5. Выбор вида основания и типа фундамента

Выбор типа фундамента производится путем технико-экономического сравнения двух наиболее приемлемых вариантов фундаментов, разрабатываемых для наиболее нагруженной оси здания в объеме, позволяющем определить основные размеры фундаментов, удовлетворяющих требованиям расчета по I и II группам предельных состояний, т.е. без конструктивного расчета тела фундамента.

По двум наиболее приемлемым вариантам фундаментов принимают решение о виде основания (естественное или искусственное) и о типе фундаментов:

- мелкого заложения на естественном основании;

- свайных;

- мелкого заложения на искусственном основании.

5.1.Конструктивные указания по проектированию фундаментов

Для монолитных железобетонных фундаментов принимаем бетон класса В20. Бетон подготовки под подошвой монолитного фундамента – класса В10 толщиной 100мм. Для армирования фундаментов принимаем горячекатаную арматуру класса A-III. Монолитный фундамент ступенчатого типа, плитная часть от одной до трех ступеней. Все размеры кратны 100 мм. Внецентренная нагрузка подошвы фундамента прямоугольная с соотношением сторон не менее 0,6. Высоту назначаем с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента, который принимается на отметке -0,15.

Высоту фундамента определяем по условиям заделки рабочей арматуры колонн. Глубина заделки рабочей арматуры A-III при проектном классе бетона В20: мм.

Таким образом, требуемая высота фундамента равна:

2. Назначение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента для бесподвальных зданий представляет собой расстояние от уровня планировки по подошвы фундамента, при наличии бетонной подготовки-до её низа. Выбор глубины заложения фундаментов рекомендуется выполнять с учетом инженерно-геологических условий участка строительства, конструктивных особенностей проектируемого здания, глубины сезонного промерзания грунтов.

1. Так как глубина заложения несущего слоя грунта по карте грунтов равна 1,5 м, то глубина заложения фундамента мелкого заложения на естественном основании равна:

2. Т.к. уровень обреза фундамента принимается на отметке -0,15, то глубина заложения фундамента, исходя из конструктивных особенностей равна:

3. Город строительства Санкт-Петербург.

Нормированная глубина заложения фундамента определяется по формуле:

d₀ – величина, принимаемая численно для глин равной 0,23 (м)

M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе (г.Санкт-Петербург), принимаемый по СНиП 23-01-99 (2003).

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта равна:

Соответственно глубина заложения фундамента мелкого заложения на естественном основании равна:

6. Расчет мелкозаглубленного фундамента по оси б

6.1. Определение размеров подошвы

Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяются в результате расчета фундамента по деформациям, который производится, исходя из условий:

Проведем расчет относительно оси Б.

Расчетное сопротивление грунта фундамента:

k = 1,1;

γ_с1 = 1,2; γ_с2 = 1,0 – коэффициенты условий работы;

М_γ = 0,29; М_q =2,17; М_с = 4,69 – коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиП 23-01-99 (2003);

k_z = 1, т.к. b < 10 м;

γ_II = 19,7 (кН/м³)

γ_II^’ = 19,1 (кН/м³)

с_II = 16 (кПа)

d_b = 0 (м), т.к. подвал в проектируемом здании не предусмотрен.

R = f(b) – линейная функция, следовательно график построим по 2 точкам:

b = 0 и b = 5 (м):

172,96 кПа=0,173 МПа;

203,37 кПа=0,203МПа;

График функции строим по 5 точкам:

где γ – средний удельный вес материала фундамента и грунта на обрезе фундамента, принимаемый равным 20 кН/м³;

d – глубина заложения фундамента, 2 м.

;

;

Рисунок 1. Определение ширины фундамента.

Следовательно, принимаем b = 4,8 (м), тогда l = 8 (м).

0,202 МПа;

Проверим принятые размеры подошвы фундамента на выполнение условия по не превышению эксцентриситета.

Эксцентриситет равен:

;

;

Следовательно, условие по непревышению эксцентриситета выполнено.

Максимальное давление под краем фундамента:

Проверяем прочность подстилающего слоя, залегающего на глубине 8,5 м от поверхности земли, т.е. на глубине 6,5 м ниже подошвы фундамента.

Полное давление на кровлю слабого подстилающего слоя на глубине z не должно превышать расчётного сопротивления: _g(d+z)+ _zp  R_d+z ,

где _g(d+z) – природное давление на кровлю слабого слоя;

_zp – дополнительное давление на кровлю слабого слоя от нагрузки на фундамент.

Природное давление на подошву фундамента:

_zg =

_g(d+z) =

Среднее давление под подошвой фундамента:

P = = 199,77 кПа=0,200 МПа;

Дополнительное давление на уровне подошвы:

P₀ = P – _zg = 0,200 – 0,033 = 0,167 МПа.

ξ = =0,792;

η = =1,67;

 = 0,897;

Дополнительное давление на кровлю подстилающего слоя:

_zp = P₀ = 0,1670,897 = 0,150 МПа.

Полное давление на кровлю подстилающего слоя:

_g(d+z) + _zp = 0,1615 +0,150 = 0,312 МПа.

Площадь подошвы условного фундамента:

A_усл = = 5,11 м²;

Ширина условного фундамента:

В_усл = = 1,17 м,

где а = = 1,6 м.

Определение значения удельного веса грунтов, залегающих выше подстилающего слоя:

=19,1 кН/м³;

Определение значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подстилающего слоя: = 19,8 кН/м³;

Расчётное сопротивление грунта подстилающего слоя:

R_z+d = = 702,41 кПа=0,702 МПа;

Проверяем условие _g(d+z) + _zp = 0,312 МПа < R_z+d = 0,702 МПа, т.е. условие выполняется.