Рис. 2.6. Схематический план типовой секции 12-ти этажного крупнопанельного жилого дома серии Э-600 с указанием сечений и соответствующих расчетных усилий.

2.4. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения.

В практике строительства применяются фундаменты мелкого заложения следующих видов: столбчатые, ленточные, перекрестные и в виде сплошных железобетонных плит.

Наиболее же часто проектируются столбчатые и ленточные фундаменты; они и рассматриваются в курсовом проекте.

2.4.1. Пример 8. Определение глубины заложения подошвы фундамента.

Требуется определить глубину заложения подошвы фундаментов 5-этажного крупнопанельного дома с техническим подпольем (рис.2.4) на участке строительства, инженерно-геологическая ситуация которого представлена на рис. 2.5. Здание строится в г. Нижнем Новгороде.

Принимая во внимание наличие технического подполья под всем зданием, равномерное загружение всех фундаментов нагрузкой от здания, отсутствие примыкающих зданий, спокойного характера напластований отдельных видов грунтов, отсутствие уровней грунтовых вод и верховодки, в данном случае при определении глубины заложения фундаментов необходимо учесть особо важный фактор - глубину сезонного промерзания грунтов.

18

---

Р

°°

°°

°°

°°

°°

°°

>>

асчетная глубина сезонного промерзания грунта у фундаментов здания df определяется по следующей формуле:

df = к_h · dfn (2.16)

где к_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл. 2.4 настоящих указаний; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений - к_h =1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой; в примере для здания с температурой в техническом подполье 5°С коэффициент к_h = 0,7.

Коэффициент кh при определении расчетной глубины сезонного промерзания грунта

Табл. 2.4

Особенности сооружения	Коэффициент кh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °°С
Без подвала с полами, устраиваемыми:	0°°С	5°°С	10°°С	15°°С	20°°Си >>
· по грунту	0,9	0,80	0,7	0,6	0,5
· на лагах по грунту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
· по утепленному цокольному перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
· с подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Примечания:

1. Приведенные в таблице значения коэффициента кh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента аf < 0,5 м; если аf ³ 1,5 м, значения коэффициента кh повышаются на 0,1, но не более, чем до значения кh =1; при промежуточном размере аf значения коэффициента кh определяются по интерполяции.

2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии - помещения первого этажа.

3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент кh принимается с округлением до ближайшего меньшего значения в таблице.

dfn - нормативная глубина промерзания, определяемая по формуле: d_fn = d_o M_t (2.17)

Мt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе: для г.Нижнего Новгорода принимается равной 42° С [8, табл.1].

do - величина, принимаемая равной (м) для: суглинков и глин - 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30; крупнообломочных грунтов - 0,34.

Таким образом, расчетная глубина сезонного промерзания для рассматриваемого здания и указанных инженерно-геологических условий определится

df = 0,7 х 0,28 42,0 = 1,27м.

19

---

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства и конструктивных решений здания позволяет сделать вывод, что принятая глубина заложения фундаментов в данном примере достаточна.

2.4.2. Пример 9. Определение размеров подошвы фундамента.

Ширина подошвы ленточного фундамента определяется по формуле:

n

=

b ,м

_{011 (2.18)}

R − g_mg ×d

а площадь подошвы столбчатого фундамента определяется по формуле:

A

N

0

mg

= _{R − g} ¹¹ _×d ,м² _(2.19)

где nоII и NоII - соответственно расчетные усилия по 2-му предельному состоянию на 1 п. м ленточного или сосредоточенное на столбчатый фундаменты, приложенные к их верхнему обрезу (при коэффициенте надежности по нагрузке gf = 1), кН;

R - расчетное сопротивление грунта основания; подставляется Rо для предварительного определения размеров фундаментов, кПа;

gmg - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах , принимаемая равным 20 кН/м³ ;

d - глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.

Требуется определить ширину подошвы фундамента наружной стены кирпичного жилого дома. Характеристики грунтов и конструктивные особенности фундамента представлены на расчетной схеме (рис. 2.7.)

Ширина подошвы фундамента определяется методом последовательных приближений. Порядок расчета:

1) Предварительно ширина подошвы фундамента определится:

^b

50

−

⁼ 200 520×2,5^3,65м

2) Однако, значение расчетного сопротивления грунта Rо является условным, относится к фундаментам, имеющим ширину b = 1м и глубину заложения d = 2м и не учитывающим прочностные характеристики грунта. Поэтому производится уточнение значения R c учетом конструктивных особенностей фундамента (b = 3,65м, d = 2,5м) по формуле:

R

I I

K

= ^{gc1 gc2} Mg ×K_z ×b×g_II + Mg ×d_I ×g_II +(Mg −1)×d_b ×g_II + Mc×C_II ] _(2.20)

20

---

Рис.2.7 Расчетн я схема к определению ширины

подошвы фундамента

Где, gс1 и gс2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по указаниям [табл.п. 3.3]; в рассматриваемом примере gс1 = 1,2, gс2 = 1,1;

Kz - коэффициент; при b < 10м принимается Kz = 1, при b ³ 10м принимается Kz = Zo/b + 0,2 (здесь Zo = 8м)

К

I

- коэффициент; принимаемый равным: К = 1 - если прочностные характеристики грунта (fII и С I ) определены непосредственным испытанием и К = 1,1 - если они приняты по таблицам [3, прилож. 1, табл. 1, 2, 3];

Mg, Mg, Mc - коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения [3, табл. 4] или табл. п.3.2 настоящих указаний; в примере для fII = 20° - Mg = 0,51, Mg = 3,06; Mc = 5,66;

g

'

II и gII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды); в примере gII = 19 кН/м³,g'II = 18 кН/м³;

CII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; в примере CII = 20 кПа;

d

g

I - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала, определяемая по формуле:

d

22

¢

11

₁ = hs + hcf _g^cf = 0,55+ 0,15₁₈ = 0,75м ^(2.21)

где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала -0,55м;

hcf - толщина конструкции пола - 0,15м;

gcf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала - 22 кН/м³; db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала -

1,80м.

Расчетное сопротивление грунта основания при b = 3,65м и d = 2,5м определится

21

---

R

[

)

(

1,0

= ^1,2×1,1 0,51×1×3,65×19+ 3,06×0,75×18+ 3,06 −1 ×1,8×18+5,66×20]= 338,7кПа

Уточняется ширина подошвы фундамента:

---