Расчет фундаментов мелкого заложения

Основным расчетом фундаментов сооружений является расчет по предельному состоянию по деформациям. Расчеты оснований по деформациям производят, исходя из теории линейного деформирования грунта (теории упругости). Применение этой теории допустимо, когда зоны пластических деформаций грунтов в основании или полностью отсутствуют, или имеют незначительное развитие. По этой причине при расчете по деформации среднее давление по подошве фундаментов ограничивается. Это среднее давление в большинстве случаев не превышает давления, при котором под краями фундамента образуются зоны пластических деформаций (местного нарушения прочности грунтов в основании) на глубину 0,25 ширины подошвы фундамента. При этом условно принимается, что давление по подошве распределено равномерно.

Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R. Так как оно зависит от ширины подошвы фундамента и глубины его заложения, то определяется для каждого фундамента.

Таким образом, до выполнения расчета осадок оснований следует для всех фундаментов убедиться, удовлетворяется ли условие

Р_II £ R, (2.3)

где R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа; Р_II – среднее давление по подошве фундамента, кПа.

Рис. 2.7. Схема к определению давления по подошве центрально

нагруженного фундамента

(2.4)

Здесь: N_0II – вертикальная нагрузка, действующая на обрезе фундамента, кН; N_фII – расчетная нагрузка от веса фундамента при расчете по деформациям, кН; N_грII – то же, от веса грунта над уступами фундамента, кН.

Выполнения данного условия достаточно для центрально-нагруженных фундаментов (рис. 2.7), для внецентренно-нагруженных (рис. 2.8) дополнительно проверяются условия ограничения максимальных и минимальных давлений по краям подошвы

, (2.5)

где M_II – момент, действующий на обрезе фундамента, кН·м; W – момент сопротивления площади подошвы фундамента.

Рис. 2.8. Схема к определению давления по подошве внецентренно

нагруженного фундамента

Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к трем составляющим в плоскости подошвы фундамента N_II, F_II, M_II.

;

; (2.6)

.

где E_a – активное давление грунта.

Для фундамента прямоугольной формы подошвы, центрального приложения вертикальной нагрузки N_0II, симметричного фундамента и засыпке фундамента с двух сторон (или при восприятии активного давления и момента от веса грунта вышележащими конструкциями)

(2.7)

где ; ; ;

(для ленточных фундаментов в формулу 2.7 вместо длины фундамента l, подставляется его ширина b).

Должны выполняться условия – ; , для всех фундаментов, т. е. перегруз более 20/% и отрыв подошвы недопустимы. при наличии крановой нагрузки, проверяется условие .