Известно много методов расчета балок на упругом основании, применяемых к линейно деформируемым грунтам. Наибольшее распространение получили следующие теории:

местных деформаций с постоянным коэффициентом постели;
местных деформаций с переменным коэффициентом постели;
упругого полупространства;
упругого слоя на несжимаемом основании;
упругого слоя с переменным модулем деформации грунтов в основании по глубине.

Кроме того, в настоящее время применяют численные методы, позволяющие учитывать совместно деформации основания, фундаментов и надземных конструкций.

Схему такого основания можно представить в виде пружин (рис. 10.16, а). За пределами балки поверхность грунта не получает деформации.

Теория упругого пространства является другой крайней теорией расчета балок и плит на упругом основании. В этом случае фундаментная балка принимается лежащей на однородном уп­ругом или линейно деформируемом бесконечном полупространстве (рис. 10.16,6). Эта теория была выдвинута Г. Э. Проктором и развита Н. М. Герсевановым, М. И. Горбуновым-Посадо-вым, Б. Н. Жемочкиным, И. А. Симвулнди, А. П. Синицыным и др.

Наблюдения многих исследователей показали, что деформации за пределами площади загружения затухают значительно быстрее, чем согласно теории бесконечного полупространства. Исследования ЛИСИ свидетельствуют, что основные деформации уплотнения грунта развиваются в пределах сравнительно небольшой глубины, а ниже происходят лишь упругие деформации, составляющие около 5 % _ величины осадки (рис. 10.17). Последние деформации обусловлены упругими деформациями грунта. Это подтверждает целесообразность использования теории упругого (линейно деформируемого) слоя на несжимаемом основании.

Дополнительным подтверждением являются результаты наблюдений за осадкой поверхности грунта и осадкой глубинных марок, полученные С. Н. Сотниковым и А. А. Собениным в ЛИСИ. Эти наблюдения и анализ их результатов показали, что поверхность грунта вблизи возводимых зданий деформируется приблизительно в соответствии с деформацией поверхности слой линейно деформируемого грунта, лежащего на упругом основании, имеющем модуль упругости в 10...20 раз больший модуля общих деформаций.

Теория расчета балок на упругом (линейно деформируемом) слое грунта конечной толщины развита М. И. Горбуновым-Посадовым, С. С. Давыдовым, Г. В. Крашенинниковой, И. К. Самариным, О. Я. Шихтер и др. Основной сложностью использования этой теории является установление толщины деформируемого слоя. По-видимому, это можно сделать, руководствуясь способом определения расчетной мощности сжимаемой толщи при расчете осадки фундаментов методом ограниченной сжимаемой толщи (см. п. 7.4).

Исследования, выполненные в ЛИСИ В. М. Чикишевым, показали, что в однородных суглинках изменение модуля деформации по глубине можно принять по гиперболической зависимости. В то же время исследования В. М. Чикишева, а также А, В. Голли свидетельствуют, что правильнее рассматривать комбинированное основание, учитывающее упругие деформации в пределах полупространства и остаточные деформации сжатия грунта по толщине ограниченного слоя. В пределах этого слоя может быть учтена и переменность модуля деформации по глубине. Использование такой расчетной модели возможно при решении задачи методом конечных элементов.

Параллельно с развитием теорий расчета балок на упругом (линейно деформируемом) полупространстве и слое грунта совершенствовалась теория местных деформаций. С целью приближения этой теории к реальным условиям работы ленточных фундаментов, включая учет совместной работы сооружения с основанием, стали принимать переменное значение коэффициента постели по длине балки или сооружения. Если известна жесткость (податливость) основания в каждой точке по длине балки (ленточного фундамента),. то определение реактивных давлений не представляет больших затруднений. Поэтому такой метод и вошел в практику проектирования. Вся сложность задачи сводится к правильному определению закона изменения коэффициента постели по длине балки. Учет неоднородности основания по отдельным скважинам не может дать требуемой точности определения усилий, возникающих в фундаменте, так как при этом не рассматривается пространственная работа грунта.

Таким образом, из рассмотрения развития методов расчета балок и плит на упругом основании видно, что эти методы нуждаются в дальнейшей разработке в соответствии с законами диалектики.