Проектирование вариантов фундаментов для строительства здания на грунте, состоящего из песка пылеватого, супеси и глины (нормативная глубина промерзания грунта - 2,2 м)

Проверка напряжений в основании и уточнение размеров подошвы фундамента

Принятые в первом приближении размеры подошв фундаментов уточняются исходя из требований СНиП [1], выражаемых неравенствами:

                    (2.2.1)

где p – среднее давление под подошвой фундамента, кПа, p=N_ll/A; p_max и p_min - соответственно максимальное и минимальное значения краевого давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента, определяемого по формуле:

    (2.2.2)

-нормальная вертикальная нагрузка определяется по формуле:

R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа, определяется по формуле:

     (2.2.3)

где  и - коэффициенты условий работы, принимаемые по таб.3 [1] (,); k – коэффициент, принимаемый равным k=1,1, т.к. прочностные характеристики грунта определены по приложению 1 табл.1-3 [1].

,  ,  - коэффициенты, принимаемые по таб. 4 [1] (принимаем ,   , )

k_z – коэффициент принимаемый равным 1;

b – ширина подошвы фундамента, м;

 - осреднённое значение удельного веса грунтов, залегающих под подошвой фундамента на глубине 0,5·b (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды)

Для определения  необходимо определить абсолютные отметки подошвы фундамента и отметку на глубине 0,5·b или мощности слоёв грунта (рисунок 2).

кН/м³

кН/м³

 - осреднённое значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды)

  кН/м³

 кН/м³

c_ll  - расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента c_ll  =2,35

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки  d₁=1,5 м

Получим значение расчётного сопротивления грунта R для фундамента Ф1:

 кПа

- для фундамента Ф2:

 кПа

Так как полученные расчётные сопротивления грунта намного превышают сопротивление грунта R0, определённое в таблице 1, то размеры подошв фундаментов подобраны с излишним запасом. Поэтому выполним перерасчёт размеров подошв фундаментов, учитывая полученные значения расчетных сопротивлений.

- для фундамента Ф1 (фундамент под крайнюю колонну):

м²

- для фундамента Ф2 (фундамент под среднюю колонну):

м²

Принимаем следующие фундаменты:

- для фундамента Ф1 – ФБ 49÷52  с размерами подошвы 3300х2400;

- для фундамента Ф2 – ФБ 85÷88  с размерами подошвы 4200х2700;

Определим величины давлений, входящих в формулу 2.2.1 (среднее давление под подошвой фундамента – p; максимальное и минимальное значения краевого давления p_max и p_min  соответственно). Для этого вычислим:

где N₁₁₀ – расчётная вертикальная нагрузка в плоскости обреза фундамента, кН; G_ФН – расчётная нагрузка от веса фундамента;  G_ПРИ – расчётная нагрузка от веса грунта на выступах фундамента.

Определим расчётную нагрузку от веса фундамента и от веса грунта на выступах фундамента:

где V_ФН – объём фундамента, определяется по геометрическим размерам; V – объём параллепипеда, образованного фундаментом и грунтом, лежащим на выступах фундамента;

γ_b – удельный вес материала фундамента (γ_b –25кН/м³); γ'₁₁ – удельный вес грунта засыпки (γ'₁₁ –16кН/м³).

- для фундамента Ф1:

кН

 кН

Вычислим нормальную вертикальную нагрузку, а затем величины давлений – p, p_max и p_min   (для Ф1):

 кН        кН·м получим: 

 кПа

кПа             кПа

Определим расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента Ф1, учитывая новые размеры подошвы фундамента:

кН/м³

 кН/м³

 кПа

Условие 2.2.1 для фундамента Ф1 выполняется:

- для фундамента Ф2  (под среднюю колонну):

кН

 кН

Вычислим нормальную вертикальную нагрузку, а затем величины давлений – p, p_max и p_min   (для Ф2):

 кН        кН·м получим: 

 кПа

кПа             кПа

Определим расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента