Расчет устойчивости фундаментов мелкого заложения

Потеря устойчивости основания может сопровождаться как поворотом фундамента, так и сдвигом по подошве и даже его опрокидыванием (рис.Ф.11.1,а,б,в), что недопустимо из условий работы надземных конструкций.

Рис.Ф.11.1. Возможные схемы потери устойчивости основанием:

а - осадка фундамента с поворотом; б - осадка фундамента с поворотом и смещением; в - сдвиг фундамента по подошве

Потеря основанием устойчивости наступает при исчерпании прочности грунта основания в массиве, окружающем фундамент. Математически это характеризуется выполнением условия прочности Мора-Кулона, а физически - выпором грунта на поверхность основания.

Расчет оснований по несущей способности заключается в ограничении величины внешней нагрузки исходя из условия

где F - расчетная нагрузка на основание; Fu - предельное сопротивление основания; g c - коэффициент условий работы, который в зависимости от вида грунта изменяется от 0,8 до 1,0; g n- коэффициент надежности, зависящий от вида здания или сооружения. Силы F и Fu имеют одинаковое направление действия.

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, сложенного скальными грунтами, вычисляется по формуле

где Rc - расчетное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта; b¢ и l¢ - соответственно приведенные ширина и длина фундамента

Расчет фундамента на сдвиг по подошве производится исходя из условия

и суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил, определяемых с учетом активного и пассивного давления грунта на боковые грани фундамента; g c и g n

Сумма удерживающих сил определяется из выражения

а сумма сдвигающихся сил равна:

где Fv - нормальная к плоскости скольжения составляющая расчетной нагрузки на фундамент (рис.Ф.11.7); U - гидростатическое противодавление (при уровне грунтовых вод выше подошвы фундамента); A - площадь подошвы фундамента; Fh - касательная к плоскости скольжения составляющая нагрузки на фундамент; Ep и Ea - равнодействующие пассивного и активного давлений грунта.

Рис.Ф.11.7. Схема к расчету фундамента на сдвиг по подошве:1 - поверхность сдвига; 2 - направление выпора грунта