§ 2. Дополнительные усилия, вызываемые протаиванием основания

Усилия, возникающие в сооружениях на протаивающих основаниях, обусловлены неравномерными осадками. Теория расчета дополнительных усилий вызываемых протаиванием основания, разработана пока для ограниченного круга задач. Определение усилий в конструкциях сооружения, работающего совместно с основанием, требует дополнительных уравнений, которые могут быть получены из равенства деформаций основания и фундамента.

Исследования Н. И. Салтыкова показывают, что решение задачи в общем виде слишком сложно для применения в инженерной практике. Ниже приводятся упрощенные решения, полученные из основных принципов, установленных Н. И. Салтыковым, согласно которым осадка выражается линейным уравнением, а подошва фундамента разделяется на три зоны:

• зону пластических деформаций, где реакции основания равны предельным давлениям. В этой зоне развитие осадок ограничивается только жесткостью конструкций;
• зону уплотнения, где реакции основания находятся в пределах 0<рпр и деформации подошвы повторяют деформации основания; >
• зону нулевых реакций, где p = 0, а деформация основания не повторяется подошвой фундамента. В частных случаях могут не возникать зоны, где p = p^пр или p = 0; для упрощения расчета в пределах зон принимается линейное распределение реактивных давлений.

При определении реакций протаивающего основания в общем случае неизвестными оказываются размеры зон; исключением является случай, когда давление на подошву находится в пределах 0<p<p^пр и неизвестными являются краевые давления.

Предельное давление p^пр, ограничивающее максимальное значение реакций основания, определяется для оттаивающих грунтов по условиям выпирания грунта из-под подошвы фундамента и разжатия его в стороны. За предельное принимается меньшее из указанных двух значений p_разж и p_вып, которые вычисляются по формулам:

(II-22)

(II-23)

где с - сцепление оттаявшего грунта в ^кг/_см²;

n - боковой отпор разжимаемого грунта на единицу глубины, равный 0,3-0,7 ^кг/_см²;

γ_об и h_ф - соответственно объемный вес грунта выше подошвы фундамента в ^кг/_см³ и глубина заложения в см;

А_р, B_р, А_в и B_в - коэффициенты, определяемые по графикам (рис. II-80, III-58) в зависимости от угла внутреннего трения φ. На графиках (рис. III-58) приведены минимальные значения А_р и В_р.

Рис. II-80. График для определения коэффициентов А и В. 1 - для песчаных грунтов; 2 - для глинистых

Вычисляя р^пр по указанным формулам, необходимо иметь в виду, что чем больше отношение ^pср/_p^пр, тем меньше значения расчетных усилий в конструкциях.