3.  Вариантное проектирование

   3.1. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании

   3.1.1. Определение глубины заложения фундаментов

   Расчет  провожу для сечения 1-1.

   Глубина заложения фундамента устанавливается  с учетом:

• инженерно-геологических условий площадки строительства;
• необходимости исключения возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундаментов;
• конструктивных особенностей возводимого здания.

   По  инженерно-геологическим условиям первый слой (песок пылеватый) не может  служить основанием фундаментов. В  качестве основания фундаментов  целесообразно использовать третий слой – супесь пластичную.

   Глубину сезонного промерзания грунтов  определяю по карте глубин сезонного промерзания грунтов (рис. 1 [1]). Для города Минск путём интерполяции получаю

   Нормативную глубину сезонного промерзания определяю по формуле:

                                                                                                                     

где (для супесей); 

 

Расчётную глубину  промерзания грунта не рассчитываю, так как расчеты произвожу  для сечения 1-1, которое проходит по внутренней стене. Для расчёта фундамента по внутренней стене глубина промерзания грунта не учитывается (п.5.8 [7]).

   Фундамент должен заглубляется в несущий слой не менее и быть ниже пола подвала на . Также глубину заложения фундамента подбираю так, чтобы легло целое количество фундаментных блоков. Поэтому окончательно принимаю глубину заложения фундамента

   3.1.2. Определение размеров фундамента

   Глубина заложения фундамента Расчетная нагрузка, действующая на фундамент, равна  _. Расчет произвожу для сечения 1-1. Длина здания высота

   Определяю площадь подошвы фундамента в плане:

                                                                                                                       (3.2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

где ^{среднее знач}ение удельного веса фундамента;

     – сжимающее усилие;

    –  глубина заложения фундамента;

 расчётное сопротивление слоя, находящегося под подошвой фундамента, (см. табл. 2.1).

.

   Ширина ленточного фундамента под стену, когда расчёт производится на 1 погонный метр длины фундамента, равна:

                                                                                                            (3.3)      

   Определяю расчётное сопротивление грунта основания: 

где коэффициенты условий работы (принимаю по табл. В.1 [7]:  ; .

    коэффициент надёжности (см. приложение В [7]);

         (по табл. В.2 [7] при );

коэффициент, принимаемый равным: при м (см. приложение В [7]);

   осреднённое значение удельного  веса грунта, залегающего  ниже подошвы фундамента мощностью 

   осреднённое значение удельного  веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

     – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ;

     – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала;

     – приведенная глубина заложения фундамента;

                                  (3.5)

   _Где                   

                             

    

                                     (3.6)

     

                                  (3.7)

     – толщина слоя  грунта выше подошвы  фундамента со  стороны подвала;

   –  расчетное значение удельного веса пола подвала;

     – толщина пола  подвала.

    

   При расчете  центрально нагруженных фундаментов  должно выполняться следующее условие:

                     (3.8)

                    

   Поскольку вычисленное значение P_ср отличается от R более чем на 5%, то производим перерасчет и заблубляя фундамент на 0,3 м.

   Принимаем b = 3,2м и = 3,95 м – глубина заложения фундамента;

    

    

     
 

    

   Условие выполняется, при этом P_ср<R на  6,69% > 5,0%,

   Принимаем b = 2,8м и = 4,25 м – глубина заложения фундамента;

    

    

     
 

    

   Условие  не выполняется.

   Окончательно  принимаю b=3,2 м. и d=3,95 м.

   3.1.3.  Определение осадок  фундаментов

    Рассчитывать  осадку основания ленточного фундамента буду методом послойного суммирования.

    Строю эпюру распределения вертикальных напряжений от собственного веса грунта :                                  (3.9)

      где:  удельный вес грунта го слоя;

              мощность го слоя.

    Удельный  вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен определяться с учётом взвешивающего действия по формуле:

                                             (3.10)

    

      .

    Определяю вертикальное напряжение от собственного веса грунта в характерных плоскостях:

    На  подошве 1-го слоя:

    .

    На  уровне грунтовых вод:

    .

    На  подошве 2-го слоя:

    .

    На  отметке  подошвы фундамента:

    .

    Перед подошвой 3-го слоя:

    .

    На  подошве 3-го слоя:

    .

    На  подошве 4-го слоя:

    .

    На  максимальной глубине скважины:

    .

Определяю дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строю эпюру :                                  (3.11)

где:  – среднее давление на уровне подошвы фундамента; 

    Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем  на слои не более :   

    Значения  эпюры рассчитываются по формуле:                  (3.12)

где: коэффициент, принимаемый по таб. 24[1] в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины .

    Определяем  осадку каждого слоя основания по формуле:

                                             (3.13)

где:   – безразмерный коэффициент для всех видов грунтов;

     среднее дополнительное вертикальное напряжение в -том слое грунта.

    Осадка  основания фундамента вычисляется  суммированием величины осадки каждого  слоя. Суммарно, она не должна превышать  предельно допустимой осадки сооружения:                                         (3.14)

    Вычисления  сводим в таблицу 3. 

    Таблица 4 Определение осадок фундамента

     

    Определяем  нижнюю границу сжимаемой зоны. Она  находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

                                                                                                       (3.15)