4. Выбор вариантов конструкций фундаментов

В работе необходимо рассмотреть 2-3 различных варианта ленточных и столбчатых фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов, вычертить их поперечные разрезы, как показано на рисунке 7. При этом рекомендуется задаться длиной сваи, исходя из грунтовых условий или конструктивно от 6 до 10м. Соединение сваи с ростверком может быть шарнирным и жестким.

Пример выбора:

Для сравнения задаемся вариантами ленточных фундаментов мелкого заложения со сборной или монолитной железобетонной плитой, столбчатых монолитных абсолютно жёстких и жёстких с гибкой плитой и вариантами свайных фундаментов с монолитным ростверком при однорядном и двухрядном размещении сваи (см. рис.7). Во всех вариантах фундаментов принимаем бетонные стеновые блоки подвала марки ФБС 24.5.6 (по приложению 2 табл.10)

Рис.7. Варианты конструкций ленточных, столбчатых свайных фундаментов:

а – сборные железобетонные плиты и бетонные стеновые блоки ленточного фундамента; б – монолитная железобетонная плита и бетонные стеновые блоки ленточного фундамента; в – абсолютно жёсткий монолитный железобетонный столбчатый фундамент; г - жёсткий монолитный железобетонный столбчатый фундамент с гибкой плитой; д– однорядный свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком и бетонными стеновыми блоками; е - двухрядный свайный фундамент с монолитным железобетонным ростверком и бетонными стеновыми блоками.

5. Расчет ленточных фундаментов мелкого заложения

Цель:

1. Рассчитать и принять размеры подошвы фундамента, показать его расчётную схему, совмещенную с инженерно-геологическим разрезом.

2. Спроектировать ленточные фундаменты, изобразить расчётно-монтажные схемы.

3. Определить конечную осадку фундамента методом послойного суммирования.

5.1. Определение размеров подошвы фундаментов

Ориентировочно требуемая ширина подошвы ленточного фундамента определяется по формуле

, (5.1)

где: - нормативная нагрузка на 1 м.п. фундамента, принимаемая по таблице исходных данных, кН/м;

- глубина заложения подошвы фундамента, м;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта на его ступенях ( кН/м³);

- расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента шириной м и глубиной заложения м служит для предварительного определения размеров фундамента, кПа. Принимается по приложению 2 табл.4.

Вычисленная по формуле (5.1) ширина подошвы фундамента требует уточнения по величине расчетного сопротивления грунта R, соответствующего принятой ширине подошвы b и глубине заложения фундамента d,

, (5.2)

где: - коэффициенты условий работы, принимаемые по приложению 2 табл.6;

- коэффициент, принимаемый равным: , если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями; , если они приняты по таблицам приложения [ 3]

В работе принять ;

- коэффициенты, принимаемые по приложению 2 табл.7;

- коэффициент, принимаемый равным: при b  10м ,

при b ≥ 10м (здесь м);

b - ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

- то же, залегающих выше подошвы;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (по исходным данным);

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

, (5.3)

где: - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

- толщина конструкции пола подвала, м. Удельный вес конструкции пола принимаем к Н/м³;

d_b - глубина подвала, м.

После определения уточняются размеры подошвы фундамента по формуле:

. (5.4)

Значения b, вычисленные по формуле (5.4), должны отличаться не более чем на 10%. Если они отличаются более чем на 10%, то вновь определяют значение R по формуле (5.2) для b, вычисленного по формуле (5.4).

Такое уточнение повторяют до достижения отличия двух последних значений b не более чем на 10%. Затем среднее значение двух b округляют в большую сторону кратно 0,1м и принимают в качестве расчетной ширины фундамента. По ней подбирают фундаментные блоки или назначают ширину плиты монолитного фундамента.

Пример расчёта:

Ориентировочная требуемая ширина подошвы ленточного фундамента мелкого заложения:

м.

Определяем расчетное сопротивление грунта при ширине подошвы фундамента равной 2,91м по формуле

В расчете приняты:

коэффициент надежности по грунту γ_g = 1;

для второго слоя грунта выше подошвы фундамента γ^′_II = γ₂ = 18,7 кН/м³;

для грунта ниже подошвы фундамента осредненное расчетное значение удельного веса

где кН/м³;

м,

-для песка мелкого (приложение 2 табл.6);

Рис.8. Схема расположения фундамента мелкого заложения в грунтовом массиве

- для песка мелкого и сооружения с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения к его высоте (приложение 2 табл.6);

, так как прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями и заданы в исходных данных;

для слоя песка с (приложение 2 табл.7);

, т.к м;

для песка слоя № 2 (см. грунтовые условия);

по заданию.

Расчетное сопротивление грунта R под подошвой фундамента при м:

м;

м.

При м

кПа;

м;

м.

При м

кПа;

м;

м.

При м

кПа;

м;

м.

Вывод: условие выполняется.

м

Принимаем м.