3. Розрахунок основи за несучою здатністю

3.1. Основні положення розрахунку основ за несучою здатністю

Розрахунок основ за несучою здатністю виконується з метою перевірки стійкості споруди, або її елементів при будівництві і експлуатації.

Для забезпечення стійкості споруди і її елементів необхідно, щоб виконувалась умова:

                                                                 ,                                                          (3.1)

де F – розрахункове значення сил, які здатні зрушити споруду;

     R – розрахункове значення сил граничного опору, які утримують споруду;

    - коефіцієнт сполучення навантаження, приймається для основного сполучення навантажень – 1.0; для особливого сполучення навантажень – 0.9; для сполучення навантажень в період будівництва і ремонту – 0.95;

    - коефіцієнт умов роботи, приймається з таблиці 5 ([2], стор. 9);

    - коефіцієнт надійності споруди, приймається рівним 1.25; 1.20; 1.15 і 1.10 відповідно для споруд І, ІІ, ІІІ, ІV класу.

 Визначаємо величину критерію N_σ :

N_σ =σ _max/b· γ _lsb=585,26/6,72· 10,17=8,38 де

γ _lsb =10,34– питома вага ґрунту у зваженому водою стані.

Для глин текучих N₀ =3,0 (СНиП 2.02.02 – 85 П. 3.5) N_σ =8,38>N₀=3 умова не виконується, тому необхідно розрахувати стійкість стіни як за схемою площинного, так і за схемою змішаного зсувів, а для неоднорідних основ і глибинного зсуву.

3.2. Розрахунок несучої здатності основ за схемою площинного зсуву

При схемі площинного зсуву вважається, що основа втрачає свою несучу здатність безпосередньо у площині підошви фундаменту (див. табл. 3.1).

У цьому випадку, силами граничного опору, які утримують споруду є:

1. опір ґрунту на контакті із спорудою;

2. пасивний тиск ґрунту з нижньої сторони споруди.

Таким чином, при розрахунках стійкості споруд за схемою площинного зсуву значення сил граничного опору основи R=R_pl в умові (3.1) слід визначати за формулою:

                                                ,                                       (3.2)

де Р – сума вертикальних складових розрахункових навантажень;

- кут внутрішнього тертя;

- коефіцієнт умов роботи, приймається за результатами експериментальних досліджень; при їх відсутності значення слід приймати 0.7;

Е_ph- розрахункове значення горизонтальної складової сили пасивного тиску ґрунту з нижньої сторони споруди;

A_g – площа горизонтальної проекції підошви споруди, в межах якої враховується зчеплення;

С_І – питоме зчеплення ґрунту.

Розрахункове значення зрушуючих сил F в умові (3.1) визначається за формулою:

                                                        F= E_ah1+E_qh1+E_qh2+E_ah2+E_h1+E_h2,                            (3.3)

де E_{ah1 ,}E_{qh1 ,}E_{qh2 ,}E_ah2- розрахункове значення активного тиску ґрунту;

E_{h1 ,}E_h2 - розрахункове значення горизонтальної складової гідростатичного тиску води.

Перевіряємо виконання умови

η _lc· F γ ₁ /γ _{n ·} R _pl ,

де зрушуючa сил F визначається за формулою (3.3).

F = E_qh1 + E_qh2 +E_ah1+ E_ah2 +E_h1+E_h2= 84,62+254,42+40,92+443,67+145,8+95,04=1064,47кH.

Значення сил граничного опору R=R_pl визначаємо за формулою:

P_pl=∑N_I ·tgφ _I +γ '_с E_ph+AgC_I=1157,24 tg8,8⁰+0,7·90,36+6,32 ·17,6 =353,63кH.

γ _lc-коефіцієнт сполучення для навантажень, для основного сполучення ,γ _lc=1,0;

γ _c- коефіцієнт умов роботи, для бетонних споруд на нескельних основах γ _c=1,0;

γ _n - коефіцієнт надійності, що залежить від класу капітальності споруди , γ _n =1,10.

1,0· 1064,47=598,2>1,0/1,1·353,63=321,48кH.

Умова стійкості не виконується. Необхідне покращення якостей ґрунту для нормальної експлуатації споруди.