2.4. Проектирование фундаментов на естественном основании

2.4.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента

Глубина заложения фундаментов d1 должна определяться с учетом:

— назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения (например, наличие подвалов, подземных коммуникаций и т.д.);

— величины и характера нагрузок, воздействующих на основание;

— глубины заложения фундаментов примыкающих здании сооружений;

— инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований):

— гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;

— глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина промерзания грунта, если она менее 2,5 м, определяется по формуле

(4.5)

где Mt— коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе (принимается по табл. 3.2);

d0 — глубина промерзания в см, зависящая от вида грунта; принимается равной: для суглинков и глин — 23 см; супесей, песков мелких и пылеватых — 28 см; песков гравелистых,

крупных и средней крупности — 30 см; крупнообломочных грунтов — 34 см.

Значения d0 для грунтов неоднородного сложения принимаются как средневзвешенные по глубине в пределах зоны промерзания [7].

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df. определяется по формуле:

(4.6)

где Kh— коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов стен и колонн.

Коэффициент Khдля фундаментов наружных стен и колонн отапливаемых зданий и сооружений принимается по табл. 4.5.

Примечание. В табл. 2.4 указаны значения коэффициента при вылете наружного ребра подошвы фундамента от внешней грани стены до 0,5 м, при вылете 1,5 м и более они повышаются на 0,1, но

не более чем до единицы; при промежуточной величине вылета Khопределяется интерполяцией.

4.4.2. Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы нагруженного фундамента определяется по формуле:

(4.7)

где NOII — расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента,

кН (табл. 3.2);

R0 — расчетное сопротивление грунта основания, кПа (табл. 4.2);

γс р — средний удельный вес грунта и материала кладки фундамента, кН/м, принимаемый равным 20 кН/м3, а при наличии подвала над уступами — 16 кН/м3;

d1 — глубина заложения фундамента от планировочной отметки, м.

Для ленточного фундамента под стены b·1 = A для квадратного фундамента

для прямоугольного фундамента где η — коэффициент соотношения сторон;

η = l/b; η может быть принят по соотношению сторон колонны. Полученное значение A для фундаментов при внецентренной нагрузке должно быть увеличено на 10–20% на восприятие момента сил. Размеры подошвы фундамента следует округлять, чтобы они были кратными 100 мм.

Для ленточного фундамента ширина подошвы фундамента b принимается с учетом табл. 5.5 приложения.

4.4.3. Определение расчетного сопротивления грунта основания по прочностным характеристикам грунта основания

Расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяют по формуле [7, ф-ла (7)]

(4.8)

где γC1 и γC2 — коэффициенты условий работы (табл. 4.6);

k — коэффициент надежности по грунту; k = 1;

Mγ, Mq, MC — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения ϕ (табл. 4.7); kz=1 при b <10 м;

b — ширина подошвы фундамента, м;

γII — осредненное расчетное значение удельного веса

грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0,5b (при наличии подземных

вод определяется с учетом взвешивающего действия воды γsb), кН/м3;

γ′II — то же, залегающих выше подошвы в пределах глубины d1;

сII— расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1 — глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов

от пола подвала, определяемая по формуле:

(4.9)

hS — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hсf— толщина конструкции пола подвала, м;

γcf— расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3;

db— глубина подвала — расстояние от уровня планировки

до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной b ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м db= 2 м, при ширине подвала b > 20 м – db= 0.

Примечение. L/Н является отношением длины сооружения (здания) или его отсека к его высоте. При промежуточных значениях L/Н коэффициент γC2 определяют интерполяцией.

Примечание, ϕII — расчетный угол внутреннего трения грунта, залегающего под подошвой фундамента, при расчете по второй группе предельных состояний.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы в пределах глубины d1, определяется по формуле:

(4.10)

где hi — мощность i-го слоя грунта;

γi — удельный вес i-го слоя грунта.

После определения расчетного сопротивления грунта R уточняют размеры подошвы фундамента, подставляя в формулу (4.7) вместо Roзначение R и затем проверяют давление под подошвой фундамента (подраздел 4.4.4).