Расчетная схема и исходные данные

Рис. 4.7 Расчетная схема к расчету 1‑го сечения

Исходными данными для расчета служат:

1. Инженерно-геологический разрез площадки строительства (рис. 4.1);

2. План буровых скважин (рис. 2.1);

3. Таблица физико-механических свойств грунтов (табл. 4.1);

4. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства (п. 4.1);

5. Сбор нагрузок по сечениям (п. 4.2).

4.3.2. Определение размеров фундамента.

В большинстве случаев расчет фундаментов мелкого заложения выполняется по второй группе предельных состоянии. При этом используется расчетная схема основания в виде линейно деформируемой среды. Ее применение считается допустимым при развитии зон пластических деформаций грунтов в основании на глубину не более b/4, где b – ширина подошвы фундамента. Для выполнения этого условия среднее давление под подошвой р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по СНиП 7, формула (7):

 (4.1)

Где gc1, gc2 – коэффициенты условий работы.

K – коэффициент; принимают k=1 если характеристики грунта (φ и С) определены непосредственными испытаниями и k=1.1 если они приняты согласно СНиП;

M_y, M_q, M_e-коэффициенты;

k_z-коэффициент; при b<10 м k_z=1, при b>10 м k_z=8/b+0,2;

g_II – удельный вес грунт, залегающего ниже подошвы фундамента при наличии подземных водопределяется с учетом взвешивающего воздействия воды;

g_II¹ - то же, залегающею выше и подошвы фундамента;

С_II – удельное сцепление грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ – глубина заложения фундамента, для сечений без подвала берется от отметки планировки DL, для сечений с подвалом (рис. 4.7)

di = h_s + h_cf *g_cf / g_II¹ (4.2)

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf – толщина конструкции пола подвала;

g_cf – удельный вес материала пола подвала, обычно удельный вес бетона;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки пола подвала; при глубине свыше 2 м принимают d_b=2 м, при ширине подвала более 20 м принимают d_b=0.

В случае залегания выше или ниже подошвы фундамента нескольких слоев грунта с удельным весом g₁ g₂,…, g_n мощностью соответственно h₁, h₂,…, h_n находят их средний удельный вес по формуле

g_II = (g₁h₁ + g₂h₂ +… + g_nh_n) / (h₁ + h₂ +… + h_n). (4.3)

Под подошвой фундамента при этом рассматривается слой мощностью h₁ +h₂+… +h_n =0,5b.

Давление под подошвой фундамента находят по формуле

p=(N_II + G_f + G_g)/A, (4.4)

где G_f, G_g – вес фундамента и грунта на его уступах;

А – площадь подошвы фундамента.

В предварительных расчетах, когда площадь подошвы еще неизвестна, вычисляют приближенное значение давления:

p= N_II /A+g_m d, (4.5)

где А=(l…l, 5) b² или А=1b – соответственно для отдельных и ленточных фундаментов;

g_m – средний удельный вес грунта и материала фундамента, g_m=20…22 кН/м³ – в сечениях без подвала, g_m =16…18 кН/м³ – в сечениях с подвалом.

Для вычисления расчетного сопротивления грунта основании найдем значения параметров, входящих в формулу (5.1)

g_c1=1,2; g_c2=1,0; k=1; М_g = 1,34; М_q = 6,34; Мc= 8,55; k_z = 1;

g_II= (18*0,2+19*0,4+20,1*0,4+23*0,8)/1,8=20,9 кН/м³;

d₁ = 1,13 м; g_II¹= 23 кН/м³; d_b= 0,97 м; С_II = 50

Расчетное сопротивление грунта:

R=1,2*1/1*[1.34*1*b*20.9+6.34*0,83*23+(6.34–1)*0.97*23+8.55*50]=

=33,61*b+833,9

Приближенное значение давление под подошвой фундамента:

p=232,27/b²+17*2,1 = 232,27/ b²+35,7

Значение R и p при b=0,1; 0,5; 1 приведены в таблице 4.7

Таблица 4.7

Принимаем типовой фундамент Ф‑8 с размерами подошвы b=800 мм, l=2380 мм и Ф‑8–12 b=800 мм, l=1180 мм.

Расчетное сопротивление грунта R=33,61*0,8+833,9=860,79кПа

Вес фундамента G_f=14кН

Среднее давление на основание

P=(232,27+14)/(0,8*1)=307,84кН

Условие R>p выполняется.

Проверка вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта

Так как в пределах сжимаемой толщи основания слоя грунта, залегает однородный слой грунта, проверку вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта выполнять не следует.

Расчет осадки основания

Определяем давление на отметке подошвы фундамента FL=115,6 м

Напряжение создаваемое почвенно-растительным слоем

18*0,2=3,6 кПа

Напряжение создаваемое слоем супеси

19*0,4=7,6 кПа

Напряжение создаваемое слоем суглинка

20,1*0,4=8,04 кПа