§40. Расчет фундаментов на устойчивость против глубокого сдвига

Расчет на устойчивость против сдвига фундамента и расположенного на Нем сооружения совместно с грунтом (глубокого сдвига) производят обычно для фундаментов устоев мостов и подпорных стен. Это связано с тем, что такой сдвиг может произойти лишь тогда, когда поверхность грунта с одной стороны сооружения расположена значительно выше, чем с другой. Предполагают, что при глубоком сдвиге фундамент с сооружением и прилегающий к ним некоторый объем грунта, ограниченный круглоцилиндрической поверхностью 1—2—3 некоторого радиуса г о, отделяются от остальной массы грунта и, поворачиваясь вокруг оси О этой поверхности, сползают вниз (рис. 7.8).

Сползанию способствуют силы, приложенные к сооружению, а также силы собственного веса сооружения, фундамента и перемещающегося с ними грунта. Эти силы создают сдвигающий момент Msa относительно оси О. В то же время на сползающий по круглоцилиндрической поверхности 1—2—3 массив действуют реакции остальной массы грунта. Эти реакции сопротивляются сползанию массива. Момент сопротивления сдвигу Msr относительно оси О вычисляют только от составляющих реактивных сил, касательных к поверхности вращения, так как нормальные составляющие проходят через ось О и, следовательно, не создают момента относительно нее.

Расчет фундамента на устойчивость против глубокого сдвига производят в следующем порядке.

1. Произвольно выбирают положение оси О и радиус Го круглоцилиндрической поверхности. Обычно рассматривают поверхности, касающиеся фундамента (на рис. 7.8 в точке 2).

2. Сползающий массив разбивают вертикальными плоскостями на ряд участков.

3. Вычисляют объем и собственный вес каждого участка массива.

4. Определяют значение Msa, кН·м, по формуле
Msa = ΣGiri, + ΣQihi, (7.7)
где Gi — вертикальная сила, кН, равная сумме веса i-го участка и расположенной над ним вертикальной внешней нагрузки; ri — плечо силы Gi относительно оси О, м; Qi — горизонтальная внешняя сила, кН; hi — плечо силы Qi относительно оси О, м.

Моменты Giri и Qihi; положительны, когда действуют в направлении вращения массива при его сползании.

Расчеты в указанном порядке производят для нескольких случаев, различающихся положением оси О и значением радиуса г0. Устойчивость против глубокого сдвига считается обеспеченной, если во всех случаях условие (7.9) выполняется.

Рис. 7.8. Схема к расчету фундамента на устойчивость против глубокого сдвига