Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) стр. 34

  1. Документы
Проверяем условие (101(20)): 103,8 0,9·129/1,1=106, т.е. условие (101(20)) выполняется, и размеры фундамента могут быть приняты =1,5 м, =1 м.
2.278(2.64). Расчет оснований по несущей способности допускается выполнять графоаналитическими методами (круглоцилиндрических или ломаных поверхностей скольжения), если
а) основание неоднородно по глубине;
б) пригрузка основания с разных сторон фундамента неодинакова, причем интенсивность большей из них превышает 0,5   ( - расчетное сопротивление грунта основания по пп.2.174(2.41)-2.203(2.47);
в) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;
г) возможно возникновение нестабилизированного состояния грунтов основания, за исключением случаев, указанных в п.2.288(2.65).
2.279. Расчет оснований сооружений по несущей способности на сдвиг по выбранным поверхностям в грунтовом массиве следует производить в случаях, указанных в п.2.278(2.64), когда необходимость проверки и обеспечения устойчивости грунтового массива вместе с фундаментом вытекает из самого назначения сооружения (подпорные стены, стены подвалов и т.п.) или из условий его строительства и эксплуатации.
2.280. Выбор возможных поверхностей сдвига следует производить исходя из геологического строения толщи грунтов в основании фундамента и с учетом усилий, действующих на основание сооружения. Выбранные поверхности могут полностью или частично совпадать с выраженными ослабленными поверхностями в грунтовом массиве (например, контакты слоев, грунтов, зоны трещиноватости, тектонических нарушений и т.п.) или пересекать слои слабых грунтов. Необходимо также учитывать конструктивные особенности подземного сооружения. Например, опирание стены подвала на перекрытие фиксирует центр поверхности вращения, по которой при соответствующих расчетных усилиях и характеристиках грунтов возможен их сдвиг.
При выборе поверхностей, возможность сдвига по которым следует рассмотреть, необходимо принимать во внимание наклон и расположение равнодействующей нагрузки от сооружения. Следует учитывать, что сила , пересекающая поверхность сдвига под углом к ее нормали ( - расчетное значение угла внутреннего трения на участке поверхности сдвига, где ее пересекает сила ) способствует сдвигу, при - препятствует сдвигу, при - не оказывает влияния на устойчивость отсека грунтового массива, ограниченного этой поверхностью.
Выбранные поверхности аппроксимируются поверхностями одного из трех видов: плоскими, ломаными или круглоцилиндрическими.
2.281. При расчете по указанным поверхностям рассматривается устойчивость отсека грунтового массива против его сдвига вместе с сооружением.
Рассматриваемый отсек грунтового массива разбивается на элементов с вертикальными границами между ними так, чтобы в основании каждого из элементов (на рассматриваемой поверхности) расчетные значения прочностных характеристик грунта ( и ) были постоянными. Условие устойчивости определяется при рассмотрении предельного равновесия каждого элемента и всего отсека в целом.
При расчете должны учитываться различные возможные сочетания нагрузок, отвечающие как периоду строительства, так и периоду эксплуатации сооружения.
2.282. Расчет заключается прежде всего в проверке условия устойчивости против сдвига отсека грунтового массива вместе с сооружением по выбранным поверхностям.
Если условие устойчивости соблюдается и при этом , то следует также определить предельную силу сопротивления основания . Соотношение между равнодействующей внешних усилий от сооружения и силой предельного сопротивления основания должно удовлетворять условию (92(11)). Если это условие не удовлетворяется или не удовлетворяется условие устойчивости, то необходимо внести изменения в проектное решение: в некоторых случаях может оказаться достаточным уширение фундамента или увеличение его глубины заложения, в других случаях необходимо применять свайные фундаменты, дополнительные удерживающие конструкции для повышения устойчивости грунтового массива, дренаж и т.п.
