3.2.2. Определение предварительных размеров подошвы фундамента.

Предварительное размеры фундаментов назначаются по конструктивным соображениям или из условия, чтобы среднее давление на основание под подошвой было равно условному значению расчетного давления R₀, принятому в соответствии с требованиями, изложенными в приложении 4 СНиП 2.02.01.-83

По найденному значении расчетного давления R₀, определяем предварительно площадь фундамента без учета собственного веса фундамента и грунта на обрезах по формуле

(3.3.)

,

(3.3)

где F' - площадь фундамента в первом приближении, м²;

N - сумма всех вертикальных нагрузок /расчетных/ действующих на фундамент, кН (дана в задании);

R₀ - условное значение расчетного давления кН/м²;

Д

(3.4.)

алее находим размеры фундамента в первом приближении. Для квадратного в плане фундамента сторона его определяется по формуле

(3.4)

Для прямоугольного в плане фундамента его меньшая сторона определяется из соотношения

(3.5.)

,

(3.5)

где n – задаваемое для фундаментов соотношение сторон

Для круглого в плане фундамента его диаметр определяется по формуле:

(3.8)

(3.8.)

Для ленточного фундамента ширина его в первом приближении определяется из условия

(3.9)

(3.9.)

Вычислив приближенную ширину проектируемого фундамента, переходим к определению расчетного давления на грунт основания R согласно СНиП 2.02.01.-83-R кПа определяется:

а) для зданий без подвала

R = [M_γk_zbγ₁₁+M_qd₁γ₁₁+M_cC₁₁] (3.10)

б) для зданий с подвалом

(3.11)

,

г

(3.10)

де γ_c1γ_c2 - соответственно коэффициент условий работы грунтового основания и коэффициент условий работы здания и сооружения во взаимодействии с основанием, принимаемые согласно табл. СНиП 2.02.01.-83

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1, если испытания грунтов выполнены непосредственно на строительной площадке и 1,1 по косвенным данным (например, по таблицам СНиП);

M_q, M_γ, M_c – безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01.-83, в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения (табл. 3.2. настоящих указаний);

- меньшая сторона (ширина) подошвы фундамента, м;

d₁- глубина заложения фундамента от уровня планировки срезкой или подсыпкой, м;

Рис Схема фундамента для здания с подвалом

- осредненное (по слоям) расчетное значение объемного веса грунта залегающего выше отметки заложения фундамента, кН/м³;

- то же, но залегающего ниже подошвы фундамента, кН/м³;

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

d₁ - глибина закладання фундаментів безпідвальних споруд від рівня планування або приведена глибина закладання зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу, яку визначають за формулою

d₁ = h_s + h_cf γ_cf / γ'₁₁, (E.2)

де h_s - товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;

h_cf - товщина конструкції підлоги підвалу, м;

γ_cf - розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м³;

d_b - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд з підвалом глибиною понад 2 м приймають d_b = 2 м).

d_b - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд з підвалом глибиною понад 2 м приймають d_b = 2 м).

Таблица 3.1.

Значение коэффициентов условий работы γ_c1 и γ_c2

ВИДЫ ГРУНТОВ	Коэффициент γc1	Коэффициент γc2 для зданий и сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длинны здания (сооружения) или его отсека к его высоте L:H, равном:
		4 и более	1,5 и менее
Крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем и песчаные грунты, кроме мелких и пылеватых	1,4	1,2	1,4
Пески мелкие: Сухие и маловлажные: Насыщенные водой:	1,3 1,2	1,1 1,1	1,3 1,3
Пески пылеватые: Сухие и маловлажные: Насыщенные водой:	1,2 1,1	1,0 1,0	1,2 1,2
Крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем и глинистые грунты с консистенцией	1,2	1,0	1,1
То же с консистенцией	1,1	1,0	1,0

Таблица 3.2.

