Перевірка слабкого підстильного шару

    При наявності в межах товщі, що стискається, на глибині Z від підошви фундаменту шару ґрунту меншої міцності порівняно з шарами, які лежать вище, розміри підошви фундаменту повинні бути такими, щоб виконувалась умова

σ_zp+σ_zg ≤ R_z,                                         (4.12)

де σ_zp та σ_zg  - вертикальні напруження у ґрунті на глибині Z від підошви фундаменту, відповідно додаткове від навантаження на фундамент і від власної ваги ґрунту, кПа. Визначаються за формулами (6.3) та (6.4);

R_z – розрахунковий опір ґрунту зниженої міцності на глибині Z, кПа, який обчислюється за формулою (4.4) для умовного фундаменту шириною:

,                      (4.13)

де N – вертикальне навантаження на основу від фундаменту (враховуючи його власну вагу);

l та b – відповідно довжина та ширина підошви фундаменту.

    Якщо умова (4.12) не виконується, треба збільшити розміри підошви фундаменту і знову перевірити тиск на покрівлю слабкого шару.

 

Конструювання фундаментів

 

Стовпчасті фундаменти

 

Монолітні фундаменти рекомендується проектувати ступінчастого типу, плитна частина яких має від одного до трьох уступів.

Всі розміри фундаменту слід приймати кратними 300 мм з умови їх виготовлення із застосуванням інвентарної опалубки.

При центральному навантаженні і квадратній колоні підошву фундаменту слід приймати квадратною, в інших випадках прямокутною з співвідношенням сторін не більше 1,67.

З’єднання фундаменту з колоною виконується монолітним для фундаментів під монолітні колони (рис. 5.1) і стаканним для збірних або монолітних фундаментів під збірні колони (рис. 5.2, 5.3).

 

 

Рисунок 5.1 – Конструкція фундаменту під монолітну колону

 

Загальна висота стовпчастих фундаментів під збірні залізобетонні колони визначається за конструктивними вимогами, умовами міцності та заглиблення колони в стакан, глибини закладання тощо відповідно до нормативних вказівок, викладених у [8 - 10].

У цьому випадку висота підколонника залежить від глибини фундаменту, а висота плитної частини визначається розрахунком на продавлювання (рис. 5.2).

Для будинків та споруд з підвалами улаштовуються або фундаменти з високими підколонниками, що служать колонами підвалу, або можуть влаштовуватись фундаменти стаканного типу без підколонника. У першому наближенні конструктивна висота фундаменту згідно з рис. 5.3

H_f = δ₀ + h_ob + h_б + h_h,                          (5.1)

 

dn

75

hс

75

dn

0,0

-0,15

 

Рослинний шар

50

 

l cf

l 1

Несучий шар

l

 

Рисунок 5.2 – Конструкція фундаменту з підколонником

 

 

 

 

Рисунок 5.3 – Конструкція фундаменту без підколонника

 

де σ₀ – товщина захисного шару бетону, яка приймається для нижньої арматури фундаментів не менше 70 мм при відсутності бетонної підготовки та 35 мм при її наявності;

h_ob  - робоча висота дна стакана, яка визначається із розрахунку на продавлювання і приймається від дна стакана до площини розташування розтягнутої арматури, але не менше 200 мм;

h_б – товщина шару бетону 50 мм, який укладається при замонолічуванні колони;

h_h – глибина заглиблення колони у стакан.

Глибину заглиблення типових колон у стакан приймають за відповідними типовими серіями.

Глибина заглиблення h_h  колони у стакан прямокутного перерізу при ексцентриситеті поздовжньої сили е₀≤ 2h_c приймається не менше h_c – висоти поперечного перерізу колони.

При е₀ > 2h_c і відношенні товщини стінки стакана d_h до висоти h_cf верхнього уступу фундаменту або до глибина стакана d_р d_h /h_cf (d_h / d_р) > 0,5 глибина заглиблення h_h > h_с. Якщо відношення  d_h /h_cf (d_h / d_р) ≤ 0,5 при е₀ > 2h_c  (рис.5.2), то

                           (5.2)

    При цьому h_h – повинна знаходитись у межах h_c ≤ h_h ≤ 1,4 h_c

    Глибина заглиблення двовітових колон визначається з умови, м:

h_h = 0.5+0.33h_out,                                                         (5.3)

де h_out – відстань між зовнішніми гранями віт колони, м.

При h_h  < 1,2 м глибина заглиблення приймається 1,2 м.

Стакан під двовітові колони з відстанню між зовнішніми гранями віт не більше 2400 мм виконується спільним під обидві віти, а з відстанню більше 2400 мм – роздільно під кожну віту.

    Крім того, величина заглиблення колон у стакан повинна задовольняти вимоги запуску робочої арматури колон.

    Глибина запуску робочої арматури класу А400С колон прямокутного перерізу з бетону класу В15 становить 30d для розтягнутої та 18d – для стиснутої робочої арматури, для двовіткових колон тих же класів арматури та бетону відповідно 35d та 18d. Для робочої арматури класу  А400С, для колон з бетону класу В20 прямокутного перерізу величина запуску приймається відповідно 25d та 15d для розтягнутої та стиснутої зони і 30d та 15d – для двовіткових колон. Тут d – діаметр робочої арматури.

    Мінімальну товщину стінок неармованого стакану належить приймати не менше 0,75 висоти верхнього уступу (підколоника) або 0,75 глибини стакана і не менше 200 мм. Товщина стінок армованого стакана, які розташовані в площині дії згинального моменту, повинна бути на менша 0,2 h_c при ексцентриситеті поздовжньої сили е₀ ≤ 2h_c та 0,3h_c при ексцентриситеті поздовжньої сили е₀ > 2h_c, а для двовітових колон у тому і іншому випадках – 0,2 h_out, але у всякому разі не менше 150 мм.

    Висоту уступів рекомендується призначати рівною 300, 450 мм, а при великій висоті плитної частини – 600 мм.

    Виліт нижнього уступу фундаменту при тискові на ґрунт Р₀ без урахування ваги фундаменту та ґрунту на його уступах до 350 кПа приймається на більше 3h₀₁. При р > 350 кПа виліт нижнього уступу приймається не більше 2,5 h₀₁. Тут h₀₁ – робоча висота нижнього уступу.

    Для залізобетонних фундаментів належить призначати бетон класів В12,5 та В15.

    Армування підошви окремих фундаментів рекомендується виконувати зварними сітками із арматури періодичного профілю класу А400С відповідно до ДСТУ 3760-98. Позначення сіток

                            (5.4)

де x - тип сітки, 1 – 5;

С – сітка зварна (або С_р – сітка рулонна);

d, d₁ – діаметр стержнів відповідно у поздовжньому та поперечному напрямках, мм;

k, k₁ – клас арматури відповідно у поздовжньому та поперечному напрямках;

S, S₁ – крок арматури відповідно у поздовжньому та поперечному напрямках, мм;

b і l – відповідно ширина та довжина сітки у см;

а₁та а₂ – випуски поздовжніх стержнів, мм;

а – те ж, поперечних, мм.

Наприклад

 

2С.

        

Рекомендується приймати крок стержнів у обох напрямках 200 мм. У цьому випадку крок стержнів не вказується.

    Типи сіток:

1 – важкі з робочою арматурою в поздовжньому напрямку;

2 – важкі з робочою арматурою в двох напрямках;

3 – важкі з робочою арматурою в поперечному напрямку;

4 – легкі з поперечними стержнями на всю ширину сітки;

5 – легкі зі зміщеними стержнями.

    Діаметр робочих стержнів, які укладаються вздовж сторони фундаменту розміром 3 м і менше, повинні бути не менше 10 мм; діаметр робочих стержнів, які укладаються вздовж сторони розміром більше 3 м, – не менше 12 мм.

З’єднання монолітних фундаментів з монолітними колонами здійснюється шляхом з’єднання арматури колони з випусками з фундаменту.

Запуск випусків арматури у фундамент і довжина випусків з фундаменту повинні бути для бетону класу В12,5 не менше:

- для арматури класу А400С – 45d.

Тут d – діаметр робочої арматури.

Відстань від грані колони до грані підколонника приймається не менше 50 мм.

    Висота фундаменту під стальні колони визначається глибиною замурування анкерних болтів. Анкерні болти діаметром d повинні бути замуровані у фундамент на величину l₀, яка дорівнює 25d (для анкерів з відгином) та 15d (для болтів з анкерною плитою). Геометричні розміри уступів, підколонника та фундаменту в цілому аналогічні описаним раніше для збірних залізобетонних колон.

Відмітка обрізу фундаментів під металеві колони приймається  – 0,70 або –1,00 м в залежності від розміру бази колони.

Відстань від грані стальної плити бази колони до грані підколонника приймається не менше 50 мм.

Відстань від осі анкерного болта з відгином до грані підколонника повинна бути не менше 4d і не менше 150 мм при діаметрі анкерних болтів d до 48 мм і не менше 200 мм при d > 48 мм. Для болтів з анкерною плитою відстань від грані анкерної плити до грані підколонника повинна бути не менше 70 мм.

 

Стрічкові фундаменти

    Ці фундаменти застосовуються як у монолітному, так і у збірному варіантах. При розрахунковій ширині фундаменту не більше 3,2 м застосовуються стрічкові фундаменти із фундаментних плит і фундаментних стінових блоків, які виготовляються у заводських умовах.

    Фундаментні плити позначаються таким чином: ФЛ.b.l – n т,

де ФЛ – фундамент стрічковий,

b – ширина плити в дм, яка дорівнює 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20,24, 28 та 32 дм;

l- довжина плит у дм, яка дорівнює 8, 12 та 24 дм, при цьому для плит ФЛ6 та ФЛ8 довжина буває 12 та 24 дм. Усі інші плити шириною до 1,6 м мають довжину 8, 12, та 24 дм (з урахуванням товщини шва для розчину); при ширині 2,0 м і більше – довжину 8 та 12 дм;

n = 1,2,3,4 – тип інтенсивності армування за каталогом;

т – важкий бетон.

    Наприклад ФЛ.8.12 – 2т, ФЛ.16.24 – 3т, ФЛ.32.8 – 1т.

Монолітні стрічкові фундаменти влаштовуються прямокутної форми висотою не менше 300 мм. Ширина монолітних стрічкових фундаментів приймається кратною 100 мм.

РОЗРАХУНОК ДЕФОРМАЦІЇ ОСНОВ

    Для більшості будинків та споруд головний вид деформації основи – її осідання. У курсовому проекті необхідно виконати розрахунок осідання одного із фундаментів мілкого закладання та розрахунок осідання одного із пальових фундаментів.

Розрахунок деформацій основи при середньому тискові під підошвою фундаменту р, що не перевищує розрахункового опору грунту основи R, виконують використовуючи розрахункову схему у вигляді лінійно-деформованого півпростору з умовним обмеженням глибини товщі, що стискається, Н_с.

Осідання окремо розташованого фундаменту з використанням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого півпростору виконується методом пошарового підсумовування.