Определение несущей способности основания

Под несущей способностью основания понимают ту пре­дельную нагрузку, которую можно передать от сооружения. Раз­личают два вида несущей способности основания:

а) по условию предельной величины деформации только за счет его уплотнения, это так называемое начальное или крити­ческое давление , соответствующее началу образования зон сдвига в грунте и распространению их на глубину не более 0.25b;

б) предельную несущую способность, равную пределу проч­ности основания, после чего наступает полное его разрушение (предельное давление).

Начальное критическое давление определяется по формуле Пузыревского [8.Гл. IV]. Его величина определяется как предел линейного деформирования основания, при котором начинает раз­виваться область разрушения грунта под краями фундамента [8].

Первому критическому давлению соответствует расчетное давление на грунт (R), формула которого представлена в СНиП 2.02.01-83 (формула7 [1]).

Расчет оснований по несущей способности производят исходя из условия:

, (3.1)

где F – расчетная нагрузка на основание;

– сила предельного сопротивления основания;

– коэффициент условий работы,();

– коэффициент надежности по назначению

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления скального основания вычисляется по формуле:

, (3.2)

где – расчетное значение предела прочности скального грунта на одноосное сжатие, кПа.

и – приведенная ширина и длина фундамента

; , (3.3)

где и - соответствующие эксцентриситеты нагрузки.

Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки определяется из условия:

, (3.4)

где и – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки в уровень подошвы фундамента;

–– Если , (3.5)

расчет производится по формуле 16 СНиП 2.02.03-85^* [1].

–– Если , то производят расчет фундамента на сдвиг по подошве.

Расчет фундамента на сдвиг по подошве производят исходя из условия:

, (3.6)

где и – суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных и сдвигающих и удерживающих сил, определяемые с учетом активного и пассивного давления грунта на боковые грани фундамента;

и – обозначения те же, что в формуле (3.1).

Удерживающая сила для нескального основания определяется по формуле:

, (3.7)

где – сумма проекций всех сил на вертикальную плоскость;

, (3.8)

где – собственный вес фундамента подпорной стены и грунта на его уступах;

– ширина фундамента подпорной стены в направлении сдвига;

, (3.9)

где – коэффициент пассивного сопротивления грунта

, (3.10)

– высота призмы выпора грунта

, (3.11)

где d – глубина заложения;

b – ширина фундамента, подпорной стены в направлении сдвига;

– угол наклона задней грани подпорной стены к вертикали;

– угол трения грунта по задней грани стенки (при отсутствии трения );

– угол выпора грунта. Расчет производят для , и ;

При сдвиге по подошве () вводят ограничения , ,

Для скального основания

, (3.12)

где – коэффициент трения. или

В случае многослойного основания с более прочным вер­хним слоем и центральной нагрузки на фундамент несущая спо­собность основания определяется в предположении, что фунда­мент условно заглублен до нижнего подстилающего слоя, а по боковой поверхности нижней ("грунтовой") части условного фун­дамента возникают силы сопротивления сдвигу грунта верхнего слоя основания. Исходя из этого несущая способность двухслой­ного основания складывается из несущей способности основания, представленного нижним слоем грунта и суммы сил сопротивле­ния сдвигу по грунту верхнего слоя.

Силы сопротивления сдвигу S определяются по формуле (3.13) или по методике, предложенной в пособии по проектирова­нию оснований зданий и сооружений [3],

, (3.13)

где – расчетное значение удельного веса грунта ни­же подошвы фундамента;

–глубина заложения фундамента;

–толщина верхнего слоя грунта под подошвой фундамента;

– фактическое давление под подошвой фундамента от расчетных нагрузок;

–коэффициент изменения напряжений по глубине под краем фундамента, используемый в методе угловых точек [1;3];

– коэффициент бокового давления грунта в сос­тоянии покоя применяемый: 0.3 – для крупнообломочного грунта;

0.4 – для песков и супесей;

0.5 – для суглинков;

0.7 – для глин.