5. Проектирование фундамента на песчаной подушке

5.1. Определение размеров подошвы фундамента

Материал подушки – крупнозернистый песок:

_{γ = 19 кН/м3, с = 2 кПа, φ = 300, Е = 30 МПа.}

Принимаем глубину заложения фундамента 2,9 м

Фундамент нагружен не симметрично, следовательно, ; ;

Давление, передаваемое на основание под фундаментом:

;

Расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента:

где γ_C1 = 1,4 – коэффициент условий работы грунтов (для песка средней крупности);

γ_C2 = 1,4– коэффициент условий работы сооружений, при L/H = 42,2/36 = 1,17 < 1,5,

k_n = 1,0 – коэффициент, при использовании в расчетах прочностных характеристик грунта, полученных испытаниями;

k_z = 1,0 – коэффициент при b < 10 м;

M_γ = 1,24; M_q = 5,95; M_с = 8,24 – коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения, при φ = 31˚;

b_z – ширина подошвы условного фундамента, м;

c_II – сцепление грунта подстилающего слоя, равен c_II = 2,0 кПа;

^II = 19,0кН/м³;

– удельный вес грунта в пределах заложения фундамента;

= = 1,04 м – приведенная глубина заложения фундамента при наличии подвала;

= 2 м – расстояние от поверхности грунта до пола подвала.

1,2R = = 48,07 * b + 632,19

=

Воспользуемся методом подбора:

при 9633,983 680,26 ;

1659,419 728,33

654,9006 776,4

Определим ширину подошвы фундамента графическим методом:

b = 2,8 м; а = 1,2*2,8 = 3,36 м;

Принимаем фундамент с размерами подошвы: b = 2,8 м; а = 3,4 м;

А = 9,408 м²

Подбор ширины ступеней:

;

; Примем ширину ступени 0,3 м;

;

; Примем ширину ступени 0,5 м;

Подбираем 2 ступени высотой h_1,2 = 0,3 м.

В качестве рабочей арматуры принимаем ø12 А-II.

Снова проверяем выполнение условия:

Находим объем фундамента:

;

;

Находим объем грунта:

;

;

596,68 766,8

Условие выполняется с запасом 28,51%, следовательно, при данных параметрах подошвы фундамента расчётное сопротивление грунта будет больше напряжений, возникающих от внешних нагрузок под подошвой фундамента.

5.2. Определение размеров песчаной подушки

Принимаем высоту песчаной подушки: h_пп = 1 м

= 466,6 кПа

; ; – таблица 1, приложение 2 СНиП 2.02.01-83*

Напряжения на кровле подстилающего слоя:

;

;

;

Площадь условного фундамента:

, где N – вертикальная нагрузка на основание

Ширина условного фундамента:

b_z = – ∆ = – 0,3 = 4,16

∆ = (a – b)/2 = (3,4 – 2,8)/2 = 0,3, где a и b – соответственно длина и ширина фундамента.

Определяем расчётное сопротивление суглинка для условного фундамента шириной = 7,12 м и глубиной заложения d = 2,9 м:

, где

γ_C1 = 1,4 – коэффициент условий работы грунтов (для песка средней крупности);

γ_C2 = 1,4 – коэффициент условий работы сооружений, при L/H = 42,2/36 = 1,17 < 1,5,

k_n = 1,0 – коэффициент, при использовании в расчетах прочностных характеристик грунта, полученных испытаниями;

k_z = 1,0 – коэффициент при b<10 м;

M_γ = 1,24; M_q = 5,95; M_с = 8,24; – коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения, при φ = 31˚;

b_z – ширина подошвы условного фундамента, м;

c_II – сцепление грунта подстилающего слоя, равен c_II = 2,0 кПа;

^II = 19,0кН/м³;

– удельный вес грунта в пределах заложения фундамента;

= = 1,04 м – приведенная глубина заложения фундамента при наличии подвала, где;

= 2 м – расстояние от поверхности грунта до пола подвала.

= 764,24 кПа

= 188,37 кПа ≤ R = 764,24 кПа – условие выполняется.

Определяем размеры песчаной подушки:

= а + 2 * * tg 30⁰ = 3,4 + 2 * 1 * tg 30⁰ = 4,4 м

= b + 2 * * tg 30⁰ = 2,8 + 2 * 1 * tg 30⁰ = 3,8 м