(16)
где и - обозначения те же, что в формуле (12), причем символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания;
Nг, Nq, Nc - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по табл.7 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта цI и угла наклона к вертикали д 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/??, (17)
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.
Угол наклона к вертикали ?? равнодействующей внешней нагрузки на основание определяется из условия
tg ?? = Fh / Fv, (18)
где Fh и Fv – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента.
Расчет по формуле (16) допускается выполнять, если соблюдается условие
tg ?? < sin ??I . (19)
Примечания: 1. При использовании формулы (16) в случае неодинаковой пригрузки с разных сторон фундамента в составе горизонтальных нагрузок следует учитывать активное давление грунта.
2. Если условие (19) не выполняется, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (п.2.63).
Таблица 7
|
Угол внутре- |
Обоз- наче- |
Коэффициенты несущей способности N??, Nq, Nc при углах наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки ??, град, равных |
|||||||||
|
ннего грунта ??I, град |
ние коэф- фици- ентов |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|
0 |
N?? Nq Nc |
0 1,00 5,14 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
5 |
N?? Nq Nc |
0,20 1,57 6,49 |
|
?? /=4,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
10 |
N?? Nq Nc |
0,60 2,47 8,34 |
0,42 2,16 6,57 |
|
?? /=9,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
15 |
N?? Nq Nc |
1,35 3,94 10,98 |
1.02 3,45 9,13 |
0,61 2,84 6,88 |
|
?? /=14,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
20 |
N?? Nq Nc |
2,88 6,40 14,84 |
2,18 5,56 12,53 |
1,47 4,64 10,02 |
0,82 3,64 7,26 |
|
?? /=18,9 |
- |
- |
- |
- |
|
25 |
N?? Nq Nc |
5,87 10,66 20,72 |
4,50 9,17 17,53 |
3,18 7,65 14,26 |
2,00 6,13 10,99 |
1.05 4,58 7,68 |
|
?? /=22,9 |
- |
- |
- |
|
30 |
N?? Nq Nc |
12,39 18,40 30,14 |
9,43 15,63 25,34 |
6,72 12,94 20,68 |
4,44 10,37 16,23 |
2,63 7,96 12,05 |
1,29 5,67 8,09 |
|
?? /=26,5 |
- |
- |
|
35 |
N?? Nq Nc |
27,50 33,30 46,12 |
20,58 27,86 38,36 |
14,63 22,77 31,09 |
9,79 18,12 24,45 |
6,08 13,94 18,48 |
3,38 10,24 13,19 |
|
?? /=29,8 |
- |
- |
|
40 |
N?? Nq Nc |
66,01 64,19 75,31 |
48,30 52,71 61,63 |
33,84 42,37 49,31 |
22,56 33,26 38,45 |
14,18 25,39 29,07 |
8,26 18,70 21,10 |
4,30 13,11 14,43 |
|
?? /=32,7 |
- |
|
45 |
N?? Nq Nc |
177,61 134,87 133,87 |
126,09 108,24 107,23 |
86,20 85,16 84,16 |
56,50 65,58 64,58 |
32,26 49,26 48,26 |
20,73 35,93 34,93 |
11,26 25,24 24,24 |
5.45 16,42 15,82 |
|
?? /=35,2 |
Примечания: 1. При промежуточных значениях ??I и ?? коэффициенты N??, Nq, Nc допускается определять по интерполяции.
2. В фигурных скобках приведены значения коэффициентов несущей способности, соответствующие предельному значению угла наклона нагрузки ??/, исходя из условия (19).
2.63. Расчет фундамента на сдвиг по подошве производится исходя из условия
(20)
где и - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил, определяемых с учетом активного и пассивного давлений грунта на боковые грани фундамента;
??с и ??n - обозначения те же, что в формуле (11).
2.64. 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.2.65.
2.65. Предельное сопротивление основания (однородного ниже подошвы фундамента до глубины не менее 0,75b), сложенного медленно уплотняющимися водонасыщенными грунтами (п.2.61), допускается определять следующим образом.
Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания ленточного фундамента nu, кН/м (тс/м), - по формуле
nu =bґ[q + (1 + ?? – ?? + cos ??) cI] (21)
где b/ - обозначение то же, что в формуле (12), м;
q - пригрузка с той стороны фундамента, в направлении которой действует горизонтальная составляющая нагрузки, кПа (тс/м2 );
с1 - обозначение то же, что в формуле (14), кПа (тс/м2);
?? = 3,14;
?? - угол, рад, определяемый по формуле
?? = arcsin (fh / bґcI), (22)
здесь fh – горизонтальная составляющая расчетной нагрузки на 1 м длины фундамента, определяемая с учетом активного давления грунта, кН/м (тс/м).
