например при расчете на динамические нагрузки (включая и сейсмические воздействия) и при расчете гибких фундаментов на совместную работу их со сжимаемым основанием, в других – неупругие (уплотнения и набухания) – при расчете, главным образом, массивных фундаментов по предельным деформациям оснований (для определения величины полной осадки грунтовых оснований и затухания осадок во времени), а иногда – чисто остаточные (при образовании колей на усовершенствованных грунтовых покрытиях и дорогах).