3. Проектирование фундаментов мелкого заложения.

К фундаментам мелкого заложения относятся: ленточные, столбчатые, плитные и др. Их назначение – передача нагрузки от сооружения на естественные или искусственные основания.

При проектировании определяются конструкция и размеры фундаментов, глубина заложения подошвы, производится расчет оснований по деформациям. По выполненным расчетам производится конструирование.

3.1 Глубина заложения подошвы фундаментов:

Зависит от целого ряда факторов:

1. Конструктивных особенностей сооружения, у зданий и сооружений без подвальных помещений глубина заложения зависит от высоты фундаментов, при наличии подвалов фундамент заглубляется ниже пола подвала.

2. Глубины сезонного промерзания грунтов. Подошва фундаментов должна располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунтов с учетом теплового режима здания.

3. Инженерно-геологических и гидрогеологических условий участка строительства. Подошва фундамента должна опираться на несущий слой, установленный согласно таблице, с заглублением ниже его кровли на 0,2…0,3м.

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d_n=1,5 м, исходя из конструктивных соображений.

Марка фундамента	Ось здания	N, кН	М, кНм	Q, кН
Ф-1	крайний ряд	780	154	15
Ф-2	средний ряд	970	120	12

- Определяем площадь подошвы А, м² по формуле:

где - условное расчетное сопротивление для предварительных расчетов

принимается по таблице;

- среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

- глубина заложения подошвы фундамента, м м

м²

м²

Крайний фундамент:

b = 1,8 м

l =2,4 м

А= 1,8 х 2,4 = 4,32 м²

Средний фундамент

b =1,8 м

l =3,3 м

А= 1,8 х 3,3 = 5,94 м²

Уточняем R - расчетное сопротивление грунта, по формуле:

где - коэффициенты условий работы по табл;

=1, =1,

b- ширина подошвы фундамента

b_кр= 1,8 м

b_ср= 1,8 м

значения определяется по табл. в зависимости от угла внутреннего трения φ= 34 ⁰;

- глубина заложения фундамента, =1,5 м

и - средние значения удельного веса грунтов соответственно выше и ниже подошвы фундамента ;

= = 17,04

= =17,6

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под фундаментом, кПа, 1,2 кПа

305,889 кПа

Выполняем проверки давлений по подошве принятых фундаментов по формулам: , ,

где Р - среднее давление

для крайнего ф-та :

, где

W- момент сопротивления подошвы фундамента,

;

;

;

;

для среднего фундамента:

, где

W- момент сопротивления подошвы фундамента,

;

;

;

;

.

Проверки выполняются.

3.3 Расчет оснований по деформациям.

Выполняем расчет осадки фундамента методом послойного суммирования:

1. Строим расчетную схему основания и фундаментов, на которую наносим: геологический разрез с необходимыми для расчета параметрами основания, и поперечное сечения фундамента «b» с принятой глубиной заложения его подошвы « », в масштабе 1:100.

2. Определяем напряжения от собственного веса грунта

0,6*16,2=9,72 кПа

5,5*17,6+11,664=108,464 кПа

3,9*16,2+108,464=171,644 кПа

3,9*16,2+108,464=171,644 кПа

на отметке подошвы фундамента

кПа

На схеме строим эпюру .

3. Напряжение от дополнительного давления на уровне подошвы фундамента

Для крайнего ф-та (Ф-1) 185,84 кПа

Для среднего ф-та (Ф-2) 168,58 кПа

4. Сжимаемую толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои толщиной: м

5. Расчет напряжений от внешней нагрузки на отметке кровли каждого элементарного слоя и расчет осадок выполняется в табличной форме. При этом коэффициент определяется по таблице, для соотношения:

Для крайнего ф-та:

Для среднего ф-та:

6. Осадка фундамента определяется по формуле:

;

где:  – безразмерный коэффициент, который равняется 0,8;

σ_{zp, i} – среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в і-том слое грунта на вертикали, которая проходит через центр подошвы фундамента, кПа;

h_і – толщина і-го слоя грунта, м;

n – количество слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

_{z, i} – среднее значение вертикального напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована, в і-ом слое грунта на вертикали, которая проходит через центр подошвы, на глубине z от подошвы фундамента, кПа;

E_i – модуль деформации і-го слоя грунта по ветви первичной нагрузки, МПа;

Е_{е, і} – модуль деформации і-го слоя грунта по ветви вторичной нагрузки (модуль упругости), МПа;

Е_і и Е_еі – определяются в пределах действующих нагрузок от собственного веса грунта и здания.

7. Полученную осадку сравниваем с предельным значениям осадки

;