3.4.2. Особенности расчета фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.
Основания и фундаменты опор мостов следует рассчитывать по двум группам предельных состояний:
Рис.71. Схемы потери несущей способности фундаментов и их осадок
1 - зона разрушения фундамента.
Конструкция фундамента в первом предельном состоянии должна быть рассчитана на прочность (рис.71, а), устойчивость против опрокидывания (рис.71, б) и сдвига по грунту основания (рис.71, в). Во втором предельном состоянии необходимо проверить трещиностойкость фундамента и его перемещения. Грунты основания под фундаментом проверяют в первом предельном состоянии по несущей способности и по устойчивости на сдвиг грунта вместе с фундаментом (рис.72, а). Во втором предельном состоянии рассчитывают деформации грунтов основания. Поскольку фундамент получает смещения, равные деформациям примыкающих к нему слоев грунта, эти расчеты общие для проверки фундамента и его основания. Они состоят в определении осадок и горизонтальных смещений фундамента и основания с целью учета их влияния на конструкцию опор и всего сооружения (рис.72, б). Расчеты по первому и второму предельным состояниям производят с учетом действующих на сооружение постоянных и временных нагрузок, возможных наиневыгоднейших их сочетаний и необходимых расчетных коэффициентов.
Рис.72. Схемы потери несущей способности фундаментов и их осадок
1 - поверхность сдвига грунта;
- вертикальное и горизонтальное смещение
фундамента от осадка грунта основания.
Деформации основания подразделяются на:
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 грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, 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 или горными выработками.
Размеры подошвы фундамента определяют по расчетным нагрузкам, действующим в уровне подошвы и по расчетным сопротивлениям грунта, расположенного под его подошвой.
С точки зрения работы свай в грунте, сваи при низком ростверке работают только на сжатие, а горизонтальные силы воспринимает ростверк, заглубленный в грунт; при высоком ростверке плита приподнята над грунтом и сваи работают как на сжатие, так и на изгиб.
Вопросы для самоконтроля:
На какие два класса подразделяются грунты?
Как подразделяются нескальные грунты?
Как определяют давление на грунт под подошвой фундамента мелкого заложения?