Имеющиеся нормативные и литературные источники по проектированию и расчету водопропускных труб в транспортных сооружениях характеризуются достаточно детальными и подробными расчетами самих конструкций и их гидравлической работы, но при этом
ничтожно малым объемом расчетов по основаниям и фундаментам.

Учитывая, что проектирование нового строительства и реконструкции водопропускных труб ведется в нашей стране в больших объемах, а слабые грунты, представленные аллювиальными отложениями, характерными для водотоков, часто встречаются в качестве оснований для фундаментов сооружений, проблема расчетов оснований является весьма актуальной.

Проблема проектирования фундаментов водопропускных сооружений заключается в том, что решения принимаются, как правило, на основе типовых конструкций, привязка которых к конкретным грунтовым условиям осуществляется на основе условного сопротивления грунта R0 (табл. 1) и давления под подошвой фундамента (рис. 1).

Таблица 1

Определение условного сопротивления грунта

Определение условного сопротивления грунта

Не всегда по результатам полученных геологических данных возможно определить значение этого показателя, особенно когда дело касается слабых грунтов. Имея в таблице с физико-механическими показателями для инженерно-геологических элементов значение «н/н» (не нормируется), проектировщик затрудняется в принятии решения. Это не означает,5 что грунт не имеет несущей способности, это лишь свидетельствует о том, что необходимо выполнять уточняющие расчеты по механическим (прочностным) характеристикам. Уточнение осуществляется по различным формулам и в механике грунтов относится к определению первой или
второй критической нагрузки (безопасной или допустимой).

График для определения давления под подошвой трубы

Рис. 1. График для определения давления под подошвой трубы

Имеющиеся в нормативных источниках расчетные методы заключаются в проверке выполнения известного условия: расчетное давление должно быть меньше несущей способности с учетом коэффициентов запаса.

Однако, это соотношение относится к несущей способности жесткого штампа, в лучшем случае, с учетом заглубления. Фактически же фундамент водопропускного сооружения является фундаментом глубокого заложения, если учитывать высоту насыпи. Таким образом, несущая способность системы «грунтовая среда-фундамент» не может оцениваться формулами, определяющими устойчивость жесткого штампа ввиду невозможности потери устойчивости в такой постановке. Для этого необходимы другие критерии оценки.

Специалисты НИИОСП им. Герсеванова, рассматривая эволюцию расчетов линейной деформируемости грунтового основания (с 1962 по 2010 гг.), пришли к выводу, что критерий, определяющий применение линейной теории упругости и основанный на известной формуле Н. П. Пузыревского, в процессе переизданий СНиПов и СП превратился в «расчетное давление на основание», а затем в «расчетное сопротивление грунта основания» [3]. Недостатком формулы Н. П. Пузыревского является то, что рассматриваемые зоны — это фиктивные пластические зоны, поскольку условие Кулона - Мора выполняется только на их границах, а внутри них превышаются, что физически невозможно.

Расчетное сопротивление грунта основания стало со временем рассматриваться не только как ограничение на применение линейной
теории, но и как критерий прочности основания, который как бы перешел в группу предельных состояний, хотя предельная несущая способность может превосходить расчетное сопротивление в несколько раз.

Современные представления в области оснований и фундаментов предполагают заменить критерий линейной деформируемости по «расчетному сопротивлению грунта» методом определения глубины прорезки. Для обоснования этого метода используется метод конечных элементов, реализованный в геотехническом комплексе Plaxis [3].
В транспортном строительстве расчетные методики являются заимствованными из промышленно-гражданского и имеют свои упрощения.

Рассказать друзьям: