Файл: Расчет фундаментов мелкого заложения.docx

и - коэффициенты условной работы, = 1,4; = 1,4;

k – коэффициент, принимаемый равным: k = 1,1;

–коэффициенты, принимаемые: = 2,11; = 9,44; = 10,8; в зависимости от угла внутреннего трения ф_II=38°

k_z – коэффициент, принимаемый равным единице при b<10 м;

b – ширина подошвы фундамента, b = 1 м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, = 18,575 кН/м³;

- то же, залегающих выше подошвы, = 18,443кН/м³;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, = 10,0кПа;

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

= h_s + h_cf _cf / ,

где h_s– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала,

h_s = 0,93м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, h_cf = 0,1м;

_cf– расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, принимаемая равной _cf = 27кН/м³

---

;

- глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, принимаем = 2,4м.

= 0,93+0,1*27/18,443 = 1,07м;

R = = 982,5кПа.

3. Вычисляют площадь подошвы А во втором приближении:

А₂ = = 0,49м².

b = 1м, l= 0,8м, А = b*l =1*0,8 = 0,8м²

4. Проверяем выполнение следующих условий:

а) среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетное сопротивление грунта основания, т.е. Р < 1,2R;

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

Р = ± (1+ 6*e/b)

где – вес фундамента:

- вес 5-и блоков ФБС размером 1,2*0,6*0,58*5*25= 52,2Н

- вес фундаментной плиты ФЛ8.12=0,8*1,2*0,3*25 = 7,2кН

= 52,2 + 7,2 = 59,4 кН;

– вес грунта на уступах фундамента:

=2,4*0,1*1*18,443 = 4,42кН;

Р_max = ± (1 + 6*0,6/0,8) = 662,3625 кПа

Условия P_max = 662,3625 < 1,2R = 1179; P_min = 651,3625 > 0

выполняются, значит, предварительный расчет размеров фундамента мелкого заложения считается завершенным.

4.2. Конструирование фундамента мелкого заложения

Для сборных фундаментов применяют отдельные типовые элементы, например, фундаментные плиты, стеновые блоки, подколонные части фундаментов, рядовые фундаменты под колонны, фундаменты под распорные конструкции и т. д.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов мелкого заложения.

Чем меньше глубина заложения фундамента, тем меньше объем затрачиваемого материала и ниже стоимость его возведения. Однако при выборе глубины заложения фундамента приходится руководствоваться целым рядом факторов: геологическое строение участка и его гидрогеология (наличие воды); глубина сезонного промерзания грунта; конструктивные особенности здания, включая наличие подвала, глубину прокладки подземных коммуникаций, наличие и глубину заложения соседних фундаментов.

---

4.3. Расчет осадок фундаментов мелкого заложения по схеме линейно деформируемого полупространства методом послойного суммирования

Осадки, возможные в период строительства и эксплуатации, определяют, используя решения теории линейно деформируемых сред.

Основное условие применимости к грунтам теории линейного деформирования заключается в том, чтобы напряжения по подошве фундамента находились в пределах первых двух фаз напряженного состояния грунта, т. е. соблюдалось условие P<1,2R.Помимо данного в методе послойного суммирования используют и другие упрощающие гипотезы. В частности, считается, что осадка зависит только от вертикального давления, создаваемого фундаментом сооружения, другие компоненты напряжений не учитываются. Предполагается также, что боковое расширение грунта невозможно, а фундамент не имеет жесткости.

Определяем дополнительные вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта с помощью формулы

σ_zр = α*Р₀,

где а - коэффициент, учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.

В связи с тем, что вертикальные напряжения в грунте основания убывают постепенно и равны нулю в бесконечности, сжимаемую толщу основания Н_с ограничивают глубиной, на которой вертикальные напряжения от действия дополнительного давления не превышают 50% одноименных напряжений от собственного веса:

σ_zр 0,5*σ_zg ,

где σ_zg – вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта, определяемые: σ_{zg = *}
Определим ординаты эпюры вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта и вспомогательной эпюры: 0,5σ_zg

- на поверхности земли:

σ_zg

---

₀ = 0; 0,5*σ_zg0 = 0;

- на контакте 1-го и 2-го слоев:

σ_zg1 =18,54 *1,1=20,394кПа; 0,5* σ_zg1 = 0,5*20,394=10,197‬кПа;

- на контакте 2-го и 3-го слоев:

σ_zg2 =18,345*2,2+20,394=60,753кПа; 0,5* σ_zg2 = 0,5*60,753=30,3765‬кПа;

- на контакте 3-го и 4-го слоев:

σ_zg3=19,62*4,2+60,753= 143,157‬кПа; 0,5* σ_zg3 = 0,5*143,157= 71,5875кПа;

