3.1.2.Определение размеров подошвы фундамента

Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле:

,(м²) (3.1.2)

где N_II – расчётная нагрузка по обрезу фундамента, кН (табл.1.2);

R₀ – расчётное сопротивление грунта основания, кПа (табл.2.2);

_ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах ( принимаем _ср=20…22кН/м³);

А= 8.17м.

При определении размеров подошвы прямоугольного фундамента поступаем следующим образом:

а) задаемся коэффициентом отношения сторон:

;

б) определяем ширину фундамента по формуле:

; (3.1.3)

Определяем расчётное сопротивление грунта по формуле:

, (кПа) (3.1.4)

где z_r=0.5b=0.5x2.4=1.2м;

g_c1, g_c2 – коэффициенты условий работы (табл. В.2[3]) :

g_c1 = 1.1 для супеси при J_L=0.71, g_c2 =1.0 при L/H=54.0/12.75=4.2;

M_g, M_q ,M_c – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения (табл.2.2):

по табл. В.3[3]: M_g= 0.84, M_q=4.37, M_c=6.9;

k_z – коэффициент, принимаемый равным 1 при b10м;

k = 1.1 – коэффициент надёжности, т.к. значения  и с приняты по таблицам;

g_|| - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³ (табл.2.2):

кН/м³;

c_|| - расчётное значение удельного сцепления грунта (табл.2.2):

15.0кПа;

g_||‘ – расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³ (табл.2.2):

кН/м³;

Уточняем значение ширины подошвы при R = 464.4кПа по формуле 3.1.3, 3.1.2 и 3.1.3:

b= 1.54м1.7м.

Уточняем значение R по формуле 3.1.4:

в) определяем длину фундамента l=b= 1.7x1.5=2.55м.

Принимаем длину фундамента 2.6м.

Проверяем выполнение условий по формулам:

(3.1.5)

;

Условия, необходимые для расчёта по деформациям выполняются. Недонапряжение составляет менее 10%. Следовательно, размеры фундамента подобраны верно.

3.1.3. Конструирование тела фундамента

Принимаем конструкцию стаканного типа с подколонником. Толщину стенок стакана назначаем по верху 225мм, что больше 150мм для фундаментов с армированной частью.

Зазор между колонной и стаканом 75мм. Т.к. размеры колонны в плане 0.4x0.6м, то размеры подколонника в плане:

b_cf =400+2225+ 275= 1000мм,

ℓ_cf =600+2225+ 275= 1200мм.

Глубину стакана назначаем 650мм.

Вынос ступени:

С₁ = (ℓ - ℓ_cf)/ 2= (2.6– 1.2)/ 2= 0.7м,

С₂ = (b - b_cf)/ 2= (1.7 – 1.0)/ 2= 0.35м.

Принимаем 1 ступень высотой 0,45м.

Конструкция тела фундамента см. рис. 3.1.3.

Рисунок 3.1.3 Фундамент монолитный (опалубочный чертеж)

3.1.4. Расчёт фундаментов по деформациям

Расчёт осадки фундамента производится исходя из условия:

(3.1.6)

где S – величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом, см;

S_u- предельная величина осадки основания фундаментов зданий и сооружений, см (по табл.В.4 3 S_u =15см).

Для определения осадки фундамента составляем схему, показанную на рис. 3.1.3.

Для расчёта используем метод послойного суммирования. Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоёв в характерных горизонтальных плоскостях по формуле:

(3.1.7)

где _I – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м³(табл.2.2);

h_i – толщина i-го слоя грунта, м (рис.3.1.3).

Рисунок 3.1.3 К определению осадок

• На подошве растительного слоя:

• На подошве 1-го слоя (песок пылеватый)

• На подошве фундамента

• На подошве 2-го слоя (супесь пластичная):

• На отметке уровня грунтовых вод:

• На подошве 3го слоя с учётом взвешивающего действия воды

,(кН/м³) (3.1.8)

где е_i – коэффициент пористости i-го слоя (табл.2.2);

_si – удельный вес частиц грунта i-го слоя, кН/м³ (табл.2.2);

_w = 10кН/м³ – удельный вес воды.

;

• Ниже залегает глина полутвердая, которая является водоупором, т.е. необходимо учесть давление столба воды.

• На подошве 4-го слоя (глины полутвердой):

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру ;

, (кПа) (3.1.9)

где среднее давление на уровне подошвы фундамента.

Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои, не более :

Значения рассчитываются по формуле:

,(кПа) (3.1.10)

где коэффициент, принимаемый по таб. В.5[3] в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:

, (см) (3.1.11)

где безразмерный коэффициент для всех видов грунтов

среднее дополнительное вертикальное напряжение в том слое грунта, кПа.

Вычисления сводим в таблицу 3.1.1.

Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.): она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

_(3.1.12)

Таблица 3.1.1 К расчёту осадок (соотношение сторон l/b=2.6/1.7=1.53)

Zi, см	 = 2*z/b		hi, см	zpi , кПа	zgi , кПа	0.2zgi ,кПа	Еi , кПа	Si , см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Супесь пластичная
0	0,00	1	0	309,24	70,79	14,16
68	0,80	0,8538	68	264,04	84,53	16,91	23000	0,678
136	1,60	0,5469	68	169,12	98,26	19,65	23000	0,512
170	2,00	0,444	34	137,26	105,13	21,03	23000	0,181
Песок мелкий средней плотности
204	2,40	0,3409	34	105,41	111,93	22,39	19200	0,172
230	2,71	0,296	26	91,50	117,13	23,43	19200	0,107
272	3,20	0,2233	42	69,04	121,33	24,27	19200	0,140
340	4,00	0,1550	68	47,94	128,13	25,63	19200	0,166
408	4,80	0,111	68	34,33	134,93	26,99	19200	0,117
430	5,06	0,103	22	31,85	137,13	27,43	19200	0,030
Глина полутвердая
440	5,18	0,1	10	30,92	159,13	31,83	21300	0,012
								2,11

Вывод

Условие 3.1.12 соблюдается на глубине от подошвы фундамента. Осадка основания