Устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения в различных инженерно геологических ус

justify">     В порядке первого приближения  площадь подошвы фундамента А определяется по формуле: 

       – расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента;

       – расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

       – среднее значение удельного веса фундамента;

       – глубина заложения фундамента от уровня планировки.

     Для фундамента Ф3: 

     У фундаментов прямоугольной подошвой задают отношение сторон: 

     Ширина  подошвы фундамента: 

     Длина подошвы фундамента: 

     С учетом унификации окончательные размеры  фундамента: 

     Суммарные нагрузки и воздействия на подошве  фундамента Ф3 можно представить  в виде:

     а) нормальная нагрузка:

     N_II =N_0II + G_фII + G_грII ;

     N_0II – вертикальная нормальная нагрузка в плоскости обреза фундамента;

     G_фII – расчетная нагрузка от веса фундамента;

     G_грII – расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки. 

     б) момент в плоскости подошвы фундамента: 
 

     

      Рис. Габаритные размеры фундамента Ф3 

     2.4. Проверка напряжений  в основании и  уточнение размеров  подошвы фундамента

      Принятые  в первом приближении размеры  подошвы фундамента уточняются исходя из требований СНБ [9], выражаемых неравенствами:

где     Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

       ;

      P_max и P_min – соответственно максимальное и минимальное значение краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента, определяемого по формуле внецентренного сжатия 

где    W – момент сопротивления подошвы фундаменты;

      R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяемое по формуле: 

где     – коэффициенты условий работы;

        – коэффициент, принимаемый равный: = 1, если прочностные характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями и = 1.1 – если они приняты по таблице[9];

        – коэффициенты, принимаемые по  табл. В.2. [11];

        – ширина подошвы фундамента, м;

        – коэффициент,  принимаемый равный: = 1 при < 10 м;

        – определенное  значение удельного  веса грунтов,  залегающих выше  подошвы фундамента (при  наличии подземных  вод определяется  с учетом взвешивающего  действия воды), кН/м³;

        – то же, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³;

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

        – глубина заложения  фундаментов бесподвальных  сооружений от  уровня планировки, м;

        – глубина подвала - от уровня планировки до пола подвала, м. 

     Вес 1 м подошвы фундамента: 

     Принимая  удельный вес грунта засыпки равным 18 кН/м³ определим вес 1 м длины грунта на обрезах фундамента: 

     Среднее давление на подошве фундамента: 

     Основное  условие  выполняется. 
 

2.5. Расчет осадки фундамента

     Сущность  расчета осадки фундамента заключается  в удовлетворению условию:

;

где     S – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;

        – предельная величина деформации основания фундаментов зданий  сооружений, принимаемая по [11].

      Значение  конечной осадки вычисляется по методу послойного суммирования по формуле:

;

где     S – конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

      S_i – осадка i-го слоя грунта основания;

      b – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,08;

      n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;

      s_zp,i – среднее значение дополнительного напряжения в i-м слое грунта;

      h_i – толщина i-го слоя грунта;

      Е_i – модуль деформации i-го слоя грунта.

      Значения  вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев  оси z, проходящей через центр подошвы фундамента, определяют по формуле: 

где    – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента; 

        – удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

        – глубина заложения фундамента  от поверхности природного рельефа;

        – собственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

     Удельный  вес 6-го слоя грунта с учетом взвешивающего  действия воды: 

     Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собственного действия грунта и вспомогательной :

• на поверхности земли

 

• на уровне подошвы фундамента

 

• на уровне контакта 2-го и 3-го слоев

 

• на уровне контакта 3-го и 4-го слоев

 

     По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную.

     Дополнительное  вертикальное давление по подошве фундамента: 

       

Рис. Расчетная схема для расчета осадки фундамента

     Построим  эпюру дополнительных вертикальных напряжений от верхней нагрузки, в толще основания рассчитываемого фундамента используя формулу  
и значений таблицы коэффициента , определяя нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения дополнительной эпюры дополнительного давления. Все вычисления проведем в табличной форме (см. таб. 3)

     Таблица 3

 
 
 

     Вычислим  осадку фундамента, пренебрегая различием  модуля деформации на границе слоев  грунта, принимая во внимание, что данное предложение незначительно скажется на результатах расчета: 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Свайные фундаменты

 

    3.1. Выбор типа и  конструкции свай  и свайного фундамента. Назначение глубины  заложения ростверка 

     Свайные фундаменты следует подразделять на фундаменты с высоким и низким ростверком; на сваи-стойки и сваи трения; на жесткие и гибкие.

     Фундаменты  из забивных свай рассчитываются в  соответствии с требованиями СНБ  5.01.01-99 по двум предельным состояниям:

• по предельному состоянию первой группы (по несущей способности): по прочности — сваи и ростверки, по устойчивости — основания свайных фундаментов;
• по предельному состоянию второй группы (по деформациям) — основания свайных фундаментов.

     Прежде  всего, необходимо выбрать тип сваи, назначить ее длину и размеры  поперечного сечения. Длину сваи назначают такой, чтобы ее острие было заглублено в плотный слой грунта:

• в мелкие пески и супеси — не менее чем на 2,0 м;
• в пески средней крупности, твердые глины и суглинки — не менее чем на 1,0 м;
• в крупные и гравелистые пески и галечники — не менее чем на 0,5 м. Полная длина сваи определяется как сумма:

 

     где — глубина заделки сваи в ростверк, которая принимается для свайных фундаментов с вертикальной нагрузкой не менее 5 см, для свайных фундаментов, работающих на горизонтальную нагрузку — не менее наибольшего размера поперечного сечения сваи;

     h — расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя;

       — глубина погружения нижнего конца сваи в несущий грунт.

     Рекомендуется применять железобетонные сваи квадратного  сечения размером 250 х 250,300 х 300 или 350 х 350 мм. Типовые размеры свай приведены в приложении 16.

     Глубина заложения ростверка назначается  в зависимости от:

     — наличия подвалов и подземных коммуникаций;