ВЕРТИКАЛЬНА СКЛАДОВА ГРАНИЧНОГО ОПОРУ ОСНОВИ

 

Ж.1 При розрахунку основ за несучою здатністю згідно з 7.10.2 приймають:

γ_с - коефіцієнт умов роботи:

для пісків, крім пилуватих..................................................................................... γ_с = 1,0;

для пісків пилуватих, а також глинистих грунтів у стабілізованому стані …………. γ_с = 0,9;

для глинистих ґрунтів у нестабілізованому стані................................................... γ_с = 0,85;

для скельних ґрунтів:

невивітрилих і слабовивітрилих............................................................................ γ_с = 1,0;

вивітрилих............................................................................................................. γ_с = 0,9;

сильновивітрилих.................................................................................................. γ_с = 0,8;

γ _n - коефіцієнт надійності за призначенням споруд, γ _n = 1,2; 1,15 і 1,10 відповідно для будівель і споруд І, II і III рівнів відповідальності.

Ж.2 Вертикальну складову сили граничного опору основи N_u, кН, складеної скельними ґрунтами, незалежно від глибини закладання фундаменту, обчислюють за формулою

N_u = R_cb'l', (Ж.1)

де R_c - розрахункове значення межі міцності на одноосьовий стиск скельного грунту, кПа;

b' i l' - відповідно приведені ширина і довжина фундаменту, м, що обчислюють за формулами:

b' = b - 2e_b; l' = l - 2е_l (Ж.2)

тут e_b і е_l - відповідно ексцентриситети прикладання рівнодіючих навантажень у напрямку поперечної і поздовжньої осей фундаменту, м.

Ж.З Вертикальну складову сили граничного опору N_u основи, складеної нескельними ґрунтами в стабілізованому стані, допускається визначати за формулою (Ж.З), якщо фундамент має плоску підошву і ґрунти основи нижче підошви однорідні до глибини не менше її ширини, а у випадку різного вертикального привантаження з різних сторін фундаменту інтенсивність більшої з них не перевищує 0,5 R (R - розрахунковий опір ґрунту основи, що визначають згідно з Е.4):

N_u = b'l' (N_γξ_γ b'γ_I + N_qξ_qγ'_I d + N_c ξ_cc_I), (Ж.З)

де b' i l' - позначення ті самі, що у формулі (Ж.1), причому символом b позначена сторона фундаменту, в напрямку якої передбачають втрату стійкості основи;

N _γ, N_q, N_c - безрозмірні коефіцієнти несучої здатності, що визначають за таблицею Ж.1 у залежності від розрахункового значення кута внутрішнього тертя ґрунту φ _I і кута нахилу до вертикалі δ рівнодіючої зовнішнього навантаження на основу F у рівні підошви фундаменту;

γ_I, γ'_I - розрахункові значення питомої ваги ґрунтів, кН/м³, що знаходять в межах можливої призми випирання відповідно нижче і вище підошви фундаменту (за наявності підземних вод визначають з урахуванням зважувальної дії води);

c_I - розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, кПа;

d - глибина закладання фундаменту, м (у випадку неоднакового вертикального привантаження з різних сторін фундаменту приймають значення d, що відповідає найменшій величині привантаження, наприклад, з боку підвалу);

ξ_γ, ξ_q, ξ_c - коефіцієнти форми фундаменту, що визначають за формулами:

ξ_γ= 1 - 0,25/η; ξ_q = 1 + 1,5/η; ξ_c = 1 + 0,3/η, (Ж.4)

де η = l/b;

l i b - відповідно довжина і ширина підошви фундаменту, які приймають у випадку позацентрового прикладання рівнодіючої навантаження такими, що дорівнюють приведеним значенням l' i b', які визначають за формулою (Ж.2).

Таблиця Ж.1 - Коефіцієнти N _γ, N_q і N_c

Кут внутрішнього тертя грунту φI, град.	Позначення коефіцієнтів	Коефіцієнти несучої здатності N γ, Nq і Nc при кутах нахилу до вертикалі рівнодіючої зовнішнього навантаження δ, град
	N γ		-	-	-	-	-	-	-	-	-
Nq	1,00
Nc	5,14
	N γ	0,20		δ' = 4,9	-	-	-	-	-	-	-
Nq	1,57
Nc	6,49
	N γ	0,60	0,42		δ' = 9,8	-	-	-	-	-	-
Nq	2,47	2,16
Nc	8,34	6,57
	N γ	1,35	1,02	0,61		δ'= 14,5	-	-	-	-	-
Nq	3,94	3,45	2,84
Nc	10,98	9,13	6,88
	N γ	2,88	2,18	1,47	0,82		δ' =18,9	-	-	-	-
Nq	6,40	5,56	4,64	3,64
Nc	14,84	12,53	10,02	7,26
	N γ	5,87	4,50	3,18	2,00	1,05		δ'= 22,9	-	-	-
Nq	10,66	9,17	7,65	6,13	4,58
Nc	20,72	17,53	14,26	10,99	7,68
	N γ	12,39	9,43	6,72	4,44	2,63	1,29		δ'= 26,5	-	-
Nq	18,40	15,63	12,94	10,37	7,96	5,67
Nc	30,14	25,34	20,68	16,23	12,05	8,09
	N γ	27,50	20,58	14,63	9,79	6,08	3,38		δ'= 29,8	-	-
Nq	33,30	27,86	22,77	18,12	13,94	10,24
Nc	46,12	38,36	31,09	24,45	18,48	13,19
	N γ	66,01	48,30	33,84	22,56	14,18	8,26	4,30		δ'= 32,7	-
Nq	64,19	52,71	42,37	33,26	25,39	18,70	13,11
Nc	75,31	61,63	49,31	38,45	29,07	21,10	14,43
	N γ	177,61	126,09	86,20	56,50	32,26	20,73	11,26	5,45		δ'= 35,2
Nq	134,87	108,24	85,16	65,58	49,26	35,93	25,24	16,82
Nc	133,87	107,23	84,16	64,58	48,26	34,93	24,24	15,82
Примітка 1. При проміжних значеннях φ I і δ коефіцієнти N γ, Nq і Nc допускається визначати інтерполяцією. Примітка 2. У фігурних дужках наведені значення коефіцієнтів несучої здатності, що відповідають граничному значенню кута нахилу навантаження δ', виходячи з умови формули (Ж.6).

