III Конструктивные особенности возводимого здания, а также соседних сооружений.

1 Наличие фундаментов существующих (примыкающих) зданий.

2 Наличие фундаментов под оборудования.

3 Наличие тоннелей и коммуникаций.

4 Наличие подвала.

5 Способ производства работ

Минимальная глубина заложения подошвы фундамента (далее — ГЗФ) должна быть, как правило, на 0,5 м ниже уровня планировки или пола подвала, гарантировать недопущение предельных состояний основания (конструкций сооружения)

 Глубина заложения фундамента назначается по большему значению одной из основных величин d₁, d₂, d₃ по формулам (5.1) и (5.2) и не менее глубины 0,5 м,

где d₁ — расчетная глубина сезонного промерзания грунта,

d₁ = k_h d_f,     (5.1)

здесь k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице 5.1(ТКП); для неотапливаемых сооружений — k_h = 1,1;

d_f – нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по данным наблюдений местной гидрометеорологической станции за период не менее 10 лет;

d₂ – глубина заложения фундаментов по условию недопущения морозного пучения, которая назначается не менее d₁ для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов при I_L ³ 0,25, а также для фундаментов неотапливаемых и крайних рядов фундаментов отапливаемых сооружений. При I_L < 0,25 допускается принимать d₂ ³ 0,5d₁;

d₃ – глубина заложения фундамента по конструктивным требованиям, назначаемая в зависимости от глубины заделки колонн, высоты фундамента из условия продавливания, несущей способности грунта, наличия подземных помещений и т. п.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта df, при отсутствии данных многолетних наблюдений, определяется на основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 1,5 м, ее допускается определять по формуле

  (5.2)

где d₀ — показатель промерзания грунта, принимаемый равным, м:

0,23 — для глин и су­глинков;

0,28 — для супесей и песков мелких и пылеватых;

0,30 — для песков средних, крупных и гравелистых;

0,34 — для крупнообломочных грунтов.

Для неоднородных грунтов d₀ определяется как средневзвешенное значение в пределах глубины промерзания основания;

M_t — безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе согласно СНБ 2.04.02 или по данным гидрометеорологической станции, находящейся в таких же условиях, что и строительная площадка.

Для внутренних рядов фундаментов глубина их заложения назначается без учета глубины промерзания грунта.

В проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнение грунтов основания, а также промораживание их в период строительства.

В слоистых основаниях ГЗФ назначается с таким расчетом, чтобы подошвы фундаментов, по возможности, находились в одном слое или в слоях с одинаковой прочностью и сжимаемостью.

По возможности, ГЗФ не рекомендуется назначать ниже уровня подземных вод.

При определении ГЗФ следует также учитывать глубину подвальных помещений и фундаментов существующих зданий, вводов коммуникаций, размеры сборных элементов подземных частей зданий и др.

ГЗФ должна быть ниже пола примыкающих к фундаментам приямков, каналов, водозаборов, резервуаров, бункеров вводов сетей и др. не менее чем на 0,5 м.

 

 

Предварительный подбор размеров подошвы центрально и внецентренно нагруженных фундаментов.

 

Предварительное определение размеров фундамента в плане производится с учетом расчетного сопротивления грунта основания R_o. Площадь подошвы фундамента любой формы в плане при центральной нагрузке определяется по формуле:

,

где N_II – расчетная нагрузка (для расчета оснований по деформациям) по обрезу фундамента, кН; g_ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах (принимается g_ср = 20,0…22,0 кН/м³); d₁ – глубина заложения фундамента, м. Полученное значение А для внецентренно загруженного фундамента увеличивается на 10-15%.

Ширина ленточного фундамента под стену, когда подсчет нагрузок производится на 1 пог. м длины фундамента равна

.

Ширина фундамента, имеющего в плане форму квадрата, равна

.

При определении размеров подошвы прямоугольного фундамента поступают следующим образом:

а) задаются коэффициентом отношения сторон;

б) определяют ширину фундамента по формуле

;

в) определяют длину фундамента l=b·η.

Полученные по расчету размеры подошвы фундамента следует округлить, чтобы они были кратными 100 мм. Ленточные фундаменты, как правило, проектируются из сборных ж/б плит.

Размеры подошвы фундамента в основном зависят от механических свойств грунтов оснований и характера нагрузок, передающихся фундаменту, от особенностей несущих конструкций, передающих нагрузку фундаменту.

Размеры фундамента необходимо подобрать такими, чтобы выполнялось условие

                                              S≤S_U,                                (1)

т.е. расчетные осадки не должны превышать допустимые.

Выполнение этого условия реализуется при соблюдении следующих условий:

а) для центрально-сжатых фундаментов

                                          P_ср≤R;                                    (2)

б) для внецентренно сжатых фундаментов

                       Р_ср≤R; Р_max ≤1,2R; Р_min>0.                 (3)

Если нагрузка от веса наземных конструкций F_V по обрезу фундамента известна, то давление под подошвой фундамента будет

                                 ,                               (4)

где А- площадь подошвы фундамента,м;

G_гр, G_ф- вес обратной засыпки и вес фундамента.

В практических расчетах, осредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле

                                             ,                              (5)

где g_ср=20кН/м³ – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента

                                              ,                              (6)

где W – момент сопротивления подошвы фундамента, м³.

а - М_y=0; F_v≠0; б - ; в - ; г -

Расчетное сопротивление грунта R характеризует предельный уровень напряжений в грунте, при котором основание еще можно считать линейно деформируемой средой, и определяется по формуле

 ,(7)

где: g_С1 и g_С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице;

 k – коэффициент, принимаемый: k=1 – если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями и k=1,1 – если они приняты по нормативным таблицам;

 k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; k_Z=z₀/b+0,2 при b≥10 м;

b – ширина подошвы фундамента, м;

g_II и  - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B≤20м и глубиной более 2 м принимается d_b=2м, при ширине подвала В>20 м принимается d_b=0);

М_g, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты;

 d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cfg_сf/ , м;

 h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

Размеры подошвы фундамента рекомендуется определять методом последовательного подбора следующим образом:

а) по результатам изысканий устанавливаются нормативные характеристики свойств грунтов основания: g, c, Е, I_L, е, w, условное расчетное сопротивление грунта R₀, глубина заложения фундамента d и несущий слой грунта;

б) с учетом конструктивных и эксплуатационных требований назначаются глубина заложения d и предварительные размеры фундамента (b, l) по формулам (5.13) и (5.14). Для прямоугольных центрально нагруженных фундаментов при первой подстановке предварительную ширину подошвы фундамента допускается принимать минимальной, как правило, b» 1,0 м;

    (5.13)

n = b/l, (5.14)

где n — коэффициент (отношениe сторон подошвы прямоугольного фундамента); для цент­рально нагруженного фундамента, как правило, n = 1, для прямоугольных внецентренно нагруженных 1,2 £ n £ 1,5;

Если значение эксцентриситета для внецентренной нагрузки удовлетворяет условию

е0 =  £ (5.15)

размеры подошвы фундамента следует принимать как для центрально нагруженного фундамента по формулам (5.13) и (5.14).

в) для полученных размеров фундамента по перечислению (б) определяется значение R по формуле (5.16) и проверяются условия (2 и 3). При этом недонапряжение грунта, как правило, не должно превышать 10 %. Если указанные требования не выполняются, следует изменить размеры b и d и повторить расчет по перечислению (б). Обычно требуется не более двух-трех подстановок для получения размеров подошвы фундамента, удовлетворяющих условиям (2-3).