Визначення розмірів підошви центрально навантаженого фундаменту

Розміри підошви фундаментів мілкого закладання призначаються, як правило, із розрахунку їх основ за другою групою граничних станів. Для центрально навантажених фундаментів вони повинні задовольняти дві граничні нерівності цієї групи

 

Р ≤ R, S ≤ S_u,                                    (4.2)

де Р – тиск під підошвою фундаменту, кПа;

R – розрахунковий опір грунту основи, кПа;

S – фактичне значення осідання основи (розділ 6);

S_u  - гранично допустиме значення осідання для фундаментів даної споруди [6].

Тиск під підошвою фундаменту

                                       (4.3)

де N – розрахункове експлуатаційне значення навантаження (вертикальна зосереджена сила), яке діє на фундамент (оскільки розрахунок ведеться за ІІ групою граничних станів), кН;

А – площа підошви фундаменту, м²;

γ_mt – середнє значення питомої ваги фундаменту та ґрунту на його уступах, приймається рівним γ_mt = 20 кН/м³;

d – глибина закладання фундаменту згідно з п. 4.1, м.

Розрахунковий опір ґрунту основи обчислюють за формулою [6]

,      (4.4)

де γ_с1 та γ_с2  - коефіцієнти умов роботи, які залежать відповідно від виду ґрунту під підошвою фундаменту та жорсткості споруди і визначаються за [6];

k – коефіцієнт надійності, який приймається рівним 1, якщо характеристики ґрунту під підошвою фундаменту визначені безпосереднім випробуванням, та 1.1, якщо характеристики ґрунту визначені за таблицями норм;

М_γ, М_q, M_c - безрозмірні коефіцієнти, які визначаються [6] в залежності від значення кута внутрішнього тертя ґрунту φ_ІІ;

К_z  - коефіцієнт, який приймається при b<10 м К_z = 1, при b ≥10 м

 К_z = Z₀/b+0.2 (тут Z₀ =8 м, b – ширина підошви фундаменту), м;

g_ІІ – усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунтів, які залягають нижче підошви фундаментів, кН/м³, при наявності підземних вод визначається з урахуванням зважуючої дії води (див. формулу (6.5));

g_ІІ^' – теж саме, які залягають вище підошви, кН/м³;

С_ІІ – розрахункове значення питомого зчеплення ґрунту, який залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа;

d₁ – глибина закладання фундаментів безпідвальних споруд від рівня планування або приведена глибина закладання зовнішніх та внутрішніх фундаментів від підлоги підвала (див. рис. 4.1).

Дозволяється враховувати конструкцію підлоги підвалу

d₁ = h_s+h_cf γ_cf,                                       (4.5)

де h_s – товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту зі сторони підвалу, м;

h_cf – товщина конструкції підлоги підвалу, м;

γ_cf – розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м³;

d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд з підвалом шириною В > 20 м і глибиною більше 2м d_b = 2 м, при ширині підвалу В > 20 м - d_b =0, див. рис.4.1).

Усереднення характеристик ґрунту при багатошаровій основі, яка складається із шарів товщиною h₁, h₂,…., здійснюється за формулою

                            (4.6)

При визначенні γ_сер нижче підошви фундаменту усереднення виконується на глибину не менше 0,5b. Оскільки ширина фундаменту заздалегідь невідома, то в курсових та дипломних проектах виконується усереднення в першому наближенні на глибину 2м від підошви фундаменту.