Осадка слоя грунта ограниченной толщи

Если несжимаемые скальные породы залегают наТлубине, меньшей активной зоны сжатия для фундаментов данных размеров, то предпосылки однородного полупространства как в случае плоской, так и пространственной задач не будут соблюдаться.
Наличие несжимаемых пород на некоторой глубине грунтовой толщи, как известно из курса механики грунтов, сказывается некоторой концентрацией напряжений по оси нагрузки, но общие осадки от действия местной нагрузки будут значительно меньше, чем в случае толщи однородных на большую глубину грунтов (полупространство). -
Как показывают соответствующие исследования, наличие несжимаемой породы на некоторой глубине, меньшей активной зоны сжатия, сказывается не только на величине осадок сжимаемой толщи, но в высокой степени и на распределении контактных давлений по подошве фундаментов, а следовательно, и на величине расчетных изгибающих моментов и перерезывающих сил.
Учет ограниченности сжимаемой толщи, (конечной глубины сжимаемого слоя) при проектировании сооружений дает значительный экономический эффект, не уменьшая гарантий безопасности по сравнению с расчетами по методу однородного полупространства.
Поэтому в настоящее время при проектировании сооружений, особенно имеющих значительную величину площади подошвы, учитывают неглубокое залегание несжимаемых (скальных) пород, а иногда принимают допущение о несжимаемости грунтов ниже активной зоны сжатия, по величине различной для фундаментов с разной площадью подошвы.
Исходными положениями излагаемого ниже метода расчета гибких фундаментов на слое конечной глубины (ограниченной мощности), подстилаемом несжимаемым основанием, являются:
1) сжимаемая толща (от уровня подошвы фундамента до глубины залегания несжимаемых пород) принимается однородной или квазиоднородной (со средними значениями характеризующих толщу коэффициентов деформируемости) и линейно деформируемой;
2) для определения реакций грунтовых оснований применяется метод Б. Н. Жемочкина, но единичные осадки определяются не по формуле Фламана (для плоской задачи однородного полупространства), а по решению О. Я. Шехтер (НИИ оснований, 1937 г. *), рассмотревшей сжатие однородного слоя ограниченной мощности также в условиях плоской задачи, но опирающегося на несжимаемое скальное основание под действием нагрузки, равномерно распределенной на некотором участке полосы 2а, приложенной на его поверхности; при этом допускается, что на контакте упругого слоя с несжимаемым подстилающим основанием сдвигающие напряжения равны нулю.
Методика расчета гибких фундаментов на сжимаемой толще грунтов конечной глубины и составление большого числа вспомогательных таблиц единичных коэффициентов осадок (по формуле О. Я- Шехтер), коэффициентов реактивных давлений по подошне фундаментов, а по ним и изгибающих моментов для различной мощности толщи сжимаемых грунтов, опирающейся на несжимаемое основание, и различных нагрузках на фундаменты, часто встречающихся на практике, составлены Г. В. Крашеминниковой * и И. К. Самариным **.
Приняв на контакте сжимаемого слоя грунта и несжимаемой породы отсутствие трения и сцепления (что, как можно показать, весьма незначительно сказывается на величине осадок при мощности упругого слоя, большей полупролета полосы) и основываясь на общем интеграле Н. М. Герсеванова для напряжений в условиях плоской задачи, О. Я. Шехтер получила решение с учетом граничных условий (на поверхности и по контакту слоя) очень сложной задачи определения осадок сжимаемого слоя ограниченной мощности Н (рис. IV-18), опирающегося на несжимаемое основание. Расчет фундаментных полос на сжимаемом слое ограниченной мощшхти. лежащем на несжимаемом основании (Н ф 0), производится исходя из тех же общих уравнений (IV-45) смешанного метода строительной механики статически неопределимых систем, как и в общем методе расчета гибких фундаментов Б. Н. Жемочкина. Как пример приведем график (рис. ГУ-24) изменения величины изгибающих моментов в среднем сечении балки М„ при равномерной нагрузке на балку д и различной мощности сжимаемого слоя ограниченной толщины для различной величины показателя гибкости Г, построенный по данным табл. IV-12.
При конструировании гибких фундаментов на слое грунта конечной мощности необходимо иметь в виду, что показатель гибкости системы Г может быть и близким к нулю, но прочность фундамента будет не обеспечена, если не учитывать, что в этом случае реактивные давления грунта достигают максимальной неравномерности.
Отметим также, что согласно существующей практике проектирования и результатам соответствующих подсчетов положения о плоской деформации могут применяться, не внося больших погрешностей, лишь для средних сечений фундаментных балок при длине их не менее чем в три — пять раз большей ширины и для любых сечений, удаленных от концов балки не менее чем на полторы ее ширины. Расчетная толщина (мощность) слоя сжимаемой толщи грунтов определяется фактической глубиной залегания на относительно небольшой глубине несжимаемых скальных пород или исходя-из приближенного допущения о том, что ниже активной зоны сжатия для данных размеров фундамента грунты несжимаемы.