Значение безразмерных коэффициентов M_γ, M_q, M_c:

Расчётное значение угла внутреннего трения φп, град.	Mγ	Mq	Mc	Расчётное значение угла внутреннего трения φп	Mγ	Mq	Mc
0	0	1.00	3.14	23	0.69	3.65	6.24
1	0.01	1.06	3.23	24	0.72	3.87	6.45
2	0.03	1.12	3.32	25	0.78	4.11	6.67
3	0.04	1.18	3.41	26	0.84	4.37	6.90
4	0.06	1.25	3.51	27	0.91	4.64	7.14
5	0.08	1.32	3.61	28	0.98	4.93	7.40
6	0.10	1.39	3.71	29	1.06	5.25	7.67
7	0.12	1.47	3.82	30	1.15	5.59	7.95
8	0.14	1.55	3.93	31	1.24	5.95	8.24
9	0.16	1.64	4.05	32	1.34	6.34	8.55
10	0.18	1.73	4.17	33	1.44	6.76	8.88
11	0.21	1.83	4.29	34	1.55	7.22	9.22
12	0.23	1.94	4.42	35	1.68	7.71	9.58
13	0.26	2.05	4.55	36	1.81	8.24	9.97
14	0.29	2.17	4.69	37	1.95	8.81	10.37
15	0.32	2.30	4.84	38	2.11	9.44	10.80
16	0.36	2.43	4.99	39	2.28	10.11	11.25
17	0.39	2.57	5.15	40	2.46	10.85	11.73
18	0.43	2.73	5.31	41	2.66	11.64	12.24
19	0.47	2.89	5.48	42	2.88	12.51	12.79
20	0.51	3.06	5.66	43	3.12	13.46	13.37
21	0.56	3.24	5.84	44	3.38	14.50	13.98
22	0.61	3.44	6.04	45	3.66	15.64	14.64

При глубине заложения фундамента менее 1 м для вычисления R в формулу (3.10) подставляется h=1м, кроме случая, когда основанием являются водонасыщеные, пылеватые пески и глинистые грунты с консистенцией, при котором, глубина заложения принимается фактическая от уровня планировки.

При ширине подвала более 20 м и глубине более 2м, глубина заложения фундамента d принимается равной (глубине исчисляемой от пола подвала).

Определение расчетного давления для оснований, сложенных рыхлыми песками, должно выполняться, на основе специальных исследований.

По найденному в первом приближении расчетному давлению на грунт основания R' кН/м² (для ширины фундамента ) вычисляется площадь проектируемого фундамента F'' (м²) во второй приближении с учетом его собственного веса и грунта на обрезах фундамента по формуле:

(3.13.)

,

где - средний объемный вес материала фундамента и грунта на обрезах, принимаемый равным 20 кН/м³;

d глубина заложения фундамента, м;

- сумма всех вертикальных нагрузок (расчетных), действующих на фундамент от сооружения, кН.

Далее для площади F" вычисляем новые размеры сторон фундамента в плане в зависимости от вида и формы подошвы по формулам (3.4 - 3.9).

По найденным во втором приближении размерам фундамента определяем вновь расчетное давление на грунт основания R" с учетом новых размеров фундамента, подставляя в формулы (3.10.) и (3.11.) ширину .

Вычисляем по формуле (3.13.) новое значение площади фундамента F с учетом найденной величины R" и собственного веса фундамента и грунта на обрезах.

Для новой площади F аналогичным образом определяем размеры фундамента в третьем приближении. Вычисленные размеры фундамента в третьем приближении сопоставляют с полученными размерами фундамента во втором приближении, и если разница в размерах второго и третьего приближения не превосходит 5%, то дальнейший расчет подошвы фундамента прекращается. Указанному соответствует условие:

(3.14.)

,

где - размеры фундамента во второй приближении, м;

- размеры фундамента в третьем (конечном) приближении, м;

Если условие (3.14.) не выполняется, то необходимо продолжить расчеты по определению новых значений расчетного давления и размеров подошвы фундамента.