5.5.1. загальні положення

Метою розрахунку підстав за деформаціями є обмеження абсолютних та (або) відносних переміщень фундаментів та надфундаментних конструкцій такими межами, при яких гарантується нормальна експлуатація споруди та не знижується її довговічність (внаслідок появи неприпустимих осадів, підйомів, кренів, змін проектних рівнів та положень конструкцій, їх з'єднань і т.п.). При цьому мається на увазі, що міцність і тріщиностійкість фундаментів та надфундаментних конструкцій перевірена розрахунком, що враховує зусилля, що виникають при взаємодії споруди з основою.

Деформації основи можуть бути такими:

  • – опади-деформації, що відбуваються внаслідок ущільнення ґрунту під впливом зовнішніх навантажень (і в окремих випадках власної ваги ґрунту) та не супроводжуються докорінною зміною його структури;
  • - просадки-деформації, що відбуваються в результаті ущільнення і, як правило, докорінної зміни структури ґрунту під впливом як зовнішніх навантажень і власної ваги ґрунту, так і додатково з ними діючих факторів, таких як замочування просадного ґрунту, відтавання льодових прошарків у замерзаючому ґрунті тощо .п.;
  • - підйоми та опади - деформації, пов'язані зі зміною об'єму деяких ґрунтів при збільшенні їх вологості або дії хімічних речовин (набухання та усадка) та при замерзанні води в порах ґрунту (морозне пучення та відтавання ґрунту);
  • - осідання - деформації земної поверхні, що викликаються розробкою корисних копалин, зміною гідрогеологічних умов тощо;
  • - горизонтальні переміщення - деформації, пов'язані з дією горизонтальних навантажень на основу (фундаменти розпірних систем, підпірні стіни тощо) або зі значнимивертикальними переміщеннями поверхні при осіданнях, просіданнях ґрунтів від власної ваги і т.п.

Деформації підстави залежно від причин їх виникнення поділяються на два види:

  • перший - деформації від зовнішнього навантаження на основу (опади, просідання, горизонтальні переміщення);
  • другий - деформації, не пов'язані із зовнішнім навантаженням на основу і проявляються у вигляді вертикальних і горизонтальних переміщень поверхні основи (осідання, просідання грунтів від власної ваги).

При проектуванні слід враховувати, що деформації основи першого виду викликають більші зусилля в конструкціях споруди, чим більше стисливість ґрунтів основи; при деформаціях другого виду зі збільшенням стисливості ґрунтів основи зусилля знижуються.

Найбільш небезпечні для конструкцій споруди нерівномірні деформації основи, головними причинами виникнення яких для першого виду є:

  • – нерівномірна стисливість ґрунтів через їхню неоднорідність, виклинювання та непаралельність залягання окремих шарів, наявність лінз, прошарків та інших включень, нерівномірне ущільнення ґрунтів, у тому числі штучних подушок тощо;
  • - Відмінність в опадах основи в межах і за межами майданчика завантаження (особливо часто це відбувається з основами, складеними грунтами, що сильно стискаються, чим і пояснюються багато випадків пошкоджень існуючих будівель при зведенні поблизу них нових споруд);
  • - нерівномірне зволоження ґрунтів, зокрема просадних та набухають;
  • - Відмінність навантажень на окремі фундаменти, їх розмірів у плані та глибини закладення;
  • – нерівномірний розподіл навантажень на підлоги виробничих будівель, а також завантаження території вбезпосередній близькості від споруди;
  • - Порушення правил виконання будівельних робіт, що призводять до погіршення властивостей грунтів; помилки, допущені при інженерно-геологічних дослідженнях та проектуванні основ та фундаментів, а також порушення передбачених проектом умов експлуатації споруди.

Основні причини виникнення нерівномірних деформацій основ для другого виду - це підвищення вологості ґрунтів у ґрунтових умовах II типу за просадочністю, наявність підземних гірничих виробок, зміна температурно-вологісного режиму деяких ґрунтів (наприклад, набухають), зміна гідрогеологічних умов майданчика, вплив динамічних впливів, наприклад від міського транспорту тощо.

Таким чином, серед причин, що викликають нерівномірні деформації основи, які необхідно враховувати при проектуванні, є не тільки інженерно-геологічні та гідрогеологічні фактори, але також конструктивні та технологічні особливості проектованих споруд, способи виконання робіт з улаштування основ та фундаментів, особливості експлуатації споруд.

Розрахунок підстав за деформаціями, як зазначалося, повинен проводитися з умови спільної роботи споруди та підстави. Деформації підстави допускається визначати без урахування спільної роботи споруди та підстави, тобто. без урахування перерозподілу навантажень на підставу конструкцією споруди, у випадках, зазначених у п. 5.3.

Спільна деформація основи та споруди може характеризуватись: абсолютним осадом основи окремого фундаментуsi, середнім осадом основи споруди; відносною нерівномірністю осад Δs/Lдвох сусідніх фундаментів, тобто. різницею їх вертикальних переміщень, віднесеною до відстаніміж ними (рис. 5.17); креном фундаменту або споруди в ціломуi- ставленням різниці осад крайніх точок фундаменту до його ширини або довжини (рис. 5.18); відносним прогином або вигиномf/L— ставленням стріли прогину або вигину до довжини однозначно згинальної ділянки споруди (рис. 5.19); кривизною згинальної ділянки споруди ρ = 1/R(див. рис. 5.19); відносним кутам закручування споруди = Δβ/L(рис. 5.20); горизонтальним переміщенням фундаменту чи споруди загаломu. Аналогічні характеристики можуть встановлюватися також і для просідання грунтів, підйомів їх при набуханні, осідання земної поверхні та інших деформацій.

Складна деформація споруди, що виникає внаслідок нерівномірних осаду основи, може бути розкладена на окремі складові, як це показано на рис. 5.21 де крен спорудиi= (s6 -s1)/L.