Формулу (21) допускается использовать, если выполняется условие
fh = bґс1. (23)
Силу предельного сопротивления основания прямоугольного фундамента (l = 3b) при действии на него вертикальной нагрузки допускается определять по формуле (16), полагая ??I = 0 и ??c = 1 + 0,11??.
Во всех случаях, если на фундамент действуют горизонтальные нагрузки и основание сложено грунтами в нестабилизированном состоянии, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (п.2.63).
2.66. Устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения грунтов необходимо проверять, если основание сложено пучинистыми.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ И ВЛИЯНИЯ ИХ НА СООРУЖЕНИЯ
2.67. Для выполнения требований расчета оснований по предельным состояниям, кроме возможности и целесообразности изменения размеров фундаментов в плане или глубины их заложения (включая прорезку грунтов) с неудовлетворительными свойствами), введения дополнительных связей, ограничивающих перемещения фундаментов, применения других типов фундаментов, изменения нагрузок на основание и т.д., следует рассмотреть необходимость применения:
а) мероприятий по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств (п. 2.68);
б) мероприятий, направленных на преобразование строительных свойств грунтов (п. 2.69).
в) конструктивных мероприятий, уменьшающих чувствительность сооружений к деформациям (п. 2.70)
При проектировании следует также учитывать возможность регулирования усилий в конструкциях сооружения, возникающих при его взаимодействии с основанием (п. 2.71).
Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом требований пп. 1.1 и 2.1.
2.68. К мероприятиям, предохраняющим грунты основания от ухудшения их строительных свойств, относятся:
а) водозащитные мероприятия на площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (соответствующая компоновка генеральных планов, вертикальная планировка территории, обеспечивающая сток поверхностных вод, устройство дренажей, противофильтрационных завес и экранов, прокладка водопроводов в специальных каналах или размещение их на безопасных расстояниях от сооружений, контроль за возможными утечками воды и т.п.);
б) защита грунтов основания от химически активных жидкостей, способных привести к просадкам, набуханию, активизации карстовосуффозионных явлений, повышению агрессивности подземных вод и т.п.;
в) ограничение источников внешних воздействий (например, вибраций);
г) предохранительные мероприятия, осуществляемые в процессе строительства сооружений (сохранение природной структуры и влажности грунтов, соблюдение технологии устройства оснований, фундаментов, подземных и надземных конструкций, не допускающей изменения принятой в проекте схемы и скорости передачи нагрузки на основание, в особенности при наличии в основании медленно консолидирующихся грунтов и т.п.)
2.69. Преобразование строительных свойств грунтов основания (устройство искусственных оснований) достигается:
а) уплотнением грунтов (трамбованием тяжелыми трамбовками, устройством грунтовых свай, вытрамбовыванием котлованов под фундаменты, предварительным замачиванием грунтов, использованием энергии взрыва, глубинным гидровиброуплотнением, вибрационными машинами, катками и т.п.)
б) полной или частичной заменой в основании (в плане и по глубине) грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;
в) устройством насыпей (отсыпкой или гидронамывом);
г) закреплением грунтов (химическим, электрохимическим, буросмесительным, термическим и другими способами);
д) введением в грунт специальных добавок (например, засолением грунта или пропиткой его нефтепродуктами для ликвидации пучинистых свойств);
е) армированием грунта (введением специальных пленок, сеток и т.п.)
2.70. Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к деформациям основания, включают:
а) рациональную компоновку сооружения в плане и по высоте;
б) повышение прочности и пространственной жесткости сооружений, достигаемое усилением конструкций, в особенности конструкций фундаментно-подвальной части, в соответствии с результатами расчета сооружения во взаимодействии с основанием (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.);
в) увеличение податливости сооружений (если это позволяют технологические требования) за счет применения гибких или разрезных конструкций;
г) устройство приспособлений для выравнивания конструкций сооружения и рихтовки технологического оборудования.
Примечание. Габариты приближения к строительным конструкциям подвижного технологического оборудования (мостовых кранов, лифтов и т.п.) должны обеспечивать их нормальную эксплуатацию с учетом возможных деформаций основания.
2.71. К мероприятиям, позволяющим уменьшить усилия в конструкциях сооружения при взаимодействии его с основанием, относятся:
размещение сооружения на площади застройки с учетом ее инженерно-геологического строения и возможных источников вредных влияний (линз слабых грунтов, старых горных выработок, карстовых полостей, внешних водоводов и т.п.);
применение соответствующих конструкций фундаментов (например, фундаментов с малой боковой поверхностью на подрабатываемых территориях и при наличии в основании пучинистых грунтов);
