2.4.2 Определение осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится по формуле:

S  S_u

где S – конечная осадка отдельного фундамента, определяемая расчетом;

S_u – предельная величина деформации основания фундамента зданий и сооружений, принимаемая СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений”.

Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. Расчет начинается с построения эпюр природного (бытового) и дополнительного давлений. На геологический разрез наносятся контуры сечения фундамента, затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюры природного давления грунта.

Природное давление, в кПа, определяется по формуле:

где _i – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м³;

h_i – толщина грунта i-го слоя, м.

Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт подземных вод, то удельный вес грунта определяется с учетом гидростатического взвешивания:

= ,

где e – коэффициент пористости грунта;

_w – удельный вес воды.

Далее определяются ординаты вспомогательной эпюры 0.2σ_zg, необходимые для определения глубины расположения границы сжимаемой толщи грунта; эпюра строится справа от оси фундамента.

Дополнительное вертикальное напряжение σ_zp для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:

,

где  – коэффициент, принимаемый по СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений” в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента

η = l/b и относительной глубины ξ = 2z/b.

Здесь l и b - соответственно длина и ширина фундамента.

Построив в произвольном одинаковом масштабе эпюры бытового и дополнительного давлений, определяют границу сжимаемой толщи основания, которая находится в точке, где пересекаются эпюры.

Расчет осадки отдельного фундамента на основании в виде упругого линейно деформируемого полупространства с условным ограничением величины сжимаемой зоны производится по формуле:

где S – конечная осадка отдельного фундамента, см;

n – число слоев, на которые разделена по глубине сжимаемая зона основания;

h_i – толщина i-го слоя грунта основания, см;

E_i – модуль деформации грунта i-го слоя, мПа;

 – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σ_zpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, кПа.

Определяем значения эпюры природного давления:

σ_zg1 = γ₁∙h₁ = 17.0 ∙1 = 17 (кПа)

σ_zg2 = σ_zg1 + γ_sb∙h₂ = 17 + 17,4∙1 = 34,4 (кПа)

σ_zg3= γ₃∙h₃^’+ σ_zg2=20.1*2+34,4=74,6(кПа)

σ_zg3^’ ₌ ∙h₃^’’+ σ_zg3 + 74,6 = 126,18 (кПа)

σ_zg4 = σ_zg3^’ + γ_w∙h₃^’’ = 10*5+126,18 = 176,18 (кПа)

σ_zg5 = σ_zg4+ γ₄∙h₄=176,18+20,4*12=420,98 (кПа)

Определяем дополнительное (осадочное) давление на грунт P , подразумевая, что осадка грунта произойдет только от действия дополнительного давления:

Р = Р_n –

, кПа – полное давление по подошве фундамента.

σ_zg0 = σ_zg1 + γ₂∙h₂^’’’ =17,0+17.4*0.6=27,44 кПа – природное давление на уровне подошвы фундамента.

Р = 285.2-27.44=257.76 (кПа)

Разбив толщу грунта под подошвой на слои h_i = 0.4b = 0.4·0,8 = 0.32 м, формируем табл.6, строим эпюры и вычисляем осадку.

Таблица 6

Z, м	ξ=2 z/b	α	σzp,i, кПа	σcрzp,i кПа	Е i, МПа	S i, мм
0	0	1	257,76
0,32	1,6	0,629	162,131	209,9455	8	3,359128
0,64	3,2	0,329	84,80304	123,467	8	1,975473
0,96	4,8	0,192	49,48992	67,14648	8	1,074344
1,28	6,4	0,112	28,86912	39,17952	8	0,626872
1,6	8	0,084	21,65184	25,26048	8	0,404168
1,92	9,6	0,06	15,4656	18,55872	8	0,29694
					S=∑Si=7,736924

Согласно вычислениям, проделанным в таблице, получаем, что S=10,396 мм < S_норм=80 мм.

План свайных фундаментов в ПРИЛОЖЕНИИ 3.

2.4.3 Расчет тела фундамента. Конструирование

Расчет прочности тела фундамента производится на расчетные нагрузки, приложенные на уровне обреза фундамента (без учета собственного веса фундамента и грунта на его уступах).

Определение высоты фундамента производится на основе расчета изгибаемых элементов железобетонных конструкций по наклонным сечениям при отсутствии поперечной арматуры.

Не надо!!!!!

Условие прочности на продавливание:

v_sd = β∙V_sd/u ≤ v_Rd,cr = 0.15∙k∙(100ρ ∙f_ck)^1/3 ∙d;

здесь u – длина критического периметра, м.

β = 1,0

k = + 1;

V_Sd – продавливающая сила, вызванная давлением грунта на подошву фундамента вне критической площади. Принимаем высоту фундамента 450 мм. Проверку не проводим.

Принимаем бетон С¹⁶/20.

Армирование подошвы ленточного фундамента принимаем конструктивно в виде сварных сеток из стержней S500 10 с ячейками размером 200 x 200 мм .