Другим общим положением для большинства методов расчета осадок является выделение сжимаемой толщи или так называемой активной глубины #_а, в пределах которой учитываются деформации грунта. Сжатием глубже расположенных слоев при определении осадок пренебрегают. Тогда величину вертикального смещения любой точки на поверхности основания можно представить в виде

г, 5 или 5+ <2= г_гйг, (5.3)

где е_г — деформация грунта в направлении вертикальной оси в некоторой точке основания (х, у, г).

Существует ряд способов и приемов для определения величины активной глубины сжатия #_а. Наиболее широко распространенный способ определения активной глубины сжатия основан на сопоставлении величины дополнительных напряжений от внешней нагрузки с напряжениями, ранее существовавшими, в частности напряжениями от собственного веса грунта а₂,б, т. е. бытовыми напряжениями. Там, где добавка напряжений относительно мала, деформациями грунта пренебрегают, т. е. граница Я_а находится для случая определения подъема дна котлована или осадки, за счет погашения разбухания г по условию а_г (у_ГХ>Н) = а_аа₂,_б, а для случая определения 5 или 5 + Л, как сг_г(<7—УгрЩ + сг₂(<7_г/) = а_аа_г,_б, где а_а < 1. В нормативных документах даются различные чисто эмпирические величины а_а.

В СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений» глубина активной зоны определяется из условия в_г(д—у_грН) = 0,2а_г,_б или
с учетом влияния соседних фундаментов сг₂(д—у_грН) + о_г(д_й) = 0,2о_гб. Активная глубина легко находится графически путем построения эпюры напряжений а_г(д—у_грк) и эпюры 0,2ст_гб и нахождения точки их пересечения (рис. 5.3, а). При наличии в пределах нижней границы Я_а сильно сжимаемых грунтов (с модулем деформации Е < 5 МПа) граница активной зоны ограничивается соотношением о₂(<7—у_грН) + ^ст_г(^/) = 0,1ст_г,б-

В СНиП П-16—76 «Основания гидротехнических сооружений» граница активной зоны находится из условия, чтобы напряжения от полных внешних нагрузок а₂(д) +

+ <*г(Яа) = 0>5(Т2,б, где а₂,_б — напряжения от собственного веса столба грунта, отсчитываемого от поверхности дна котлована. В случае однородного грунта ст₂,_б=Я_ау_гр.

В этом случае не учитывается влияние заглубления фундамента сооружения.

Все эти рекомендации являются весьма условными. Более физически обоснованными являются другие способы, которые, к сожалению, менее разработаны. К ним относится способ, предложенный

В. А. Флориным, где за активную глубину сжатия принимается глубина, при которой пренебрежение сжатием более глубоко расположенных слоев основания приводит к возникновению расчетной погрешности в величине осадки, не превышающей заданной величины.

Весьма логичен способ (рис. 5.3, б), основанный на условии, что в пределах активной глубины, включая его нижнюю границу, а_г{д) + + сг_г(^) > Остр, где Остр — величина структурной прочности грунта (см. § 1.4).

В последние годы в ряде нормативных документов получил развитие способ определения Я_а путем введения ниже Я_а условного, несуществующего абсолютно несжимаемого подстилающего слоя — способ линейно деформируемого слоя конечной толщины. Расчетная толщина линейно деформируемого слоя определяется по чисто эмпирической зависимости Я_а>рас = Я₀._а + Ы, где Ъ — ширина сооруже

ния, м; Н₀,а и / — эмпирические величины, принимаемые соответственно равными для оснований, сложенных: глинистыми грунтами — Эми 0,15; песчаными грунтами — 6 м и 0,1. Кроме того, вводятся поправки на интенсивность давления от сооружения умножением Яа.рас на понижающий или повышающий коэффициент (0,8...1,2). Условность введения в однородной толще грунта подстилающего фиктивного абсолютно несжимаемого слоя очевидна.

Конечно, во всех способах при залегании действительно несжимаемых грунтов в пределах Я_а глубина сжимаемого слоя должна ограничиваться кровлей этого грунта. В этом случае применение для расчета осадки слоя конечной толщины с Я_а>Рас <. Я_а вполне обосновано.

о-г(Тгр^) — напряжения от нагрузки — у_грк, определяемые из решения теории упругости (см. гл. 3).

Тем или иным способом определяется активная глубина сжатия, например путем сопоставления бытовых напряжений с дополнительными напряжениями, вызванными нагрузкой —у_грк (рис. 5.4). Вся активная глубина делится на элементарные слои Аг и в середине каждого слоя определяются напряжения о' и о".

Зная напряжения а' и а", по компрессионной кривой (рис. 5.5) можно определить соответствующие им коэффициенты пористости е_х и е₂. Коэффициент пористости е_х определяется на основной ветви компрессионной кривой (рис. 5.5), а е₂, полученный в результате разгрузки основания, — на кривой разбухания. Необходимую из е_х кривую разгрузки можно провести по интерполяции между двумя соседними ветвями разгрузки (на рис. 5.5 пунктиром).

Учитывая ранее полученную зависимость (2.13) между изменением коэффициента пористости и относительной деформацией в условиях невозможности бокового расширения е₂ = (е_х— е₂)/( 1 + е_х).