Определение глубины заложения подошвы фундамента и ее размеров

Целью определения глубины заложения подошвы фундамента является выбор рабочего слоя, расположенного непосредственно под подошвой фундамента. Мощность его не должна быть меньше 1 м.

На глубину заложения подошвы фундаментов влияют в основном два фактора: а) климатический, б) конструктивный.

Климатический фактор – это глубина промерзания в районе строительства. Согласно п. 2.25 [1] отметка подошвы фундамента не должна быть расположена выше расчетной глубины промерзания, т. е. d = d_f, где d_f - расчетная глубина промерзания, d – глубина заложения фундамента, считая от планировочной отметки DL.

d_f = d_fn× k_h =1,2 × 0,7 = 0,84 м,

где d_fn – нормативная глубина промерзания, взятая по карте глубин промерзания, для Волгограда d_fn = 1,2 м;

k_h – температурный коэффициент, принимаемый по табл.1 [1], в зависимости от внутренней температуры здания. Для жилого здания с техподпольем k_h = 0,7.

Согласно климатическому фактору принимаем d = 0,85 м.

б) Конструктивный фактор, т.е. минимальная глубина заложения подошвы фундамента в зависимости от конструкции самого фундамента.

Сечение 1 – 1 (под колонну), где обозначены:

0.00 0,2   d hg hс hf с   hn b   Рис. 5. Вертикальные размеры фундамента

Отметка пола техподполья – 1,70. Конструкция пола техподполья – 0,3 м hg = 0,6 м – минимальная глубина заделки колонны в стакан фундамента; с = 0,2 м – минимальное расстояние до плитной части фундамента; hn = 0,3 м – минимальная высота плитной части фундамента.

 

Таким образом, d = 0,3+0,6+0,2+0,3=1,4 м, что больше d_f .

Поэтому глубину заложения фундамента под колонну принимаем d = 1,4 м, а высоту фундамента h_f =1,35 м. Таким образом, отметка подошвы фундамента FL = – 3,4 м, считая от нулевой отметки здания (пол первого этажа).

Сечение 2 – 2 (под наружную стену), где обозначены:

-0.20 0.00 DL 0,2 0,2 ФС 0,6 d hf FL ФЛ 0,3 Рис. 6. Вертикальные размеры фундамента

Высота ФС – 0,6 м. [4, 5]. Высота ФЛ – 0,3 м. [4, 5]. d = 0,2+0,6+0,3=1,1 м, что больше df= 0,85 м. hn = 0,3 м – минимальная высота плитной части фундамента. Таким образом, d = 0,2 + 0,6 + 0,3 = = 1,1 м, что больше df = 0,85 м. Принимаем d = 1,1 м, а высоту фундамента hf = 0,9 м. FL = – 3,3 м.

Расчет площади подошвы фундаментов

Сечение 1 – 1 (под колонну).

Исходные данные: N = 1003,9кН.

Таким образом, рабочим слоем будет являться глина коричневая с характеристиками: с = 32 кН/м², φ = 11º, R ₀ = 172,4 т/м², γ = 15,3 кН/м³, I_L = 0,276.

Основное условие при расчете площади подошвы фундаментов (А),

Р _ср ≤ R,

где Р _ср – среднее давление под подошвой фундамента от передаваемой

нагрузки (N), определяется по формуле

,

где – средневзвешенное значение удельного веса грунта и материала

фундамента, = 20,15 кН/м².

d – глубина заложения подошвы фундамента (d= 1,4 м для сечения 1 – 1);

() – удельный вес 1 м² фундамента.

R – расчетное сопротивление грунта (допустимое давление на грунт), определяется по формуле 7 [1] (без подвала)

,

где – зависит от грунта, на который опирается фундамент, определяется

по табл. 3 [1], так как I_L = 0,276, =1,2, =1, k = 1,0;

М _g; М_q; М _c – зависят от j и определяются по табл. 4 [1] для j=10°

М _g = 0,2; М_q = 1,8; М _c= 4,29; k _z = 1;

g – удельный вес грунта, в котором находится фундамент g = 15,3 кН/м³

(см. исходные данные).

b _ф – ширина будущего фундамента;

Для того чтобы определить b _фнеобходимо найти условную площадь фундамента А _ус.ф по формуле

м².

А _ус.ф = b _ус.ф × l _ус.ф, где b _ус.ф и l _ус.ф – стороны подошвы фундамента, = 20 кН/м³ – средневзвешенное значение удельного веса грунта и материала фундамента.

Так как фундамент загружен центральной нагрузкой, то стороны фундамента принимают одинаковыми, тогда м.

Определяем R по формуле 7 [1]:

кН/м².

Проверяем условие Р _ср £ R

кН/м², а R = 220,6 кН/м².

принимаем А _.ф = 2,63*2,63 м².

Расчет площади подошвы фундамента. Сечение 2 - 2

Исходные данные: N = 270,6 кН (на 1 пог. м), М = 7,2 кН·м. Грунтовые условия такие же, как для фундамента под колонну, но d = 1,1 м.

Фундамент под стену обычно делается ленточный, состоящий из отдельных фундаментных плит.

Расчет площади подошвы ленточного фундамента, загруженного внецентренно, производится по формуле

,

где W – момент сопротивления подошвы фундамента, .

b – ширина фундамента (пока не известна);

l – длина фундамента, l = 1 пог. м.

Условие для правильного подбора А _ф

.

Определяем условную площадь подошвы фундамента:

м².

А _ус.ф = b _ус.ф ×1 пог.м, отсюда b _ус.ф = 1,8 м.

Определяем R по формуле 7 [1]:

кН/м².

Определяем и :

кН/м²; кН/м². Условие выполнено.

кН/м² > 0. Условие выполнено.

Принимаем фундаментную подушку ФЛ-16,24.

 

Расчет осадки

Расчет осадки грунта под подошвой фундамента является основным условием проектирования

S _ф £ S_u,

где S _ф – фактическая осадка под фундаментом;

S_u – допустимая осадка по СНиП [1] согласно прил. 4 [1] S_u =10 см. Для предлагаемой к расчету конструктивной схемы здания

S _ф = S S_i

где S_i – осадка элементарного слоя грунта под подошвой фундамента

(h_i = 0,4 b _ф).

,

где – среднее дополнительное напряжение под подошвой фундамента в элементарном слое h_i (от сооружения);

Е_i – модуль деформации слоев грунта, в которых происходит осадка.

где – ордината напряжений от дополнительного давления, возникающего