Требуемая глубина заложения фундаментов
Во всех случаях фундамент должен быть опущен ниже глубины h (рис. 13.17, а) сезонных изменений в покровном слое грунта, т. е. глубже подошвы так называемого активного слоя грунта, который может подвергаться воздействию мороза и другим подобным влияниям.
На рис. 13.17 показаны три гипотетических пласта грунта. Предполагается, что мощность каждого пласта может изменяться от 10 до 40 футов и что фундамент может быть заложен на любом из этих трех пластов исходя из указанных ниже соображений. Следует избегать, насколько это возможно, фундаментов глубокого заложения, так как их стоимость сильно возрастает с глубиной. Обоснование фундамента на верхнем пласте А, как показано на рис. 13.17, а, будет приемлемо для всех типов и для любого веса сооружений при условии, что все три слоя А, В и С характеризуются удовлетворительной несущей способностью. Если пласт А сложен плотным и прочным грунтом и в то же время один из пластов B и C или оба пласта представлены слабыми грунтами, то на пласте А могут базироваться только легкие сооружения. Предельно допускаемый вес сооружения может быть определен исходя из анализа предстоящей осадки с учетом специальных вопросов.
Если пласт А сложен слабым грунтом, в то время как пласт В представлен прочной породой, то нагрузка от сооружения должна быть передана на пласт В, как показано на рис. 13.17, б, посредством свай или опускных колодцев. Если грунт в подстилающем пласте С ослаблен на значительную глубину, то предельный вес сооружения, который может быть передан на пласт В, определяется способом, подобным только что описанному для пласта А.
Если оба пласта А и В слишком слабы для того, чтобы воспринять нагрузку от проектируемого сооружения, в то время как пласт С характеризуется плотным грунтом, то фундамент должен быть заглублен до пласта С.
В любом случае желательно избегать обоснования отдельных частей одного и того же сооружения на различных пластах грунтов, даже если нагрузка от них изменяется в широких пределах, так как иначе может найти место значительная неравномерность их осадок. Это соображение иллюстрируется рис. 13.18. Стенка набережной была образована кессонами, опущенными до слоя плотного гравия с кровлей на отметке -60 футов. Пролеты между отдельными кессонами были перекрыты железобетонными плитами, уложенными на отметке, близкой к +20 футов.
Колонны рядов 1 и 2 здания пристани и некоторая часть насыпного слоя поддерживались заранее заготовленными длинными железобетонными сваями, забитыми до того же плотного гравия на отметке -60 футов; в остальных четырех рядах колонн 3—6 — короткие сваи, опущенные до верхнего слоя гравия на отметке ±0,0. Характер наклона трещин в зонах A и B показывает, что уплотнение мягкой глины, залегающей под этим слоем гравия, должно вызывать большую осадку по центру здания пристани, даже если все ряды его колонн будут поддерживаться гравием верхнего слоя. Отсюда возникла необходимость возведения колонн рядов 3—6 на длинных сваях, опущенных до отметки -60 футов. Однако образование в зоне А многих крупных трещин несомненно явилось следствием того, что первоначально предусмотренная осадка опоры колонн рядов 1 и 2 отсутствовала.
Изложенное выше дает в краткой форме представление о необходимых мероприятиях, отвечающих несколько упрощенным предельным схемам работы сооружений. В реальной практике может возникнуть бесчисленное множество сочетаний других особых условий. При таком положении выбор решения, наилучшим образом удовлетворяющего всем этим условиям в каждом частном случае, является искусством, которое может развиваться только на базе практического опыта, подкрепленного глубоким знанием связанных с рассматриваемым вопросом основных теоретических положений.