Проектирование оснований по первой группе предельных состояний.

Целью расчета является обеспечение необходимой прочности и устойчивости оснований, включая недопущение возможного сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

Расчет оснований по несущей способности выполняют, проверив условие: F≤γ_СF_u/ γ_n, где F – расчнагр на основании; γ_с – коэфусл работы; γ_n – коэф надежности по назначеню сооружения; F_u – сила предельного сопротивления основания.

При наличии в основании фундамента скальных грунтов вертикальную составляющую силы предельного сопротивления основания опред-т независимо от глубины заложения: N_u=R_cb’l’, где R_c – расчетн прочность скального грунта на сжатие, b’ и l’ – приведенные ширина и длина прямоуг ф-та.

Для нескальных грунтов в стабилизированном состоянии силу предельного сопротивления основания основания определяют, исходя из условия, что соотношение м/у нормальными и касательными напряжениями по поверхностям скольжения подчиняются зависимости: τ=σtgφ₁+c₁, где φ₁ – и с₁ – соответственно расч. знач угла внутртренияи удельного сцепления грунта.

Чаще всего потеря устойчивости происходит при наличии в основании, сложенном медленно уплотняющимися водонасыщенными пылевато-глинястыми и биогенными грунтами при степени влажности S_r≥0,65 и коэф консолидации с_v≤10⁷cv²/год. Это объясняется тем, что не все давление в грунте передается на его скелет. Значительная часть давления передается поровую воду, которая в результате консолидации отжимается из рабочей зоны основания, ухудшая в целом работу грунтов в этом случае соотношение м/у касательными и нормальными напряжениями τ=(σ-u)tgφ₁+c₁.

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления грунта основания из нескальных грунтов в стабилизированном состоянии для фундамента, имеющего плоскую подошву определяют по ф-ле: N_u=b’l’(N_vξ_vb’γ₁+N_qξ_qγ’₁d+N_cξ_cc₁), где b’ – сторона ф-та в направлении которой возможна потеря устойчивости ф-та; N_vN_qN_c – безразмерные коэфопред по табл из снипа в зависимости от угла внутр трения φ₁ и угла наклона к вертикали δ равнодействующей внешней нагрузки F в уровне подошвы фундамента; γ₁ и γ’₁ – расч уд вес грунтов, залегающих в пределах призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы; d – глубина заложния ф-та; ξ_vξ_qξ_c – коэф формы фундамента.

Кроме того, во всех случаях если на фундамент, расположенный на грунтах в нестабилизированном состоянии, действуют горизонтальные нагрузки, требуется проверка его устойчивости на сдвиг по подошве.

Основные свойства набухающих грунтов. Характеристики набухания.

Набухающими называют пылевато-глинястые грунты, которые при замачивании водой увеличиваются в объеме.

В набухающих грунтах возможен и обратный процесс – усадка или уменьшение объема при снижении влажности.

К набухающим относят грунты, способные при увлажнении или воздействии хим растворов увеличивать свой объем. Возможен и обратный процесс – уменьшение объема при снижении влажности, который называют усадкой.

Особую категорию грунтов составляют засоленные, биогенные, насыпные и вечномерзлые.

Засоленные при длительной фильтрации воды способны испытывать суффозионную осадку и снижать прочность в рез-те выщелачивания, подвергаться набуханию и просадке при замачивании и формировать агрессивную среду, которая может оказать вредное воздействие на подземные конструкции сооружений.

Биогенные – грунты (торфы и сапропели) представляют собой смесь песчаных и глинистых грунтов с растительными остатками. Они характеризуются большой сжимаемостью медленным развитием осадок, анизотропией и возможностью формирования агрессивных сред по отношению к материалам подземных конструкций.

Насыпные грунты имеют большую степень неоднородности, обусловливающей неравномерность сжимаемости, и способы изменять свойства при динамических воздействиях. В них могут содержаться органические включения, шлаки и глины, вызывающие снижение прочности, дополнительные осадки, набухание и усадку.

Вечномерзлые грунты характеризуются наличием в порах воды, которая находится в замерзшем состоянии, что во многом определяет их свойства. изменение температурного режима может вызвать оттаивание и осадки.