13.Граничний стан ґрунтової основи. Характеристики та можливі випадки його проявлення.

Граничними називаються такі стани конструкцій та основ, при яких вони перестають задовільняти вимоги, які до них ставлять, тобто втрачають несучу здатність, стійкість, отримують недопустимі деформації тощо. Основним завданням проектування основ і фундаментів є завдання недопущення в будівлях і спорудах виникнення граничних станів (це забезпечить надійність проектних рішень). З іншого боку, реальні стани конструкцій та основ повинні бути наближеними до граничних (це забезпечить економічність).

У даний час проектування конструкцій та основ виконують за двома групами граничних станів. Розрахунки першої групи забезпечують можливість експлуатації будівель взагалі, розрахунки другої групи - можливість їх нормальної експлуатації. Стосовно промислового та цивільного будівництва перша група включає розрахунки основ за несучою здатністю, а друга група - розрахунки за деформаціями.

Метою розрахунків основ за несучою здатністю є забезпечення стійкості основ, попередження зсуву фундаменту по підошві чи його перекидання. Розрахунки виконують, виходячи з умови

, де (9.20)

- розрахункове навантаження на основу (див. п. 5.1); - несуча здатність основи у напрямку дії сили ; - коефіцієнт умов роботи (залежить від виду грунту і приймається за п.2.58 СНиП 2.02.01-83 [24]); - коефіцієнт надійності за призначенням споруди, приймається рівним 1,2; 1,15 і 1,1 відповідно для будівель І, ІІ і ІІІ класів капітальності.

Розрахунки основ за несучою здатністю виконують у таких випадках:

- на основи передаються значні горизонтальні навантаження (можливі зсув фундаменту або втрата стійкості основи);

- будівля розміщена поблизу укосу (можлива втрата стійкості укосу);

- фундаменти опираються на скельні грунти;

- якщо середній тиск під підошвою фундаменту більший за розрахунковий опір грунту ;

- якщо відстань від підлоги підвалу до підошви фундаменту у багатоповерхових будівлях менша за 0,5м;

- основи складені водонасиченими грунтами, що повільно ущільнюються.

В останньому випадку частина напружень сприймається водою, в результаті чого опір грунту зсуву, а відповідно й міцність, зменшуються і закон Кулона приймає вигляд (3.4) .

Метою розрахунків основ за деформаціями є обмеження абсолютних та від-носних переміщень фундаментів і надфундаментних конструкцій такими межами, за яких гарантується нормальна експлуатація будівель. Основні види сумісних деформацій основ і фундаментів (абсолютне і середнє осідання, відносна нерівномірність осідань, нахил) розглянемо далі. Розрахунки основ за деформаціями виконують, виходячи з умови

, де (9.21)

- розрахункове значення відповідної деформації основи; - гранично допустиме значення цієї деформації.

В загальному випадку визначають з урахуванням сумісної роботи будівель і основ (враховують перерозподіл напружень в грунті на основі сумісних розрахунків системи “будівля-основа”). Не враховують сумісної роботи цієї системи в таких випадках:

- для будівель і споруд ІІІ класу;

- при визначенні середніх значень осідань фундаментів ;

- при використанні типових проектів будівель.

Граничні значення деформацій основ і фундаментів визначають, виходячи з технологічних архітектурних вимог або з умов роботи конструкцій, їх елементів чи будівлі в цілому. Останнє визначається на основі сумісних розрахунків системи “будівля-основа”.