6. Особенности проектирования ленточных фундаментов

1. Определение ширины подошвы ленточного фундамента

Для ленточного фундамента необходимо подобрать только один размер подошвы – его ширину. Определение ширины подошвы ленточного фундамента осуществляется, как и для отдельного фундамента, последовательными приближениями.

Вначале по таблице 42 или 43 определяют расчетное сопротивление грунта R₀ для того слоя грунта, на который опирается фундамент.

Затем вычисляются ориентировочные размер ширины подошвы фундамента, как центрально загруженного, по формуле

,

(69)

где b – ширина подошвы фундамента, м;

n_II – сумма вертикальных нагрузок на одном метре длины фундамента, действующих на основание, кроме веса фундамента и грунта на его уступах (обрезах), и определяемых для случая расчета основания по деформациям, кН;

R₀, – см. пояснение к формуле (58).

По полученному размеру ширины подбирают типовую фундаментную плиту и конструируют, в первом приближении, тело фундамента в соответствии с указаниями п. 5.6. После этого, согласно принятым размерам, определяют расчетное сопротивление грунта R по формуле (15), и вычисляют среднее давление по подошве фундамента по выражению

(70)

где b – ширина фундаментной плиты, м

_mt – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта и пола, расположенных над подошвой фундамента; принимают равным 20 кН/м³;

d – глубина заложения фундамента, м.

Далее проверяются выполнение условия (55) и ограничений, изложенных в п. 7.2. При этом формулы для вычисления краевых давлений р_II, кПа, принимают вид:

при относительном эксцентриситете е / b  1/6

(71)

при относительном эксцентриситете е / b > 1/6

(72)

где m_II - момент от всех нагрузок, действующий по подошве на одном метре длины фундамента, найденный с учетом заглубления фундамента в грунте и перераспределяющего влияния верхних конструкций или без этого учета, кН·м;

C₀ - расстояние от точки приложения равнодействующей до края фундамента по его оси, м, определяемое по формуле

(73)

e - эксцентриситет равнодействующей нагрузки по подошве фундамента, м, определяемый по формуле

(74)

2. Проектирование прерывистых фундаментов

Ленточные фундаменты могут проектироваться с прерывистой укладкой плит (прерывистые фундаменты).

Расчетное сопротивление грунтов основания R для прерывистых фундаментов определяют как для ленточных фундаментов по указаниям п. 3.2 с повышением значения R коэффициентом k_d, принимаемым по таблице 45.

	Коэффициент kd для грунтов
	пески (кроме рыхлых) при коэффициенте пористости e
Вид фундаментных плит	e  0,5	e = 0,6	e  0,7
	глинистые при показателе текучести IL
	IL  0	IL =0,25	IL  0,5
Прямоугольные	1,3	1,15	1,0
С угловыми вырезами	1,3	1,15	1,15

Прерывистые фундаменты с повышением расчетного сопротивления основания не рекомендуются:

- в грунтовых условиях I типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнения грунта в пределах деформируемой зоны;

- при сейсмичности 7 баллов и более.

При устройстве прерывистых фундаментов также могут применяться плиты с угловыми вырезами за исключением следующих случаев:

- при залегании под подошвой фундаментов рыхлых песков;

- при сейсмичности района 7 баллов и более (в этом случае можно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);

- при неравномерном напластовании грунтов в пределах сооружения;

- при залегании ниже подошвы фундаментов глинистых грунтов с показателем текучести I_L >0,5.

При совпадении ширины типовой сборной железобетонной плиты с шириной фундамента, полученной по расчету, плиты прямоугольной формы и с угловыми вырезами укладывают в виде непрерывной ленты. В этом случае расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (15), может быть повышено в соответствии с рекомендациями п. 3.2.

При несовпадении ширины фундамента, полученной по расчету, с шириной типовой сборной плиты, проектируют прерывистые фундаменты. Для прерывистых фундаментов, проектируемых с повышением расчетного сопротивления основания, вычисленного по формуле (15), коэффициент повышения не должен быть больше значений, приведенных в таблице 45, а для плит прямоугольной формы, кроме того, не должен быть больше коэффициента k’_d, приведенного в таблице 46.

Расчетная ширина ленточного фундамента , м	Ширина прерывистого фундамента , м	k’d
1,3	1,4	1,07
1,5	1,6	1,11
1,7	2	1,18
1,8	2	1,17
1,9	2	1,09
2,1	2,4	1,18
2,2	2,4	1,13
2,3	2,4	1,1
2,5	2,8	1,17
2,6	2,8	1,15
2,7	2,8	1,12
2,9	3,2	1,13
3	3,2	1,11
3,1	3,2	1,09

Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.

10. Рассчитать фундамент под стену длиной L_ст =30 м производственного здания без подвала, отношение L / H = 4. Глубина заложения фундамента 2 м. Площадка сложена мелкими песками средней плотности (коэффициент пористости е = 0,6) насыщенными водой с φ_II = 30, R₀ = 200 кПа, удельный вес грунта под подошвой фундамента _II = _sb = 10 кН/м³, выше подошвы фундамента - = 19,2 кН/м³. Нагрузка на обрезе фундамента n_0II = n_II = 380 кН/м.

Решение.

Предварительная ширина подошвы фундамента при = 20 кН/м³

2,4 м.

Определим расчетное сопротивление грунта основания. По таблице 15 для песка мелкого при L/H = 4 _c1 = 1,3, _c2 = 1,1.

Прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, поэтому k = 1.

При b < 10 м k_z = 1.

По таблице 16 для φ = 32° М_ = 1,15, М_q = 5,59.

Расчетное сопротивление грунта вычисляем по формуле (15)

=

= = 346 кПа.

Расчетная ширина фундамента

1,24 м.

Расчетное сопротивление грунта вычисляем по формуле (15)

= 327 кПа.

Среднее давление по подошве фундамента

p_II = n_II / b + _mtd = 380 / 1,3 + 20·2 = 332 кПа.

Принимаем прерывистый фундамент из плит прямоугольной формы шириной 1,4 м.

Коэффициент превышения расчетного сопротивления в этом случае k’_d = 1,07 (таблица 46), а коэффициент k_d = 1,15 (таблица 45).

Количество плит прямоугольной формы определяем по наименьшему из этих коэффициентов.

Площадь ленточного фундамента А = 1,2430 = 37,2 м².

Суммарная площадь прямоугольных плит в прерывистом фундаменте А_В = 37,2 / 1,07 = 34,8 м². Количество плит в прерывистом фундаменте (площадь плиты A_S =1,4·1,18=1,65 м²)

n = A_B / A_S = 34,8 / 1,65 = 21 шт.

Расстояние между плитами

l_b = (L_ст – nl) / (n – 1) = (30 - 21·1,18) / (22 – 1) = 0,25 м

Определяем среднее давление по подошве плит по формуле

p_s = 380·30 / (21·1,65) = 329 кПа.

Фактическое превышение расчетного сопротивления

k’_d = 329 / 327 = 1,01, т.е. не больше допустимого.