4. Деформации оснований, определение перемещений фундаментов

1. Деформации оснований

Деформации основания подразделяются на:

• осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

• просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.;

• подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

• оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.;

• горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.;

• провалы - деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями или горными выработками.

Деформация основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

• первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

• второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

Расчет оснований по деформациям должен производиться из условия совместной работы сооружения и основания. Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

• абсолютной осадкой основания s отдельного фундамента;

• средней осадкой основания сооружения ;

• относительной неравномерностью осадок двух фундаментов s/L;

• креном фундамента (сооружения) i;

• относительным прогибом или выгибом f/L;

• кривизной изгибаемого участка сооружения 1/r;

• относительным углом закручивания сооружения ;

• горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) u.

Расчет деформаций основания выполняется, с применением одной из двух расчетных схем основания:

• линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_c (см. п. 4.2);

• линейно-деформируемого слоя (см. п. 4.3), если выполняется одно из условий:

а) в пределах сжимаемой толщи основания H_c, определенной как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации E₁  100 МПа и толщиной h₁, удовлетворяющей условию

,

(30)

где Е₂ - модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта с модулем деформации Е₁;

б) ширина (диаметр) фундамента b  10 м и модуль деформации грунтов основания E  10 МПа.

На текущий момент в нормативной литературе по проектированию оснований фундаментов единственным методом расчета осадок фундаментов (за исключением свайных фундаментов) является метод в основе которого лежит схема линейно-деформируемого полупространства [4]. В учебных целях в пособии представлен и второй метод расчета осадок.