Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

 

Размеры подошвы фундаментов мелкого заложения определяют методом последовательного приближения.

1. Вычисляют площадь подошвы А в первом приближении:

;

где - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента (приведено в задании);

- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по СНиП [1,2];

- средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах, обычно принимаемый равным 18…20кН/м3 (в бесподвальных зданиях) и 16…19кН/м3 – при наличии подвала;

- глубина заложения фундамента

2. Выбирают форму подошвы. Известно, что самая оптимальная с точки зрения будущих осадок - круглая, но она трудоемка в исполнении. Поэтому подошву фундамента принимают квадратной, и только наличие большого по величине момента вынуждает принимать ее прямоугольной

Исходя из вычисляют ширину и длину фундамента. Например, для квадратной подошвы , для прямоугольной: . Размеры принимают кратным 10 см.

4. Определяют расчетное сопротивление грунта основания (по [2], формула (7)):

где gс1 и gс2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 5;
k - коэффициент, принимаемый равным: k1=1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями, и k1 = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 приложения 3;
Мg, Мq, Mc - коэффициенты, принимаемые по табл. 6;
kz - коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м - kz = 1, при b ³ 10 м - kz = z0/b + 0,2 (здесь z0 = 8 м);
b - ширина подошвы фундамента, м;
gII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
g/II - то же, залегающих выше подошвы;
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;
hcf - толщина конструкции пола подвала, м;
gcf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3 (тс/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 принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м - db = 0).

Таблица. 5 . Коэффициенты gс1 и gс2

Грунты Коэффициент gс1 Коэффициент gс2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H, равном
4 и более 1,5 и менее
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых 1,4 1,2 1,4
Пески мелкие 1,3 1,1 1,3
Пески пылеватые:      
маловлажные и влажные 1,25 1,0 1,2
насыщенные водой 1,1 1,0 1,2
Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL £ 0,25 1,25 1,0 1,2
Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя 0,25 < IL £ 0,5 1,2 1,0 1,1
Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя IL > 0,5 1,0 1,0 1,0

Таблица. 6 . Коэффициенты Мg, Mq, Мc

Угол внутреннего трения, jII, град. Коэффициенты Угол внутреннего трения, jII, град. Коэффициенты
Мg Mq Мc Мg Mq Мc
1,00 3,14 0,69 3,65 6,24
0,01 1,06 3,23 0,72 3,87 6,45
0,03 1,12 3,32 0,78 4,11 6,67
0,04 1,18 3,41 0,84 4,37 6,90
0,06 1,25 3,51 0,91 4,64 7,14
0,08 1,32 3,61 0,98 4,93 7,40
0,10 1,39 3,71 1,06 5,25 7,67
0,12 1,47 3,82 1,15 5,59 7,95
0,14 1,55 3,93 1,24 5,95 8,24
0,16 1,64 4,05 1,34 6,34 8,55
0,18 1,73 4,17 1,44 6,76 8,88
0,21 1,83 4,29 1,55 7,22 9,22
0,23 1,94 4,42 1,68 7,71 9,58
0,26 2,05 4,55 1,81 8,24 9,97
0,29 2,17 4,69 1,95 8,81 10,37
0,32 2,30 4,84 2,11 9,44 10,80
0,36 2,43 4,99 2,28 10,11 11,25
0,39 2,57 5,15 2,46 10,85 11,73
0,43 2,73 5,31 2,66 11,64 12,24
0,47 2,89 5,48 2,88 12,51 12,79
0,51 3,06 5,66 3,12 13,46 13,37
0,56 3,24 5,84 3,38 14,50 13,98
0,61 3,44 6,04 3,66 15,64 14,64

 

5. Вычисляют площадь подошвы во втором приближении:

6. Уточняют размеры подошвы и . На этом приближении можно ос­тановиться, приняв , , .

7. Проверяют выполнение следующих условий:

а) среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания, т.е. ;

б) при действии момента давление под наибо­лее и наименее нагруженной гранью фундамента должно быть соответствен­но:

; ;

.

где - вес фундамента и грунта на его уступах соответственно;

- эксцентриситет приложения нагрузки.

Если вышеприведенные условия не выполняются, то необходимо пред­принять следующее:

- изменить соотношение размеров подошвы, т.е. придать подошве удли­нение в плоскости действия наибольшего момента, но не более чем ;

- увеличить площадь подошвы на 20% и более.

При выполнении условий, предварительный расчет размеров подошвы фундамента мелкого заложения считается завершенным.

Ширину подошвы ленточного фундамента под стену определяют аналогично, исходя из расчетных усилий , , . При подборе ширины подошвы ленточного фундамента принимают .