- на контакте 4-го и 5-го слоев:

σ_zg4 =17,76*6,2+143,157‬= 253,269‬‬кПа; 0,5* σ_zg4 = 0,5*253,269‬‬= 126,6345‬кПа;

Отыскав значения σ_zр в пределах сжимаемой толщи основания, ее разбивают на элементарные слои, высота которых не должна превышать 0,4*b,

где b— ширина подошвы фундамента. Данное условие (h_i 0,4*b) следует соблюдать для обеспечения необходимой точности расчета. Если известно среднее напряжение в одном элементарном слое грунта, можно легко отыскать его осадку по формуле:

S_i = ,

h_i-высота i-ro слоя грунта;

E- модуль деформации i-гo слоя грунта.
Метод послойного суммирования позволяет определять осадку не только центральной точки подошвы фундамента. С его помощью можно вычислить осадку любой точки в пределах или вне пределов фундамента. Для этого следует воспользоваться методом угловых точек, позволяющим строить эпюру напряжений на вертикали, проходящей через точку, для которой требуется расчет осадки.

Вычисления и расчеты выполняются в табличной форме и заносятся в таблицу 1. После выполнения расчетов и заполнение таблицы строится расчетная схема осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.
Таблица 2 - Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

№т	z, м	2*z b	α	σzp = α*P0 кПа	2*z bк	α1	σzq кПа	№ с	σсрzpi кПа	σсрzqi кПа	hi, м		E	S
0	0	0	1	662,362	0	1	49,746	2	515,32	49,447	0,32		11000	0,0135
1	0,32	0,8	0,778	515,32	0,032	0,994	49,447
								2	277,529	49,198	0,32		11000	0,0066
2	0,64	1,6	0,419	277,529	0,064	0,989	49,198
								3	155,655	48,8505	0,32		30000	0,0011
3	0,96	2,4	0,235	155,655	0,096	0,982	48,8505
								3	96,042	48,452	0,32		30000	0,004
4	1,28	3,2	0,145	96,042	0,128	0,974	48,452
								3	64,58	48,054	0,32		30000	0,0005
5	1,6	4	0,0975	64,58	0,16	0,966	48,054
6	1,92	4,8	0,067	44,378	0,192	0,952	47,358	3	44,378	47,358	0,32		30000	0
7	2,24	5,6	0,052	34,442	0,224	0,948	47,159	3	34,442	47,159	0,32		30000	0
8	2,56	6,4	0,0405	26,825	0,256	0,94	46,761	3	26,825	46,761	0,32		30000	0
Суммарная осадка												S=2,57см

---

Осадка фундамента методом послойного суммирования выполняется, т.к.

S = 2,57 см < S_n = 180cм



Рис.2. Расчетная схема осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования.

4.4 Проверка фундамента мелкого заложения на глубокий сдвиг

Необходимо проверить фундамент распорной системы на сдвиг. На фундамент действуют силы: вертикальная F_v =461,67 кН и горизонтальная F_h.

F_h=F_v*μ*0,9/1,1 =461,67*0.3*0.9/1,1 = 125,91 кН

Размеры фундамента: b×l = 0,8×1,0м. Глубина заложения фундамента от уровня планировки: d = 2,7м.

В основании залегает супесь зелено-бурая со следующими характеристиками:

ϒ₂ = 18,345 кН/м3; φ = 38°; с = 10 кПа.

Угол наклона к вертикали δ равнодействующей внешней нагрузке по формуле:

tgδ = F_h/F_v = 125,91/461,67 = 0,272; δ = 15,21°.

Проверка условия: tgδ < sinφ; 0,245 < 0,6157 — условие выполнено, следовательно, расчет на сдвиг не нужен.

Библиографический список

1. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2)

2. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменениями N 1, 2)

3. В.Г. Симагин. Основания и фундаменты. Проектирование и устройство: Учебное пособие /- М.: Издательство АСВ, 2008.

4. В.Г. Симагин. Проектирование и устройство фундаментов вблизи существующих сооружений в условиях плотной застройки. – М.: Издательство АСВ, 2010.

5. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебное пособие/ под ред. С.Б. Ухова. – 3-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2004.

6. Фундаменты мелкого заложения. Свайные фундаменты: методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов дневной и заочной форм обучения/ сост.: А.С. Черныш, А.В. Долженко, А.В. Решетняк.- Белгород: Изд-во БГТУ, 2010

7. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений: Методические указания к выполнению курсового проекта по основаниям и фундаментам для студентов, обучающихся по направлению 653500 – Строительство/ А.С. Черныш, Т.Г. Калачук, С.В. Сергеев. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009. - 95 с.

10>

---