2.283. В графоаналитических методах расчета вес грунта в объеме сдвигаемого массива рассматривается как нагрузка. В связи с этим в целях обеспечения большей надежности расчетное значение удельного веса грунта принимается большим нормативного (при доверительной вероятности, соответствующей расчету по первой группе предельных состояний), а значение коэффициента надежности по нагрузке для грунта .
2.284. Учет нестабилизированного состояния грунтов производится по указаниям п.2.267 (2.61).
2.285. При рассмотрении возможности сдвига по плоской поверхности условие устойчивости имеет вид  
321 × 48 пикс.     Открыть в новом окне
                                               (105)
где - вес грунта в -ом элементе с учетом взвешивающего действия воды, кН; - соответственно значения угла внутреннего трения и удельного сцепления с учетом коэффициента устойчивости ; - длина основания -го элемента; - угол наклона поверхности сдвига к горизонту, град; - горизонтальная составляющая фильтрационного давления воды в -ом элементе, кН.
Значения  и определяются по формулам:
;                                                                 (106)
,                                                                                    (107)
где - расчетные значения соответственно угла внутреннего трения и удельного сцепления в основании -го элемента.
Значения коэффициента устойчивости рекомендуется принимать для сооружений I класса , для остальных сооружений .
Значение  определяется по формуле
,                                                                         (108)
где - удельный вес воды, кН/м ; - разность отметок депрессионной поверхности на вертикальных границах -гo элемента, м; - средняя высота обводненной части -го элемента, м.
При подстановке в формулу (105) вместо соответственно знак равенства будет отвечать предельному равновесию, при котором (при ) , т.е. силе предельного сопротивления основания, откуда
365 × 47 пикс.     Открыть в новом окне
.    (109)
Пример. Расчет при возможном сдвиге по плоской поверхности. Произвести расчет по несущей способности основания плитного фундамента многоэтажного каркасного здания с наружными кирпичными стенами и подвалом. Здание расположено вблизи склона при наклонном падении слоев грунта в сторону склона.
Схема фундамента, геологический разрез и положение поверхности фильтрационного потока представлены на рис.32.
586 × 201 пикс.     Открыть в новом окне
           
Рис.32. Схема к примеру расчета несущей способности основания при возможном сдвиге по плоской поверхности
Грунт основания: верхний слой - суглинок, подстилающий слой - аргилиты с углом падения =15,5°. Расчетные характеристики контактной зоны (на предполагаемой поверхности сдвига), определенные на основании испытания методом "плашек" (ГОСТ 23741-79) =11° и =17,2 кПа; удельный вес суглинков =19,6 кН/м ; удельный вес взвешенного грунта =10 кН/м .
Ширина подошвы фундамента =14 м, заглубление фундамента от уровня планировки =3 м. Давление на основание в уровне подошвы фундамента 200 кПа.
Коэффициенты условий работы и надежности по назначению приняты по п.2.262(2.58) и п.2.285: =0,9; =1,15; =1,1.
Опасной поверхностью в грунтовом массиве, возможность сдвига по которой нужно проверить, является контакт суглинков с аргилитами.
Разбиваем отсек грунтового массива, устойчивость которого рассматривается, на 6 элементов (см. рис.32). Определяем вес элементов:
=1,7·12·19,6 400 кН;
=3,5·3·19,6+0,3·3·10 215 кН;
=2,1·14·19,6+1,2·14·10 744 кН;
=7,3·7·19,6+1,8·7·10 1128 кН;
=7·10·19,6+1,6·10·10 1532 кН;
=2,4·14·19,6 +0,65·14·10 750 кН.
Суммарная нагрузка на основание (на 1 м плиты)
=200·14·1=2800 кН/м.
Определяем значения и по формулам (106), (107) ; кПа.
Проверяем условие устойчивости по формуле (105). Вычисления сведены в табл.76. В результате вычислений получено 809,5+982,8-1274,0-169,1-2800(0,267-0,964·0,176)=76,66>0.
Таблица 76