Определение размеров условного фундамента

 

Определение размеров условного фундамента производится в следующей последовательности.

1. Определяем размеры условного фундамента. Границы условного свайного фундамента определяются следующим образом (рис. 5.3): снизу – плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; сверху – поверхностью планировки земли; с боков – вертикальными плоскостями АВ и ВБ, отстоящими от нагруженных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии h_у.ф. × tga, где a – угол распределения напряжений, определяется по формуле

6,74°,

где j _{II, mt} – усредненный угол внутреннего трения в пределах грунта, пробиваемого сваей (рис. 5.3), определяется по формуле

26,96°.

2. Определяется высота условного фундамента h_у.ф., по формуле

h_у.ф. = NL – FL_у.ф. = 159,50 – 155,85 = 3,65 м.

3. Определяем ширину подошвы условного фундамента b_у.ф.:

b_у.ф. = 5 d + 2 tg a× l_св = 5×0,3 + 2× tg 6,74×3,7 = 2,37 м,

где d – диаметр круглой сваи или размер стороны квадратного поперечного сечения сваи, d = 0,3 м; l_св – длина сваи без учета заделки в ростверк, определяется по формуле

l_св = L_св – h_з = 4,0 – 0,3 = 3,7 м.

здесь h_з – высота (глубина) заделки сваи в ростверк, h_з = 0,3 м.

4. Определяем длину подошвы условного фундамента l_у.ф.:

l_у.ф. = 5 d + 2 tg a× l_св = 5×0,3 + 2× tg 6,74×3,7 = 2,37 м.

5. Определяем площадь подошвы условного фундамента A_у.ф.:

A_у.ф. = b_у.ф. × l_у.ф. = 2,37×2,37 = 5,62 м².

6. Определяем собственный вес свай G_св:

G_св = V_св × g_m = 1,33×25 = 33,25 кН,

где V_св – объём свай, определяется по формуле

V_св = A_св × l_св × n = 0,09×3,7×4 = 1,33 м³,

здесь A_св – площадь поперечного сечения сваи, A_св = 0,09 м²; l_св – длина сваи без учета заделки в ростверк, l_св = 3,7 м; n – количество свай, n = 4 шт;
g_m = 25 кН/м³ – удельный вес бетона сваи.

7. Определяем собственный вес ростверка G_р:

G_р = V_р × g_m = 3,375×25 = 84,375 кН,

где g_m = 25 кН/м³ – удельный вес бетона ростверка; V_р – объём ростверка, определяется по формуле

V_р = l_пл × b_пл × h_пл + l_п × b_п × h_п = 2,1×2,1×0,6 + 0,9×0,9×0,9 = 3,375 м³,

здесь l_пл, b_пл, h_пл, l_п, b_п и h_п – длина, ширина и высота соответственно плиты и подколонника ростверка.

8. Определяем собственный вес грунта G_гр, расположенного на уступах ростверка, определяется по формуле:

G_гр = (V_у.ф. – V_р – V_св)× = (14,12 – 3,375 – 1,33)×17,5 = 164,76 кН,

где V_у.ф. – объём условного фундамента грунта (прямоугольник ABCD, рис. 5.3), определяется по формуле:

5,62×3,65 = 14,12 м³,

здесь – площадь подошвы условного фундамента, = 5,62 м²; – осреднённое значение удельного веса грунта расположенного на подошве ростверка (при наличии грунтовых подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды), принимается равным = 17,5×кН/м³.

9. Определяем среднее давление P_у.ф. под подошвой условного фундамента:

= 192,6 кН.

10. Определяем расчетное сопротивление грунта основания несущего слоя под подошвой условного фундамента:

,

где g_{с 1} и g_{с 2} – коэффициенты условий работы, g_{с 1} = 1,4 и g_{с 2} = 1,34, согласно табл. 3 [1] или прил. 4, табл. 4.1 настоящего учебного пособия; k – коэффициент, k = 1,0, т.к. прочностные характеристики грунта (ИГЭ-3), залегающего под подошвой условного фундамента (j и c _II), определены непосредственными испытаниями; М_g, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения j (п.7, табл. № 47) несущего слоя грунта, принимаются согласно табл. 4 [1] или прил. 5 настоящего учебного пособия, для j = 37° М_g = 1,95, М_q = 8,81, М_с = 10,37; b_у.ф. – ширина условного фундамента, b_у.ф. = 2,37 м; k_z – коэффициент, k_z = 1,0, т.к. ширина условного фундамента b_у.ф. = 1,5 < 10 м; d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, d_b = 1,85 м; с _II – расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента, с _II = 1 кПа; – осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы условного фундамента (при наличии грунтовых подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), определяется по формуле:

24,01кН/м³

g _II – то же, ниже подошвы условного фундамента, определяется по формуле

11,81 кН/м³.

Тогда,

+ (8,81 – 1)×1,85×24,01 + 10,37×1 = 2221,06 кПа.

11. Проверяем условие, по которому среднее давление под подошвой условного фундамента не должно превышать расчетного сопротивления несущего слоя грунта R_у.ф под подошвой условного фундамента, т.е. должно выполняться условие P_у.ф. + £ R_{у.ф .}

192,6 + = 219,75 кПа < 2221,06 кПа.

Условие выполняется, следовательно, фундамент запроектирован верно.