Определение основных размеров фундаментов
Как видно из формулы (1.1), расчетное сопротивление зависит от неизвестного размера фундамента b, поэтому размеры фундамента определяются обычно методом последовательных приближений. В качестве первого приближения принимают размеры фундамента по конструктивным соображениям или R = R0, где R0 – расчетное сопротивление грунта, зависящее от типа, вида и разновидности грунта. Допускается определять величину R0 по таблицам 1.6 – 1.8.
Т а б л и ц а 1.6 – Значения R0 для крупнообломочных грунтов
| Грунт | R0, кПа |
| Галечниковый (щебенистый) с заполнителем: | |
| песчаным | |
 пылевато-глинистым
| |
| Гравийный (дресвяный) с заполнителем: | |
| песчаным | |
 пылевато-глинистым
| |
| Примечание – Для пылевато-глинистого заполнителя значения R0 даны: при IL£0,5 – в числителе, при 0,5<IL£0,75 – в знаменателе. |
Т а б л и ц а 1.7 – Значения R0 для песчаных грунтов
| Грунты | R0, кПа |
| Песок: | |
 крупный
| |
| средний | |
  мелкий:
| |
| маловлажный | |
| влажный и водонасыщенный | |
| Песок пылеватый:
| |
  маловлажный
| |
| влажный | |
| водонасыщенный | |
| Примечание – Для плотных песков значения R0 даны в числителе, для песков средней плотности – в знаменателе. |
Т а б л и ц а 1.8 – Значения R0 для пылевато-глинистых грунтов
| Грунт | R0, кПа |
| Супеси с коэффициентом пористости е: | |
| 0,5 | |
 0,7
| |
| Суглинки с коэффициентом пористости е: | |
| 0,5 | |
| 0,7
| |
| 1,0 | |
| Глины с коэффициентом пористости е: | |
 0,5
| |
| 0,6
| |
 0,8
| |
| 1,0
| |
| Примечание – Значения R0 даны: при IL= 0 – в числителе, при IL= 1,0 – в знаменателе. При промежуточных значениях IL значения R0 определяются по интерполяции. |
В первом приближении площадь фундамента можно определить по формуле
, (1.2)
где N0II – расчетная нагрузка на обрезе фундамента; 
– среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах, принимаемое обычно равным 20 кН/м3; d – глубина заложения фундамента.
Если задаться соотношением сторон подошвы фундамента η = l/b, то формулу (1.2) можно привести к виду
. (1.3)
После этого принимают размеры фундамента, определяют его объем и вес Nf, вес грунта на уступах фундамента Ng и проверяют давление по подошве: 
.
Если в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента расположен слой грунта меньшей прочности, чем прочность лежащих выше слоев (рисунок 1.4), то необходимо выполнить проверку соблюдения условия
где σzp и σzg – вертикальные нормальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта; Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, кПа, определенное по формуле (1.1) для условного фундамента шириной bz, м, определяемой по формуле
где 
.
 |
Рисунок 1.4 – Схема для проверки расчетного сопротивления по характеристикам грунта слабого подстилающего слоя: 1 – грунт верхних слоев основания; 2 – подстилающий слой меньшей прочности
При действии на фундамент внецентренной нагрузки в одной плоскости размеры фундаментов определяют исходя из ограничения максимального краевого давления под подошвой фундамента: 
, а при действии моментов сил в двух направлениях – из ограничения максимального краевого давления в угловой точке: 
.
Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения определяются по формуле:
, (1.4)
где N – суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его уступах, кН; А – площадь подошвы фундамента, м2; Мх – момент всех сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; Wx – момент сопротивления площади подошвы фундамента, м3.
При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяются по формуле
, (1.5)
где Mx, My, Ix, Iy, Wx, Wy, x, y – моменты сил, инерции подошвы, моменты сопротивления подошвы, координаты рассматриваемой угловой точки относительно соответствующих осей.
В случае, если относительный эксцентриситет нагрузок 
превышает величину ε = 1/6, возможен частичный отрыв подошвы фундамента. В этом случае эпюра примет вид, показанный на рисунке 1.5, а максимальное краевое давление определяется по формуле
, (1.6)
где b – ширина подошвы фундамента; l0 = l/2 – e – длина зоны отрыва подошвы.
 |
Рисунок 1.5 – Эпюра давления под подошвой внецентренно нагруженного фундамента
Распределение давлений по подошве фундаментов с относительным заглублением d/l > 1 можно определять с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. В этом случае краевые давления под подошвой
, (1.7)
где id – крен заглубленного фундамента; ci – коэффициент неравномерного сжатия.