Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Размеры подошвы фундамента Ф4 определяем методом последовательного приближения.

1. Расчет площади подошвы в первом приближении:

м²

м. Принимаем b₁ = 2,7 м

2. Определяем расчетное сопротивление грунта основания (формула 7 СНиП 2.02.01-83)

По таблицам 3, 4 СНиП определяем:

g_с1 = 1,4; g_с2 = 1,4; к =1,1; К_z =1; М_g =1,81; М_q = 8,24; М_c = 9,79.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

кН/м³

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:

кН/м³

Так как здание без подвала, то приведенная глубина заложения d₁=0.

кПа

3. Определяем площадь подошвы во 2-м приближении

м²

Принимаем размеры подошвы

b₂ = 2,1м l₂ = 2,6 м, А₂ = 5,46 м²

4. Вычисляем среднее давление под подошвой фундамента:

кПа

где G_ф,II=0,85dּbּlּγ_бет = 0,85·1,5·1,8·2,7·25 = 174,04 кН,

G_гр,II=0,15dּbּlּγ_гр = 0,15ּ1,5·1,8·2,7·19,28 = 23,69 кН.

кПа

5. Проверяем выполнение условий:

а) р £ R, т.е. 501,41 < 557,82.

Условие выполняется.

Недонапряжение составило

б) р_max £1,2R; 0£ р_min

Определяем

,

где

Получаем р_max= 657,8 кН < 1,2R = 669,42 кН

р_min=345,03 кН > 0

Все условия выполняются.

Окончательно принимаем размеры подошвы b =2,1 м l = 2,6 м.

Конструирование столбчатого фундамента

Фундамент монолитный с глубиной заложения 1,5 м. Подошва в плане прямоугольная со сторонами 2,1х2,6 м. При конструировании учитывают, что отношение высоты к вылету уступа было не более 1:2 при связанных грунтах и при песчаных не более 1:3

Класс бетона В25, арматура А-III. Под подошвой монолитного фундамента устраивается бетонная подготовка толщиной 10 см из бетона класса В7,5.

Защиту подземной части здания от поверхностных вод производим устройством отмостки. Кроме того, в стенах на высоте 15 см от отмостки предусматриваем непрерывную водонепроницаемую изоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике.

Расчет осадки фундамента

Так как ширина подошвы фундамента меньше 10 м, для расчета осадок применяем метод послойного суммирования.

Последовательность расчета.

1.Вычерчиваем расчетную схему.

2.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта

и строим эпюру σ_zq слева от оси z и эпюру 0,2 σ_zq справа от оси.

а) на поверхности земли

б) на уровне подошвы фундамента

б) на уровне подошвы 3-го слоя

в) на уровне подошвы 4-го слоя

г) в 5-м слое на уровне грунтовых вод

д) на уровне контакта 5 и 6 слоя с учетом взвешивающего действия воды

д) на уровне контакта 6 и 7 слоя с учетом взвешивающего действия воды

;

3.Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента

где P = 501,41 кН – определено ранее.

4.Разбиваем толщину основания на элементарные слои толщиной h_i = 0,42м, исходя из условия h_i≤0,2b. Определяем координаты подошв элементарных слоев, причем z = 0 соответствует подошве фундамента, и начинаем заполнять таблицу 3.

5.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта по формуле

где α – коэффициент учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.

Строим эпюру σ_zp. Точка пересечения эпюр σ_zp и 0,2 σ_zq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.

6. Определяем величины средних дополнительных давлений в каждом из дополнительных слоев.

7.Находим величины осадок каждого элементарного слоя

где β – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.

8.Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет расчетную величину осадки основания S.

Результаты всех вычислений заносим в таблицу.

Таблица 5. – Результаты расчета фундамента Ф4 методом послойного суммирования

Номер точек	z, м		α	кПа	Номер слоя	кПа	м		кПа	м
				475,16
	468,75	0,42	0,74		0,00455
	0,42	0,4	0,973	462,33
	433,82	0,42	0,74		0,00421
	0,84	0,8	0,853	405,31
	366,83	0,42	0,74		0,00356
	1,26	1,2	0,691	328,34
	293,42	0,42	0,74		0,00285
	1,68	1,6	0,544	258,49
	230,46	0,42	0,74		0,00224
	2,1		0,426	202,42
	200,05	0,42	0,74		0,00194
	2,2	2,1	0,416	197,67
	178,9	0,42	0,62		0,00412
	2,52	2,4	0,337	160,13
	144,45	0,42	0,62		0,00333
	2,94	2,8	0,271	128,77
	116,66	0,42	0,62		0,00269
	3,36	3,2	0,22	104,54
	95,51	0,42	0,62		0,0022
	3,78	3,6	0,182	86,48
	79,59	0,42	0,62		0,00183
	4,2		0,153	72,7
	68,9	0,42	0,62		0,00159
	4,62	4,4	0,137	65,1
	60,59	0,42	0,62		0,00139
	5,04	4,8	0,118	56,07
	55,6	0,42	0,62		0,00128
	5,07	4,83	0,116	55,12
	50,61	0,42	0,74		0,00058
	5,46	5,2	0,097	46,09
	44,43	0,42	0,74		0,00051
	5,8	5,52	0,09	42,76
	41,34	0,42	0,74		0,00048
	5,88	5,6	0,084	39,91
	37,54	0,42	0,74		0,00043
	6,3		0,074	35,16
	33,26	0,42	0,74		0,00038
	6,72	6,4	0,066	31,36
	29,22	0,42	0,74		0,00034
	7,14	6,8	0,057	27,08
	S = 0,0405

Общая осадка составила S = 4,05 см < S_u = 8 см, следовательно фундамент запроектирован правильно.