При большой глубине подвала стены испытывают давление грунта засыпки с внешней стороны здания. Потеря устойчивости может иметь форму поворота фундамента вокруг некоторого центра вращения. В этом случае проводятся расчеты устойчивости фундамента в предположении кругло цилиндрической поверхности скольжения (Рисунок 22).
Исходя из кинематических условий в качестве центра вращения принимается точка О, лежащая на краю верхнего обреза фундамента. Принимается, что след поверхности скольжения в плоскости рисунка 22 соответствует части окружности радиусом r, выходящей из точки, лежащей на противоположном краю подошвы фундамента и заканчивающейся в точке пересечения ее с основанием. Фундамент и прилегающий к нему грунт выше поверхности скольжения называются отсеком обрушения.
Рисунок 22 - Схема к расчету устойчивости фундамента
методом кругло цилиндрических поверхностей скольжения
Коэффициент устойчивости в этом случае определяют как отношение момента сил Мsr , удерживающих отсек обрушения, к моменту сил Мsа , стремящихся повернуть этот отсек относительно точки О (6.12):
k st = Мsr / Мsа , (6.12)
Если, аналогично предыдущему, определить удерживающие и опрокидывающие силы, то формула (6.12) примет вид (6.13):
r [ ∑ bi (pi + γi hi) tg φi cos αi + ∑ bi ci / cos αi]
k st = --------------------------------------------------------- , (6.13)
Eаi l аi + r ∑ bi (pi + γi hi) sin αi
где bi и hi - ширина и высота i-го элемента;
γi - средний удельный вес грунтов в i-ом элементе;
φi и ci – угол внутреннего трения и сцепление грунта по подошве i-го элемента;
pi - среднее давление, передаваемое фундаментом на i-ый элемент;
αi - угол между вертикалью и нормалью к подошве i-го элемента;
Eаi и l аi - равнодействующая и плечо сил активного давления;
r - радиус поверхности скольжения.
Вопрос 5 – Расчет на опрокидывание
Этот расчет выполняется для безрапорных конструкций, имеющих достаточно большую высоту и нагруженных горизонтальными силами. К таким конструкциям можно отнести подпорные стены, высокие дымовые трубы, опоры линий электропередачи. Устойчивость на опрокидывание оценивается по отношению моментов удерживающих Муд и опрокидывающих Мопр сил относительно условно принимаемого центра поворота (6.14):
k st = Муд / Мопр , (6.12)
Это отношение не должно быть меньше устанавливаемого нормативного значения k нst .
Необходимо отметить, что выбор расчетных схем при проведении расчетов фундаментов на сдвиг и опрокидывание каждый раз следует согласовывать с конкретными грунтовыми условиями в основании фундамента. Например, если фундамент установлен на скальных грунтах, то расчет на глубинный сдвиг, как правило, можно не проводить. Если в основании в непосредственной близости от подошвы фундамента находится подстилающий слой или прослоек слабого грунта, следует проверить устойчивость на сдвиг по слабому грунту.