Определение типа фундамента и глубины его заложения

Вариант 1. Фундамент на естественном основании

Уточнение значения расчетного сопротивления грунта R b под подошвой фундамента

При определении размеров фундамента в плане учитывалось расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы фундамента вычисленное при b =1 м. Так как предварительная ширина фундамента b = 4,4 м, то расчетное сопротивление грунта на глубине заложения фундамента будет несколько больше чем при b =1 м. Чтобы избежать недогрузок основания немного уменьшим размеры фундамента – примем b =3,9 м, l =5,1 м.

где кН/м3  кПа.

Определение среднего давления по подошве  фундамента и сравнение его с расчетным сопротивлением грунта основания R, установленным по п. 4

  кПа =148,4 кПа,

Недогрузка фундамента

.

Определение абсолютной осадки основания фундамента   s

Целью расчета является ограничение абсолютных перемещений фундаментов и подземных конструкций такими пределами, при которых гарантировалась бы нормальная эксплуатация сооружения и не снижалась бы его долговечность.

Расчет сводится к удовлетворению условия (п. 2.39 [2])

,

где совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом; предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по прил. 4 [2].

Расчет материала фундамента на прочность

 

Расчет на продавливание

Плитные конструкции (безбалочные перекрытия, фундаменты под колонны, свайные ростверки) при действии сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, могут разрушаться от продавливания.

Продавливание обычно происходит по поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, боковые грани наклонены под углом 45 градусов к вертикали, а высота равна рабочей высоте плиты .

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы производят согласно п. 6.2.47 [6]

,

где   F – сосредоточенная сила от внешней нагрузки, предельное усилие, воспринимаемое бетоном

,

где расчетное сопротивление бетона растяжению при расчете по предельным состояниям первой группы, для бетона класса В15 МПа (по табл. 5.2 [6]);

среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания, м

,

где  и  ширина и длина вдавливаемого сечения (колонны или стакана фундамента) в плитную часть фундамента, м;

высота пирамиды продавливания (полезная высота фундамента), м;

расчетная продавливающая сила, кН.

В качестве расчетной продавливающей силы принимают силу  за вычетом отпора грунта , распределенного по площади A  нижнего основания пирамиды продавливания

,

где расчетное продольное усилие, передаваемое колонной на фундамент, вычисляемое при  (по первой группе предельных состояний), ;

реактивное давление грунта, которое при расчете фундаментов на стадии вариантов принимается равным среднему давлению , возникающему по подошве центрально нагруженного фундамента и определяется от нагрузок первой группы предельных состояний без учета веса фундамента и грунта на его ступенях (при расчете фундаментов по основному варианту как внецентренно нагруженных  принимается равным )

кПа.

Проверку фундамента на продавливание следует производить не только по всей высоте, но и под каждой из ступеней.

 

Вариант 1. Фундамент на естественном основании

Определение типа фундамента и глубины его заложения

 Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

· назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;

· глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

· существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;

· инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);

· гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения (пп. 2.17-2.24 [2]);

· возможного размыва грунта у опор сооружений, возводимых в руслах рек (мостов, переходов трубопроводов и т.п.);

· глубины сезонного промерзания грунтов.

 

Так как здание без подвала, то выбор глубины заложения подошвы фундамента зависит, в основном, от климатических условий района строительства, а точнее, от расчетной глубины сезонного промерзания грунтов.

Глубина заложения фундамента от уровня планировки в данном случае определится по формуле

,

где   расчетная глубина сезонного промерзания грунта, м;

где  нормативная глубина промерзания, определяемая по пп. 2.26 и 2.27 [2];

 коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл. 1 [2]; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений , кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

коэффициент условий работы, принимаемый при неоднородных климатических условиях равным 1,1.

 

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта d fn  принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Она может быть принята для указанного района строительства ориентировочно по схематической карте нормативных глубин промерзания, приведенной в [5].

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

где  безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометео-рологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

 величина, м, принимаемая равной для:

· суглинков и глин - 0,23;

· супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28;

· песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30;

· крупнообломочных грунтов - 0,34.

Значение d 0  для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

м

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента на отметке – 1,6 м.

 

2. Определение значения расчетного сопротивления грунта R под подошвой фундамента шириной b=1 м

где кН/м3 кПа.

3. Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане: ширины b и длины l

где усилие, передаваемое по обрезу фундамента, кН;

R – расчетное сопротивление грунта, кПа (вычисленное по п. 2, при b = 1 м);

средний удельный вес фундамента и грунта на его обрезах, кН/м3, принимаемый для фундамента с подвалом – 17 кН/м3; без подвала – 20 кН/м3.

                                           м2.

Для прямоугольного в плане фундамента ()

.

Предварительные размеры фундамента в плане

м,

                                   м.