Основные положения расчета оснований по предельным состояниям. €

В основе современного подхода к проектированию всех строительных конструкций лежит принцип расчетов по предельным состояниям. Согласно этому принципу, действующие на конструкцию усилия или возникающие в ней напряжения, перемещения и деформации не должны превышать соответствующих предельных величин. Этим достигается возможность нахождения оптимального, наиболее экономичного решения и обеспечение безаварийной работы конструкции. Надежность расчетов конструкций по предельным состояниям достигается введением специальных расчетных коэффициентов, отражающих точность определения характеристик, свойств материалов, конструкций и их возможные изменения, изменчивость действующих нагрузок. Расчеты по предельным состояниям подразделяются на две группы. Первая группа -- расчеты по несущей способности, призванные не допустить потери устойчивости формы или положения конструкции; хрупкое, вязкое или иного характера ее разрушение; возникновение резонансных колебаний при динамических воздействиях. Вторая группа -- расчеты по деформациям, обеспечивающие установление таких величин перемещений или деформаций конструкций (осадок, прогибов, углов поворота), амплитуд их колебаний, при которых еще не возникнут затруднения в нормальной эксплуатации сооружений и не произойдет снижение их долговечности. Отсюда целью расчетов оснований по предельным состояниям является выбор такого технического решения фундаментов, которое обеспечит невозможность достижения сооружением предельного состояния. Невыполнение условий расчетов по первой группе, т. е. потеря основанием несущей способности, приведет сооружение в предельное состояние вплоть до разрушения и сделает его полностью непригодным к эксплуатации. Невыполнение условий расчетов по второй группе в зависимости от превышения величин возникших перемещений фундаментов и деформаций может сделать его полностью непригодным к эксплуатации. При сложных инженерно-геологических условиях в основании сооружения может оказаться, что относительная неравномерность осадок соседних фундаментов превысит ее предельную величину при еще меньших давлениях под подошвой этих фундаментов. В этом случае нормальная эксплуатация сооружения будет определяться более жесткими условиями расчетов по второй группе предельных состояний. При этом условия расчетов по первой группе окажутся автоматически выполненными. С другой стороны, представим себе то же сооружение, расположенное на откосе или вблизи его бровки. Пусть фундаменты сооружения запроектированы исходя из условий расчетов по второй группе предельных состояний и в этом смысле полностью обеспечена его нормальная эксплуатация. Однако если дополнительная нагрузка на основание от построенного сооружения приведет к потере устойчивости откоса, то и само сооружение окажется непригодным к эксплуатации. Здесь уже будет недостаточным расчет основания сооружения по второй группе предельных состояний и потребуется оценка устойчивости откоса вместе с сооружением с помощью расчетов по первой группе предельных состояний. Учитывая разнообразные особенности взаимодействия сооружений и оснований СНиП предусматривает необходимость расчетов оснований по деформациям во всех случаях и по несущей способности в тех случаях, если: а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стенки); б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса; в) основание сложено скальными грунтами.

К первой группе предельных состояний относятся состояния, приводящие сооружение и основание к полной непригодности к эксплуатации (потеря устойчивости формы и положения; хрупкое, вязкое или иного характера разрушение; резонансные колебания; чрезмерные пластические деформации или деформации неустановившейся ползучести и т.п.).

Ко второй группе предельных состояний относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию сооружения или снижающие его долговечность вследствие недопустимых перемещений (осадок, подъемов, прогибов, кренов, углов поворота, колебаний, трещин и т.п.).

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено дисперсными грунтами

г) основание сложено скальными грунтами.

Расчет оснований по несущей способности в случаях, перечисленных в подпунктах «а» и «б», допускается не производить, если конструктивными мероприятиями обеспечена невозможность смещения проектируемого фундамента. Если проектом предусматривается возможность возведения сооружения непосредственно после устройства фундаментов до обратной засыпки грунтом пазух котлованов, следует производить проверку несущей способности основания, учитывая нагрузки, действующие в процессе строительства.

Сооружение и его основание должны рассматриваться в единстве, т.е. должно учитываться взаимодействие сооружения с основанием. Для совместного расчета сооружения и основания могут быть использованы аналитические, численные и другие методы.