7. Расчет ленточных фундаментов

7.1. Общие положения

Ширина ленточного фундамента b_f определяется по формуле

, м, (61)

т.к. A_f = b_fl_f; где l_f = 1,0 п.м.

Затем находится расчетное сопротивление R по формуле (7) [20] и уточняется размер ширины фундамента путем подстановки в формулу (7) [20] вместо R₀ значения R. При внецентренно нагруженном фундаменте находят краевые напряжения P_max и P_min по формуле

, (62)

где – момент сопротивления подошвы условного фундамента.

Делается проверка следующих условий:

p_ср  R, P_max  1,2R и P_min  0.

7.2. Расчёт осадки ленточных фундаментов

Расчет осадки ленточных фундаментов производится по аналогии со столбчатыми фундаментами. При этом должны учитываться погонные нагрузки, приложенные на обрез фундамента, распределенные на один погонный метр или на участке между серединами соседних простенков стены.

7.3. Расчет прочности нормальных сечений ленточного фундамента

Расчет сводится к определению требуемой площади арматуры вдоль длинной стороны фундамента (рис. 15).

Рассчитываем только подушку, выступы которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта P_I (без учета массы веса тела подушки и грунта на её обрезах)

Рис. 15. К расчету прочности нормальных сечений ленточного фундамента:

а = 35 мм – с бетонной подготовкой;

а = 70 мм – без бетонной подготовки;

l₁ = 1,0 п.м. ленточного фундамента

, кПа, (63)

где _f = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке; N_II – погонная нагрузка на обрез фундамента при расчете по второй группе предельных состояний; A_f = b_f 1 п.м. – площадь фундамента, м².

Сечение арматуры подушки подбираем по моменту консоли в сечении I-I по формуле

, кНп.м. (64)

Определяем значение _m по формуле

, (65)

где R_b – расчётное сопротивление осевому сжатию (призменная прочность бетона), кПа, определяется по табл. 13 [22]; l₁ – ширина сжатой зоны (в верхней части) сечения ленточного фундамента равная 1 п.м.; h₀ – рабочая высота рассматриваемого сечения, см; b₁ – вылет консоли, м, определяется по формуле

, (66)

где b_f и b_c – соответственно ширина подошвы фундамента и стены (колонны).

По табл. 20 [14] в зависимости от _m(А₀) определяем  и по формуле вычисляем площадь арматуры A_s:

, см², (67)

где R_s – расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний первой группы, кПа (кгс/см²), определяется по табл. 22 [22].

По сортаменту арматурной стали подбираем расчетную арматуру.

7.4. Расчет прочности ленточных фундаментов на действие поперечной силы

При расчете наклонных сечений на действие поперечной силы должно соблюдаться следующее условие:

Q  0,35R_bb_fh₀, кН. (68)

Расчет на действие поперечной силы НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ при выполнении следующего условия:

Q  k₁R_btb_fh₀, кН, (69)

где k₁ – коэффициент, для тяжелого бетона принимается равным 0,75; R_bt – сопротивление осевому растяжению бетона.

8. Свайные фундаменты

8.1. Общие положения

Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений следует начинать с определения (назначения) глубины заложения d_p подошвы ростверка FL_p из условий рекомендуемых пп. 2.25  2.33 [20]. Затем определяется длина сваи l₀, назначаемая из условий выбора инженерно-геологического элемента ИГЭ по глубине грунтового массива с наиболее приемлемым условным расчетным сопротивлением R₀ по эпюре на рис. 16.

Острие сваи, в первом приближении, располагаем в ИГЭ с R₀, значение которого наибольшее из массива грунта под ростверком. Величина анкеровки l_анк острия сваи из условия погружения принимается:

• на глубину не менее 0,5 м в крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные грунты и глинистые грунты с показателем текучести J_L  0,1;

• на глубину не менее 1 м – в остальные грунты.

Оголовок сваи при свободном сопряжении с ростверком должен быть заделан в ростверк на глубину l_задел. = 5  10 см. Тогда из рис. 16 имеем: l_c = l_анк + l₃ + l₂ + l₁ + l_задел., м. По величине l_c из каталога сборных железобетонных конструкций принимаем марку сваи. Например: l_c = 1,0 + 3,0 + + 1,2 + 0,35 + 0,1 = 5,65 м, принимаем сборную железобетонную сваю C 6-40.

Определяем несущую способность призматической висячей сваи или сваи трения по глубине основания. Для этого используем практический метод, основывающийся на табличных данных [21].

, кН. (70)

Рис. 16. Схема для назначения глубины заложения ростверка и определения длины сваи

Обозначения, входящие в формулу, приведены в формуле (3) [21]. Далее рассчитывается допустимая нагрузка N_d, кН на сваю, по формуле

, кН, (71)

где _k – коэффициент надежности (если несущая способность F_d определена расчетом или по результатам динамических испытаний без учета упругих деформаций грунта, _k = 1,4; если F_d найдена по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или зондом статического зондирования, а также по результатам динамических испытаний с учетом упругих деформаций грунта, _k = 1,25; если F_d определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой, _k = 1,2).

По величине допустимой нагрузки определяется количество свай n, шт, по формуле

, шт. (72)

Результат округляется до целого числа свай. Например: N_I = 1500 кН, N_d = 430 кН, тогда 3,488 шт, принимаем n = 4 шт.

Для столбчатых ростверков оптимальное количество свай должно быть от 3-х до 5-ти штук. Оптимальное расположение свай под ленточными ростверками может быть в один ряд, два или три.

После определения количества свай следует решить вопрос об их размещении в плане и конструирование ростверка.