4.1. Расчет оснований по двум группам предельных состояний. Основные условия расчета. Формулы расчетного сопротивлении и несущей способности грунта.

РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ (второе предельное состояние)

Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). При этом имеется в виду, что прочность и трещиностойкость фундаментов и надфундаментных конструкций проверены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием. Примечание. При проектировании сооружений, расположенных в непосредственной близости от существующих, необходимо учитывать дополнительные деформации оснований существующих сооружений от нагрузок проектируемых сооружений.

Деформация основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения); второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

Расчет оснований по деформациям должен производиться из условия совместной работы сооружения и основания.

Деформации основания допускается определять без учета совместной работы сооружения и основания в случаях, оговоренных в п. 2.5.

Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться: абсолютной осадкой основания s отдельного фундамента; средней осадкой основания сооружения ; относительной неравномерностью осадок двух фундаментов s/L;-. креном фундамента (сооружения) i;

относительным прогибом или выгибом f/L; кривизной изгибаемого участка сооружения p; относительным углом закручивания сооружения ; горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) u. Примечание. Аналогичные характеристики деформаций могут устанавливаться также для других деформаций, указанных в п. 2.35.

Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия s/L (s/L)_u (5) или i< i_u

где s - разность между осадками соседних фундаментов, L- расстояние между осями соседних фундаментов, ( s/L ) _u - предельное дополнительное значение относительной неравномерной осадки. по СНиП, i - креном фундамента (сооружения); i _u- предельное дополнительное значение крена фундамента (сооружения);

РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ (первое предельное состояние)

Целью расчета оснований по несущей способности являются обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания. Принимаемая в расчете схема разрушения основания (при достижении им предельного состояния) должна быть как статически, так и кинематически возможна для данного воздействия и конструкции фундамента или сооружения.

2.58. Расчет оснований по несущей способности производится исходя из условия

F  _cF_u/_n , где F - расчетная нагрузка на основание, определяемая по указаниям пп. 2.5-2.8;F_u - сила предельного сопротивления основания;

_с - коэффициент условий работы, принимаемый по СНиП:_n - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II и III классов.

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, сложенного скальными грунтами N_u, кН (тс), независимо от глубины заложения фундамента вычисляется по формуле:

N_u = R_cb^’l^’ где R_c - расчетное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта, кПа (тс/м²); и - соответственно приведенные ширина и длина фундамента, м, вычисляемые по формулам: b’=b-2e_b , l’=l-2e_l ,

здесь e_b и e_l - соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента, м.

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления N_u основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, допускается определять по формуле (16), если фундамент имеет плоскую подошву и грунты основания ниже подошвы однородны до глубины не менее ее ширины, а в случае различной вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента интенсивность большей из них не превышает 0,5R ( R – расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с пп.2.41.-2.48):

, где и - обозначения те же, что в формуле (12), причем символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания;N_г, N_q, N_c - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по табл.7 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта ϕ и угла наклона к вертикали δ равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента;

и - расчетные значения удельного веса грунтов, кН/м³ (тс/м³ ), находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды);с₁ - расчетное значение удельного сцепления грунта , кПа (тс/м² );d - глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимается значение d, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);, _q, _c - коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:

  =1-0,25/; _q =1+1,5/; _c =1+0,3/, здесь  = l / b;l и b - соответственно длина и ширина подошвы фундамента, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки равными приведенным значениям , определяемым по формулам (13).

Если  = l / b <1, в формулах (17) следует принимать  =1.

Расчет оснований по несущей способности допускается выполнять графоаналитическими методами (круглоцилиндрических или ломаных поверхностей скольжения), если:

а) основание не однородно по глубине;

б) пригрузка основания с разных сторон фундамента не одинакова, причем интенсивность большей из них превышает 0,5R (R- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое в соответствии с пп.2.41-2.48);

в) сооружение расположено на откосе или в близи откоса;

г) возможно возникновение нестабилизированного состояния грунтов основания, за исключением случаев, указанных в п