Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях
7.6 В расчетах устойчивости гравитационных сооружений на нескальных основаниях следует рассматривать возможность потери устойчивости по схемам плоского, смешанного и глубинного сдвигов. Выбор схемы зависит от вида сооружения, классификационной характеристики основания, схемы загружения и других факторов. Следует иметь в виду, что перечисленные схемы сдвига могут иметь место как при поступательной форме сдвига, так и при сдвиге с поворотом в плане.
Для сооружений, основанием которых являются естественные или искусственные откосы или их гребни, необходимо также рассматривать схему общего обрушения откоса вместе с расположенным на нем сооружением.
Для сооружений I класса, кроме перечисленных расчетов устойчивости, оценка степени их устойчивости может производиться на основе анализа результатов расчетов напряженно-деформированного состояния системы "сооружение-основание". Кроме того, наряду с детерминистическими методами расчетов должен выполняться вероятностный анализ надежности сооружений.
7.7 Расчеты устойчивости сооружений по схеме плоского сдвига следует производить для всех сооружений, несущих вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Для сооружений расчеты устойчивости следует производить только по схеме плоского сдвига в следующих случаях:
1) основания сооружений сложены песчаными, крупнообломочными, твердыми и полутвердыми пылевато-глинистыми грунтами при выполнении условий:
а) для случая равномерной нагрузки и эксцентриситета в сторону верховой грани сооружения
; (7)
б) при эксцентриситете равнодействующей всех сил, приложенных к сооружению в сторону низовой грани сооружения
; (8)
2) основания сооружений сложены туго- ( ) и мягкопластичными ( ) глинистыми грунтами при выполнении условий (7) или (8) и следующих дополнительных условий:
; (9)
. (10)
В формулах (7) - (10) обозначено:
- число моделирования;
, - среднее нормальное напряжение соответственно при ширине b и b*;
b - размер стороны (ширина) прямоугольной подошвы сооружения, параллельной сдвигающей силе (без учета длины анкерного понура); ;
- эксцентриситет в сторону низовой грани сооружения нормальной силы Р в плоскости подошвы, равный расстоянию от точки пересечения с подошвой фундамента равнодействующей всех сил до оси сооружения;
- удельный вес грунта основания, принимаемый ниже уровня воды с учетом ее взвешивающего действия;
- безразмерное число, принимаемое для плотных песков ; для остальных грунтов . Для всех грунтов оснований сооружений I и II классов , как правило, следует уточнять по результатам экспериментальных исследований методом сдвига штампов в котлованах сооружений;
- показатель текучести;
- расчетное значение коэффициента сдвига;
, , - расчетные значения характеристик прочности грунта основания с учетом степени его консолидации под нагрузкой от сооружения к расчетному моменту и возможного их снижения в зоне промораживания-оттаивания (при строительстве в ССКЗ);
- коэффициент степени консолидации грунта;
k - коэффициент фильтрации грунта;
е - коэффициент пористости грунта в естественном состоянии;
- время возведения сооружения;
а - коэффициент уплотнения; при его определении учитывается изменение е и во всем диапазоне изменения нагрузок на основание;
- удельный вес воды;
- расчетная толщина консолидируемого слоя, принимаемая для сооружения с шириной подошвы b, на части которой расположен дренаж, равной:
а) для однослойного основания:
при наличии водоупора, залегающего на глубине ; ( - см. 11.6.2)
; (11)
при залегании в основании дренирующего слоя на глубине
; (12)
б) для двухслойного основания с толщинами слоев и :
при наличии водоупора и при
; (13)
при наличии дренирующего слоя на глубине
; (14)
Примечания
1 За верховую грань сооружения следует принимать грань, со стороны которой действует сдвигающая нагрузка; за низовую грань сооружения - грань, в направлении которой проверяется возможность сдвига.
2 Указания настоящего пункта не распространяются на случаи, когда особенности конструкции или сооружения и геологического строения основания, а также распределение нагрузок предопределяют глубинный сдвиг.
7.8 При расчете устойчивости сооружения по схеме плоского сдвига за расчетную поверхность сдвига следует принимать:
при плоской подошве сооружения - плоскость опирания сооружения на основание с обязательной проверкой устойчивости по горизонтальной поверхности сдвига, проходящей через верховой край подошвы (выбор плоской горизонтальной подошвы сооружения требует специального обоснования);
при наличии в подошве сооружения верхового и низового зубьев:
при глубине заложения верхового зуба, равной или большей низового, - плоскость, проходящую через подошву зубьев, а также горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба;
при глубине заложения низового зуба более глубины заложения верхового зуба горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба (при этом все силы следует относить к указанной плоскости, за исключением давления воды и пассивного давления грунта со стороны низовой грани сооружения, которые надлежит относить к плоскости, проходящей по подошве низового зуба);
при наличии в основании сооружения каменной постели - плоскости, проходящие по контакту сооружения с постелью и постели с грунтом; при наличии у каменной постели заглубления в грунт следует рассматривать также наклонные плоскости или ломаные поверхности, проходящие через постель;