Определение размеров подошвы фундамента

Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле

А=Nⁿ/(R₀-g_ср*d_р),

где Nⁿ – расчётная нагрузка по обрезу фундамента, кН;

R₀ – расчётное сопротивление грунта основания, кПа;

g_ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах (принимаем g_ср=20 кН/м³);

d_р – глубина заложения фундамента, м.

А=  17.7 м²

Ширина квадратного фундамента определяется по формуле b=ÖA=Ö17.7=4.2 м

Определяем расчётное сопротивление грунта

R=(g_c1g_c2 /k)*(M_g*k_z*b*g_||+M_q*d_p*g_||‘+(M_q-1)*d_n*g_||‘+M_c*c_||),

При вычислении R значения характеристик j_||, g_||,с_|| и коэффициентов g_c1, g_c2 принимаем для слоя грунта, находящегося под подошвой фундамента до глубины z_r=0.5b=0.5*4.2=2.1м.

g_c1, g_c2 – коэффициенты условий работы (табл. В.1[8]):

g_c1 =1.1 - для песка; g_c2 =1.0;

M_g, M_q,M_c – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения (табл. 2):

j_|| = 28,8° по табл. 16[3]:M_g= 1.046, M_q=5.184, M_c=7.611

k_z – коэффициент, принимаемый равным 1 при bÐ10м;

k = 1.1 – коэффициент надёжности, т.к. значения j и с приняты по таблицам;

g_|| - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³ с учётом взвешивающего действия воды.

g_взв =(g_s - g_w)/(1+e_i),

где еi – коэффициент пористости i-го слоя; gsi – удельный вес частиц грунта i-го слоя, кН/м³; gw = 10 кН/м³ – удельный вес воды.

g_взв =(26.6– 10.0) / (1+0.68) =9,88 кН/м³

g_|| = 10.56 кН/м³

c_|| - расчётное значение удельного сцепления грунта: c_|| = 3,4 кПа;

g_||‘ – расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³:

g_||‘ = 16.53 кН/м³

d₁ –глубина заложения, м: d₁ =1.85 м

R=  (1.046*1*4.2*10.56+ 5.184*1.85*16.35+ 7.611 *3.4) =234.5 кПа

Ширина подошвы фундамента

b= 2.4 м

Уточняем значение R при b= 2.4 м и z_r=0.5b=0.5*2.4=1.2 м.

g_|| = 11.07 кН/м³

R=  (1.046*1*2.4*11.07+ 5.184*1.85*16.35+ 7.611 *3.4) =215.6 кПа

Ширина подошвы фундамента

b= 2.5 м

Уточняем значение R при b= 2.5 м и z_r=0.5b=0.5*2.5=1.25 м.

g_|| = 11.02 кН/м³

R=  (1.046*1*2.5*11.02+ 5.184*1.85*16.35+ 7.611 *3.4) =216.7 кПа

Вычисленное значение R отличается от предыдущего менее чем на 5% (0.5%).

Следовательно, далее уточнение размеров производить не требуется.

Окончательно принимаем b=2.5 м.

Определяем схему загружения фундамента. Определяем эксцентриситет

е = 0,07м

Т.к. е=0.07 м<b/30=2,5/30=0.083 м, то размеры фундамента определяем как для центрально загруженного фундамента, т.е. будет квадратным в плане.

Принимаем l =2.5 м

Проверяем выполнение условий

Р_max= N_|| /A+ g_ср*d_р+ SM_|| /W £ 1.2R,

P_min= N_|| /A+g_ср*d_р- SM_|| /W> 0

Р_max = + 20*1.85+ = 253,2кПа £ 1.2*216,7=260кПа

W=b*l² / 6= 2.5*2.5² / 6= 2.6м³

Р_min= + 20*1.85 - = 177.6кПа > 0

Р_ср = + 20*1.85= 215.4кПа < 216.7кПа (0.6%)

Условие выполняется.

Конструирование тела фундамента

Принимаем конструкцию стаканного типа с подколонником. Толщину стенок стакана назначаем по верху 225 мм, что больше 150 мм для фундаментов с армированной частью.

Зазор между колонной и стаканом 75 мм. Т.к. размеры колонны в плане 0.6х0.4 м, то размеры подколонника в плане ℓ_cf = 600+2*225+ 2*75= 1200 мм

b_cf =400+2*225+ 2*75= 1000 мм

Глубину стакана назначаем 650 мм.

Вынос ступени: С₁ =(ℓ - ℓ_cf)/ 2= (2.5 – 1,2)/ 2= 0.65 м

С₂ =(b - b_cf)/ 2= (2.5 – 1.0)/ 2= 0.75 м

Принимаем 2 ступени высотой 0,3 м.

Конструкция тела фундамента см. рис. 3.1.2.