 

Якщо η = l/b < 1, у формулі (Ж.4) слід приймати η = 1.

Кут нахилу до вертикалі δ рівнодіючої зовнішнього навантаження на основу визначають з умови

tg δ = F_h /F_ν, (Ж.5)

де F_h i F_v- відповідно горизонтальна і вертикальна складові зовнішнього навантаження на основу F у рівні підошви фундаменту.

Розрахунок за формулою (Ж.3) допускається виконувати, якщо дотримується умова

tg δ < sin φ₁, (Ж.6)

Примітка 1. При використанні формули (Ж.3) у випадку неоднакового привантаження з різних сторін фундаменту в складі горизонтальних навантажень слід враховувати активний тиск ґрунту.

Примітка 2. Якщо умова формули (Ж.6) не виконується, слід проводити розрахунок фундаменту на зрушення по підошві за формулою (7.9).

Ж.4 Граничний опір основи (однорідної нижче підошви фундаменту до глибини не менше 0,75 b), складеної водонасиченими ґрунтами, що повільно ущільнюються, допускається визначати в такий спосіб:

а) вертикальну складову сили граничного опору основи стрічкового фундаменту n_и, кН/м - за формулою

n_и = b '[ q + (1 + π – α + cosα) c ₁], (Ж.7)

де b ' - позначення те саме, що у формулі (Ж.1), м;

q - привантаження з тієї сторони фундаменту, у напрямку якої діє горизонтальна складова навантаження, кПа;

c ₁ = с_и - позначення те саме, що у формулі (7.8), кПа;

π = 3,14;

α - кут, рад, що визначають за формулою

α = arcsin(f_h / b ' c ₁), (Ж.8)

де f_h - горизонтальна складова розрахункового навантаження на 1 м довжини фундаменту з урахуванням активного тиску ґрунту, кН/м.

Формулу (Ж.7) допускається використовувати, якщо виконується умова

f_h ≤ b'c_r (Ж.9)

б) силу граничного опору основи прямокутного фундаменту (l ≤ 3 b) при дії на нього вертикального навантаження допускається визначати за формулою (Ж.3), вважаючи φ₁= 0, ξ _с = 1+ 0,11η i c ₁ = с_u.

Силу граничного опору основи фундаменту, що висмикується, слід визначати за формулою

F_u.a = γ_bf (V_bf – V_f)cosβ + c ₀[ A ₁cos(φ₀ - β/2) + A ₂cos(φ₀ + β/2) + 2 A ₃cosφ₀], (Ж.10)

де γ_bf - розрахункове значення питомої ваги ґрунту зворотної засипки, кН/м³;

V_bf - об'єм, м³, тіла випирання у формі усіченої піраміди, утвореної площинами, що проходять через крайки верхньої поверхні фундаменту (плити) і нахиленими до вертикалі під кутами υ _i:

у нижньої крайки – υ₁ = φ₀ + β/2;

у верхньої крайки – υ₂ = φ₀ – β/2;

у бічних крайок – υ₃ = υ₄ = φ₀;

V_f - об'єм частини фундаменту, що знаходиться в межах тіла випирання, м³;

для анкерних плит приймають V_f = 0;

A ₁, А ₂ і А ₃ - площі граней тіла випирання, м², що мають в основі відповідно нижню, верхню і бічні крайки верхньої поверхні фундаменту (плити);

с ₀ і φ₀ - розрахункові значення питомого зчеплення, кПа, і кута внутрішнього тертя ґрунту зворотної засипки, град., приймають:

с ₀ = η c_I; φ₀ = ηφ _I, (Ж.11)

де c_I і φ _I - розрахункові значення відповідно питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя ґрунту природного складу, визначають згідно з підрозділом 7.3;

η - коефіцієнт, який приймають за таблицею Ж.2.

 

Таблиця Ж.2 - Козфіцієнт η

Ґрунти зворотної засипки	Коефіцієнт η при щільності ґрунту засипки, т/м3
1,55	1,7
Піски, крім пилуватих середнього ступеня водонасичення і насичених водою	0,5	0,8
Глинисті при показнику текучості IL ≤; 0,5	0,4	0,6
Примітка. Значення коефіцієнта для пилуватих пісків середнього ступеня водонасичення і насичених водою, глин і суглинків при показнику текучості 0,5< IL ≤; 0,75 і супісків при 0,5 < IL ≤; 1 повинно бути знижене на 15 %.