К методике расчета несущей способности двухслойных оснований

В основаниях проектируемых сооружений нередко имеет место наличие слабого подстилающего слоя, который снижает их несущую способность. Этот случай рассмотрен в нормативной литературе при определении расчетного сопротивления грунта. Указания по оценке несущей способности основания со слабым подстилающим слоем отсутствуют. Также для данной схемы нет и строгого решения теории предельного равновесия грунтов.
В статье приводятся сведения о предыдущих исследованиях, в которых был разработан алгоритм расчета несущей способности двухслойного основания методом логарифмической спирали. Далее на основе этого алгоритма была написана и запатентована программа для автоматизированного расчета. Однако метод логарифмической спирали дает завышенные значения предельного давления. Поэтому цель статьи – определить поправочный коэффициент для получения достоверного результата несущей способности двухслойного основания. Результат решения этой задачи также представлен в настоящей статье.
Основываясь на том, что несущая способность двухслойного основания находится в диапазоне между несущей способностью однородного основания из крепкого и слабого грунтов, была получена формула для ее определения с поправочным коэффициентом. Сам поправочный коэффициент изменяется от 0 до 1 и зависит от глубины заложения слабого слоя. Определено понятие глубины влияния слабого подстилающего слоя, при которой слабый слой перестает влиять на несущую способность основания. Соответственно при данной глубине поправочный коэффициент будет равен единице.
С помощью написанной программы определяется глубина влияния слабого слоя. И по полученной формуле рассчитывается поправочный коэффициент при глубине заложения от 0 до глубины влияния слабого слоя с шагом 0,1 м. Далее по этим данным строится график зависимости поправочного коэффициента от глубины заложения подстилающего слоя. Имея данный график и значения несущей способности однородных оснований для крепкого и слабого грунтов, рассчитанных по СП 22.13330, может быть рассчитана несущая способность основания со слабым подстилающим слоем при любой глубине его заложения.

1. Караулов А. М., Королев К. В., Шохирев М. В. Оценка несущей способности двухслойных грунтовых оснований // Известия вузов. Строительство. 2020. № 11. С. 18–27.

2. Шохирев М. В. Метод определения несущей способности двухслойного основания // Фундаменты глубокого заложения и проблемы геотехники территорий : материалы II Всероссийской конференции с международным участием. Пермь : Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2021. С. 117–131.

3. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями № 1, 2). М. : Стандартинформ, 2017. 220 с.

4. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общей ред. В. А. Ильичева и Р. А. Мангушева. М. : Издательство АСВ, 2014. 728 с. ; 2016. 1034 с.

5. Соколовский В. В. Статика сыпучей среды. М. : Физматгиз, 1960. 240 с.

6. Строганов А. С. Прочность оснований сооружений // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1983. № 3. С. 23−27.

7. Соловьев Ю. И. Несущая способность предельно напряженного основания под ленточным фундаментом // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1979. № 4. С. 21−23.

8. Королев К. В. Канонические уравнения статики сыпучей среды при малом влиянии удельного веса грунта и решение задачи Прандтля // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2012. № 5. С. 2–6.

9. Bishop A. The use of the slip circle in the stability analysis of slopes // Geotechnique. 1955. Vol. 5, № 1. P. 7–17.

10. Balla A. Bearing capacity of foundation // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 1962. Vol. 88, iss. 5. P. 29–36.

11. Соловьев Ю. И., Караулов А. М., Смолин Ю. П. Современные методы расчета устойчивости земляного полотна железных дорог. Новосибирск : Сибирская государственная академия путей сообщения, 1996. 82 с.