Вопросы для самоконтроля

1 Как принимают окончательную глубину заложения фундамента?

2 Какова минимальная глубина заложения фундаментов при строительстве на дисперсных грунтах?

3 Какие конструктивные факторы влияют на глубину заложения фундамента?

4 Какие грунты относят к пучиноопасным?

5 Как назначается глубина заложения для фундаментов внутренних стен и других конструкций?

Раздел 3 Проектирование фундаментов и котлованов

Тема 3.2 Нормативные и расчётные сопротивления грунтов при определении размеров фундаментов

Вопросы

1 Определение нормативных сопротивлений грунта

2 Определение расчётных сопротивлений грунта

1 Определение нормативных сопротивлений грунта

Для определения давлений на грунт, при которых осадки фундаментов допускается определять по теории линейно-деформируемых тел, и для определения размеров подошвы фундаментов используются нормативные и расчётные сопротивления грунтов оснований.

Нормативные сопротивления грунта R_n определяют по формуле Н.П. Пузыревского (1.1) [4] при z_max=0,25b (где b – ширина подошвы фундамента), т.е. допуская на эту глубину развитие под краями фундамента областей сдвига. Нормативное сопротивление учитывает только условие работы грунтов основания и определяется по нормативным значениям характеристик грунтов.

2 Определение расчётных сопротивлений грунта

Расчётное сопротивление R определяется с использованием расчётных характеристик грунтов и наряду с условиями работы грунтов основания учитывает и особенности проектируемых зданий и сооружений, их конструктивную схему и жёсткость, перераспределение опорных реакций от неравномерных осадок, наличие заглубленных помещений, подвалов и пр.

Расчётное сопротивление грунта R определяется по формуле Н.П. Пузыревского (5.3) [4].

В настоящее время при определении деформаций оснований используют расчётные методы, основанные на линейных зависимостях между деформациями и напряжениями. Однако данные зависимости справедливы лишь в пределах относительно небольших напряжений, поэтому по СНиПу рекомендуется ограничивать давление по подошве фундамента расчётным сопротивлением грунта основания.

p<=R ( 5)

где р – среднее давление по подошве фундамента от основного сочетания расчётных нагрузок при расчёте по второй группе предельных состояний;

R - расчётное сопротивление грунта основания, соответствующее давлению, при котором зоны пластических деформаций грунта под подошвой фундамента незначительно нарушают линейную зависимость между деформациями и напряжениями для всего основания.

Если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, то расчётное сопротивление разрешается увеличивать при соответствующем обосновании. При расчёте фундаментных плит, имеющих угловые вырезы, расчётное сопротивление грунта основания можно увеличить до 15%.

Расчётное сопротивление грунта основания допускается увеличивать в 1,2 раза, если оказывается, что вычисленные деформации основания составляют менее 40% от предельно допустимых, причём увеличенное давление по подошве фундамента не должно вызывать деформации основания свыше 50% предельно допустимых и не превышать значения предельно допустимого давления, полученного в результате расчёта по первой группе предельных состояний.

Расчёт деформаций оснований разрешается не производить, ограничиваясь выполнением условия (3.2.1), но при выполнении одного из следующих трёх условий:

1. Степень изменчивости сжимаемости оснований меньше предельной.

2. Инженерно-геологические условия района строительства отвечают требованиям типового проекта.

3. Грунтовые условия района строительства здания или сооружения относятся к одному из шести вариантов, указанных в таблице 4.6 учебника [2].

При использовании ленточных прерывистых фундаментов расчётное сопротивление грунта основания допускается увеличивать с учётом коэффициента k_d, принимаемого по данным таблицы 4.7 учебника [3]. При промежуточных значениях е и I_l значение k_d определяется интерполяцией. Рассмотрим пример решения задачи.

Пример. Определить по формуле расчетные сопротивления оснований трех фундаментов крупнопанельного здания, заложенного на мягкопластичном суглинке с показателем текучести I_L=0,55. Прочностные характеристики суглинка вычислены статической обработкой девяти лабораторных испытаний на прямой срез образцов, отобранных на строительной площадке (φ_II=14°20´; c_II=29 кПа). Расчетный удельный вес суглинка γ_II=19 кН/м³. Выше подошвы фундамента залегает насыпной грунт с удельным весом ν_II=18 кН/м³.

1.Фундамент под наружную стену здания в секции без подвала d_b=0; ширина фундамента b=3 м; глубина заложения d₁=1,6 м от спланированной отметки (срезкой).

Решение. По табл. 5.4 [4] находим интерполяцией между углами φ=14° и φ=16° (с округлением до сотой) безразмерные коэффициенты Мν=0,3, Мq=2,21 и Мc=4,74, а по табл. 5.3[4] для I_L>0,5 – коэффициент условий работы грунта ν_ct=1,1 и коэффициент условий работы здания с гибкой конструктивной схемой ν_с2=1. Показатели грунтов получены по результатам испытаний образцов, отобранных на строительной площадке, поэтому k=1и k_c=1(так как ширина фундамента b<10 м).

Для приведенных условий расчетное сопротивление по формуле (5.3) [4] будет:

R=(1,1*1)/1 [0,3*1*3*19+2,21(1,6+0)18+4,74*29]≈240 кПа.

2.Фундамент под наружную стену секции здания с подвалом; ширина фундамента b=3 м и глубина заложения d=2,4 м от спланированной подсыпкой отметки. Высота подсыпки 0,2 м, ее удельный вес νII=18 кН/м³. Пол в подвале бетонный с цементной стяжкой, hct=0,1 и νct=22 кН/м³. Расстояние от низа конструкции пола подвала до подошвы фундамента hc=0,5 м.

Решение. Приведенная глубина заложения фундамента со стороны подвального помещения по формуле (5.4) [4].

d₁=0,5+0,1*22/18=0,62 м.

Расстояние между отметками спланированной земли и приведенным уровнем пола в подвале d_b=2,4-0,62=1,78 м.

Для принятых условий при тех же коэффициентах, что и в первом случае, расчетное сопротивление составляет:

R=(1,1*1)/1 [0,3*1*3*19+2,21(0,62+1,78)18-1,78*18+4,74*29]≈240 кПа.

3.Фундамент внутренней колонны в подвале; подошва фундамента 2,2*2,2 м, глубина заложения 1 м от отметки пола подвала.

Решение. Глубину заложения фундамента принимаем от приведенной отметки пола подвала d₁. Пригрузка здесь будет от конструкции пола и лежащего под ним грунта, поэтому

d₁=0,9+0,1*22/18=1,02 м.

Расчетное сопротивление при тех же коэффициентах, что и в предыдущих случаях, составит

R=(1,1*1)/1 [0,3*1*2,2*19+2,21*1,02*18+4,74*29)=190 кПа.