Пример 7. Расчет фундамента на глубинный сдвиг

Задание: Проверить несущую способность основания (провести расчет на глубинный сдвиг).

Решение : Расчет оснований по несущей способности производят исходя из условия

 (7.1)

где F – расчетная нагрузка на основание, кН, F_u – сила предельного сопротивления основания, кН; g_с – коэффициент условий работы, принимаемый: для песков, кроме пылеватых -1,0; для песков пылеватых, а также глинистых грунтов в стабилизированном состоянии -0,9; для глинистых грунтов в нестабилизированном состоянии -0,85.

g_n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответственности. В случае неоднородных грунтов средневзвешенное значение g_с принимают в пределах толщины b₁ + 0,1b (но не более 0,5b) под подошвой фундамента, где b – сторона фундамента, м, в направлении которой предполагается потеря устойчивости, а b₁ = 4 м.

Если фундамент имеет плоскую подошву и грунты основания ниже подошвы однородны до глубины не менее ее ширины, а в случае различной вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента интенсивность большей из них не превышает 0,5R (где R – расчетное сопротивление грунта основания), то

 (7.2)

где b' и l' – соответственно приведенные ширина и длина фундамента, м, вычисляемые по формулам:

 (7.3)

здесь e_b и e_l – соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента, м.

При этом буквой b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания;

N_g, N_q, N_c – безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по таблице 17 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта j_I  и угла наклона к вертикали d равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента;

g_I и g'_I – расчетные значения удельного веса грунтов, кН/м³, находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяют с учетом взвешивающего действия воды для грунтов, находящихся выше водоупора);

c_I– расчетное значение удельного сцепления грунта под подошвой фундамента, кПа;

d – глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимают значение d, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);

x_g, x_q , x_c – коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:

 (7.4)

здесь h = l/b; l и b – соответственно длина и ширина подошвы фундамента, м, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки равными приведенным значениям l ' и b ' .

Если h = l/b < 1, в формуле 5.4 следует принимать h = 1.

Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание определяют из условия

 (7.5)

где F_h и F_v – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки F на основание в уровне подошвы фундамента, кН. Расчет по формуле (7.2) допускается выполнять, если соблюдается условие

 (7.6)

При использовании формулы (7.2) в случае неодинаковой пригрузки с разных сторон фундамента в составе горизонтальных нагрузок следует учитывать активное давление грунта.Если условие формулы (7.6) не выполняется, следует производить расчет фундамента на плоский сдвиг по подошве.

При соотношении сторон фундамента h > 5 фундамент рассматривается как ленточный и коэффициенты x_g, x_q и x_c принимают равными единице.