Способности предельных состояний

Особенности методики расчета оснований по предельным состояниям вытекают из тесной взаимозависимости основания и сооружения. Предельным можно считать такое состояние основания, которое влечет за собой возникновение предельного состояния надфундаментной конструкции. Таким образом, основным критерием состояния основания является состояние надфундаментной конструкции.

Рассмотрение совместной работы основания сооружения с самим сооружением позволяет установить следующие два предельных состояния основания:

Первое предельное состояние по несущей способности (устойчивости). Расчет по несущей способности производится при наличии регулярно действующих горизонтальных нагрузок (плотины, набережные и т. д.), а также в случаях ограничения основания откосами или когда основания сложены скальными грунтами.

Второе предельное состояние -по деформациям. Расчет по деформациям производится при нескальных основаниях.

Потеря устойчивости основания (первое предельное состояние), связанная с образованием узких зон разрушения грунта, характеризует полное исчерпание несущей способности основания. Надфундаментная конструкция в этих условиях резко накреняется, опрокидывается или разрушается.

Потеря устойчивости основания вызывает, как правило, внезапный и быстрый выход сооружения из строя.

Чрезмерные деформации фундаментов сооружения (второе предельное состояние), обусловленные большой сжимаемостью грунтов основания или их ползучестью, не связаны с полным исчерпанием несущей способности основания. Прочность и устойчивость основания в данном случае допускают дальнейшее увеличение нагрузки, однако сильные перекосы и обусловленное ими нарушение нормальной работы технологических установок, разрушение отдельных элементов конструкций, большие абсолютные осадки сооружений, делающие невозможной их дальнейшую эксплуатацию, и т. д. позволяют расценивать данное состояние основания как предельное.

В отличие от первого предельного состояния, второе предельное состояние наступает постепенно, сигнализируя, таким образом, о необходимости принятия мер, направленных на недопущение аварии.

Расчет оснований с полным использованием величины допустимых для данного сооружения осадок (или разности осадок отдельных точек) позволяет существенно уменьшить стоимость фундаментов без снижения надежности сооружений. Наиболее экономичное решение получится в том случае, если при этом и несущая способность основания будет использована полностью. Однако такое совпадение предельных состояний (первого и второго) возможно относительно редко.

Необходимым условием успешного внедрения расчета оснований сооружений по деформациям является установление предельных деформаций для различных видов сооружений на базе фактических данных наблюдений за эксплуатируемыми сооружениями и специально проводимых для этой цели экспериментально-теоретических исследований.