Как правило, каждое из слагаемых обусловливает неравномерности осадок фундаментов. Эти неравномерности зависят, как считает Р. С. Шеляпин, от двух основных причин: неоднородного напряженного состояния грунтов в основании рассматриваемого сооружения и неравномерной сжимаемости грунтов в основании под площадью загружения. При этом неравномер­ность податливости основания — неоднородность основания — оценивается степенью изменчивости сжимаемости слагающих его грунтов.

Под воздействием напряжений, превышающих природное давление, грунт деформируется. Деформации развиваются преимущественно вследствие уменьшения объема пор грунта (уплотнения) и искажения формы отдельных частиц или агрегатов грунта (упругие деформации). Упругие деформации искажения формы обычно во много раз меньше остаточных деформаций уплотнения. В связи с этим осадки, развивающиеся под воздействием местной нагрузки, называют осадками уплотнения, хотя в них входят и упругие деформации. Осадки уплотнения под отдельными частями сооружения обычно неодинаковы из-за неоднородности основания и неоднородности напряженного состояния грунтов в основании.

Неоднородность основания обусловливается:

выклиниванием слоев (рис. 9.2,а);

линзообразным залеганием различных грунтов (рис. 9.2, б);

неодинаковой толщиной слоев (рис. 9.2, в);

различием в плотности сложения грунта (неоднородностью самого грунта, рис. 9.2, г);

использованием слоев разных грунтов под отдельными частями сооружения (передача давления от тяжелой части здания на более плотный подстилающий грунт, рис. 9.2, д);

неодновременной консолидацией грунтов в основании под различными частями сооружения (рис. 9.2, е).

Неоднородность напряженного состояния грунтов в основании обусловливается:

неодинаковой загрузкой фундаментов, в связи с чем более загруженный фундамент приходится делать большей ширины; однако принятие одинакового давления под подошвой не исключает различия напряженного состояния грунтов в основании (рис. 9.2,ж);

взаимным влиянием загрузки соседних фундаментов, в результате которого наибольшее воздействие испытывает основание фундаментов, расположенных в средней части равкоэтажного здания, меньшее воздействие — основание фундаментов, расположенных по краям, и наименьшее — в углах (рис. 9.2,з);

неодновременной загрузкой фундаментов (рис. 9.2,и);

неполной загрузкой некоторых фундаментов (рис. 9.2,к),

Неодновременная загрузка фундаментов часто происходит при возведении разнотипных несущих конструкций, например при сооружении зданий с несущими наружными стенами и внутренними железобетонными колоннами. В таком случае фундаменты наружных стен получают почти полную загрузку в процессе возведения стен; фундаменты колонн в этот период загружаются в меньшей степени, поскольку получают большую часть нагрузки от устройства полов, перегородок и установки оборудования. Это создает неоднородность загрузки фундаментов.

В качестве примера рассмотрим 5-этажное жилое здание в Ленинграде. В процессе возведения наружных стен их фундаменты дали осадку, большую осадки фундаментов колонн, и в неразрезных прогонах перекрытий появились трещины с шириной раскрытия 1...2 см (рис. 9.3). После полной загрузки перекрытий эти трещины закрылись.

Аналогичная картина деформаций наблюдалась и в перекрытиях одного из корпусов табачной фабрики в Ленинграде. Однако .появившаяся трещина не закрылась даже в процессе эксплуатации здания. Объясняется это тем, что при расчете учитывалась полезная нагрузка на перекрытия 5 кН на 1 м2, фактическая же средняя нагрузка оказалась менее 1 кН на 1 м2. Таким образом, неполная загрузка грунтов основания колонн привела к неравномерностям осадки, равным приблизительно 5 см.

Расчетом можно найти размеры фундаментов сооружения, при которых они будут иметь почти одинаковую осадку уплотнения. Однако трудно гарантировать, что эти фундаменты получат одинаковые осадки во время постройки и в процессе консолидации грунтов.

Разнообразие рассмотренных причин развития неравномерных осадок уплотнения свидетельствует, что составление прогноза осадок сооружения, опирающегося на большое число различных фундаментов, обычно является задачей весьма сложной. Однако в случаях, когда в основании залегают плотные грунты и ожидаемые осадки невелики, будет мала и их неравномерность. При наличии в основании сильносжимаемых грунтов решение задачи усложняется. Если возникает сомнение в точности прогноза неравномерностей осадок, приходится либо принимать меры по уменьшению чувствительности несущих конструкций к возможным неравномерностям осадок, либо использовать в качестве основания более плотные слои грунта, залегающие на большей глубине.