Вопрос 4 – Расчет фундамента по схеме глубинного сдвига

При большой глубине подвала стены испытывают давление грунта засыпки с внешней стороны здания. Потеря устойчивости может иметь форму поворота фундамента вокруг некоторого центра вращения. В этом случае проводятся расчеты устойчивости фундамента в предположении кругло цилиндрической поверхности скольжения (Рисунок 22).

Исходя из кинематических условий в качестве центра вращения принимается точка О, лежащая на краю верхнего обреза фундамента. Принимается, что след поверхности скольжения в плоскости рисунка 22 соответствует части окружности радиусом r, выходящей из точки, лежащей на противоположном краю подошвы фундамента и заканчивающейся в точке пересечения ее с основанием. Фундамент и прилегающий к нему грунт выше поверхности скольжения называются отсеком обрушения.

Рисунок 22 - Схема к расчету устойчивости фундамента

методом кругло цилиндрических поверхностей скольжения

Коэффициент устойчивости в этом случае определяют как отношение момента сил М_sr, удерживающих отсек обрушения, к моменту сил М_sа, стремящихся повернуть этот отсек относительно точки О (6.12):

k _st = М_sr / М_sа , (6.12)

Если, аналогично предыдущему, определить удерживающие и опрокидывающие силы, то формула (6.12) примет вид (6.13):

r [ ∑ b_i (p_i + γ_i h_i) tg φ_i cos α_i + ∑ b_i c_i / cos α_i]

k _st = ---------------------------------------------------------, (6.13)

E_аi l _аi + r ∑ b_i (p_i + γ_i h_i) sin α_i

где b_i и h_i - ширина и высота i-го элемента;

γ_i - средний удельный вес грунтов в i-ом элементе;

φ_i и c_i – угол внутреннего трения и сцепление грунта по подошве i-го элемента;

p_i - среднее давление, передаваемое фундаментом на i-ый элемент;

α_i - угол между вертикалью и нормалью к подошве i-го элемента;

E_аi и l _аi - равнодействующая и плечо сил активного давления;

r - радиус поверхности скольжения.

Вопрос 5 – Расчет на опрокидывание

Этот расчет выполняется для безрапорных конструкций, имеющих достаточно большую высоту и нагруженных горизонтальными силами. К таким конструкциям можно отнести подпорные стены, высокие дымовые трубы, опоры линий электропередачи. Устойчивость на опрокидывание оценивается по отношению моментов удерживающих М_уд и опрокидывающих М_опр сил относительно условно принимаемого центра поворота (6.14):

k _st = М_уд / М_опр , (6.12)

Это отношение не должно быть меньше устанавливаемого нормативного значения k ^н_st.

Необходимо отметить, что выбор расчетных схем при проведении расчетов фундаментов на сдвиг и опрокидывание каждый раз следует согласовывать с конкретными грунтовыми условиями в основании фундамента. Например, если фундамент установлен на скальных грунтах, то расчет на глубинный сдвиг, как правило, можно не проводить. Если в основании в непосредственной близости от подошвы фундамента находится подстилающий слой или прослоек слабого грунта, следует проверить устойчивость на сдвиг по слабому грунту.