Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ

7.10.1 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують із метою забезпечення міцності та стійкості їх основ, а також недопущення зрушення по підошві й перекидання фундаменту. Схема руйнування основи, яку приймають при досягненні нею граничного стану, повинна бути статично і кінематичне можлива для даного впливу і конструкції фундаменту або споруди.

7.10.2 Розрахунок фундаментів за несучою здатністю основ виконують виходячи з умови

σ ≤ у загальному випадку або F ≤ γ_cF_u /γ_n, (7.6)

де σ = F/bl;

σ_u – напруження, що відповідає межі несучої здатності основи (7.1.6);

F – розрахункове навантаження на основу згідно з підрозділом 7.2;

F_u – сила граничного опору основи; вертикальна складова сили граничного опору основи N_u згідно з додатком Ж;

- коефіцієнт умов роботи, який приймають:

для: пісків, крім пилуватих =1,0

пісків пилуватих, а також глинистих грунтів у стабілізованому стані = 0,9

глинистих грунтів у стабілізованому стані = 0,85

невивітрілих і слабовивітрілих =1,0

вивітрілих = 0,9

сильновивітрілих = 0,8

γn – коефіцієнт надійності за відповідальністю (коефіцієнт відповідальності); визначається залежно від класу відповідальності об'єкта згідно з 7.6 ДБН В.1.2-14;

bl – розміри в плані (ширина і довжини) сторін фундаменту.

7.10.3 Сила граничного опору основи, складеної нескельними грунтами в стабілізованому стані, повинна визначатись виходячи з умови, що співвідношення між нормальними і дотичними напруженнями по всіх поверхнях ковзання, яке відповідає граничному стану основи, підпорядковується залежності

τ = σ tg φ₁ + c₁, (7.7)

де φ₁ і c₁ – відповідно розрахункові значення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення грунту (підрозділ 7.3).

7.10.4 Сила граничного опору основи, що складається з грунтів, які повільно ущільнюються, водонасичених, пилуватих, глинистих і біогенних (при коефіцієнті водонасичення S_r ≥ 0,85 і коефіцієнті консолідації c_ν ≤ 10⁷ см²/рік), повинна визначатись з урахуванням можливого нестабілізованого стану ґрунтів основи за рахунок надлишкового тиску в поровій воді u. При цьому співвідношення між нормальними σ і дотичними напруженнями приймають за залежністю

τ = (σ – u) tg φ₁ + с₁, (7.8)

де φ₁ і с₁ – розрахункові значення, що відповідають стабілізованому стану грунтів основи і виз­начають за результатами консолідованого зрізу ДСТУ Б В.2.1-4, ДСТУ Б В.2.1-7.

Надлишковий тиск у поровій воді допускається визначати методами фільтраційної консо­лідації ґрунтів з урахуванням швидкості прикладання навантаження на основу.

При відповідному обґрунтуванні (високих темпах зведення споруди або швидкого її наван­таження експлуатаційними навантаженнями, відсутності в основі водопроникних шарів ґрунту чи дренувальних улаштувань) допускається в запас надійності приймати φ₁ = 0, с₁ – таким, що відповідає нестабілізованому стану ґрунтів основи і дорівнює міцності грунту за результатами неконсолідованого зрізу с_и (ДСТУ Б.В.2.1-4, ДСТУ Б.В.2.1-7).

7.10.5 Розрахунок за несучою здатністю основ в обґрунтованих випадках допускається виконувати графоаналітичними методами (круглоциліндричних чи ламаних поверхонь ковзання), якщо:

а) основа неоднорідна за глибиною і площею;

б) привантаження основи з різних сторін фундаменту неоднакове, при цьому інтенсивність
більшого з них перевищує 0,5 R;

в) споруда розташована на схилі або поблизу укосу;

г) можливе виникнення нестабілізованого стану ґрунтів основи.

У всіх випадках, якщо на фундамент діють горизонтальні навантаження і основа складена ґрунтами в нестабілізованому стані, слід розраховувати фундамент на зрушення по підошві.

7.10.6 Розрахунок фундаменту на зрушення по підошві визначають виходячи з умови

Σ F_s,a ≤ (γ_c Σ F_s,r)/ γ_n, (7.9)

де Σ F_s,a і Σ F_s,r – суми проекцій на площину ковзання відповідно розрахункових сил, що зрушують і утримують, які визначають з урахуванням активного і пасивного тисків грунту на бічні грані фундаменту;

γ_c і γ_n – позначення ті самі, що у формулі (7.6).

7.10.7 Стійкість фундаментів на дію сил морозного здимання ґрунтів необхідно перевіряти, якщо основа складена здимальними ґрунтами (підрозділ 9.7).