При устройстве фундаментов глубокого заложения методом опускного колодца, кессона и «стена в грунте» необходимо учитывать возможность разуплотнения грунта вследствие его частичного разгружения. Разуплотнение будет тем более интенсивным, чем больше глубина разработки грунта, поэтому для предотвращения неравномерных осадок разуплотнения необходимо стремиться к максимальному сокращению времени между вскрытием грунта основания и началом бетонирования фундамента.
а — зависимость осадки от давления: 1 — для фундамента, возводимого в открытом котловане; 2 — то же, свайного; 3 — то же, глубокого заложения; б — при расположении центра вращения D в пределах высоты фундамента; в — то же, ниже подошвы фундамента
При использовании фундамента глубокого заложения график зависимости осадки от давления имеет ярко выраженный нелинейный характер (кривая 3 на рис. 11.5, а). Причем эта зависимость характеризуется отсутствием точки перелома а, характерной для Фундамента неглубокого заложения (кривая 1) и забивной сваи трения (кривая 2). Вторым отличием работы фундамента глубокого заложения от работы других типов фундаментов является значительно меньшая абсолютная осадка даже при значительной нагрузке, передаваемой на грунты основания. Последнее объясняется тем, что под подошвой фундамента глубокого заложения залегают слои более плотного грунта и отсутствует возможность выпора грунта на поверхность.
Расчет фундаментов глубокого заложения выполняют в соответствии с первой и второй группами предельных состояний, однако при этом необходимо привлечение методов нелинейной механизации: грунтов, которые существенно усложняют расчет.
В случаях, когда действующими строительными нормами разрешается производить расчет по сопротивлению грунта основания, он выполняется известными методами определения осадок с учетом влияния сил трения, развивающихся по боковой поверхности фундамента.
В общем случае на фундамент глубокого заложения будут действовать вертикальные, горизонтальные силы и момент. Под действием этих нагрузок фундамент может повернуться относительно некоторой точки D (рис. 11.5, б, в). Повороту фундамента будет препятствовать не только сопротивление грунта под подошвой, но и по его боковой поверхности. В расчетной схеме все вертикальные нагрузки приводят к равнодействующей 1FV — Т, приложенной центрально в плоскости подошвы, а горизонтальные силы и момент — к равнодействующей горизонтальной силе 22% приложенной на расстоянии X от подошвы фундамента.
Расположение центра вращения D может быть разным. При относительно высоком расположении равнодействующей горизонтальной силы l,Fh центр вращения будет находиться в нижней части фундамента (рис. 11.5, б). При действии этой силы в пределах средней части высоты фундамента точка D будет располагаться ниже подошвы фундамента (рис. 11.5, в).
В результате поворота фундамента относительно центра вращения по боковым поверхностям возникнут усилия реактивного давления, эпюры которых показаны на рис. 11.5.
Считается, что устойчивость фундамента в грунте обеспечена, если горизонтальное реактивное давление при z=duz=dl3 меньше сопротивления грунта в этих точках, принимаемого равным разности пассивного и активного давления грунта.
В формуле (11.12) не учтено трение по подошве фундамента и его боковым граням, а также возможность образования областей сдвига в верхней части фундамента (эти факторы идут в запас устойчивости).
