3.3.Проектирование фундамента мелкого заложения. Выбор глубины заложения фундамента.

Минимальную глубину заложения фундамента определяем исходя из учета следующих основных факторов:

- расчетной глубины сезонного промерзания;

- глубины расположения несущего слоя;

- конструктивных соображений.

Во всех случаях минимальная глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,5 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f определяется по формуле:

= 0,51,0 = 0,5 м

где d_fn – нормативная глубина промерзания, принимаемая по схематической карте рис.4. Для города Донецк d_fn= 1,0 м; k_h – коэффициент теплового режима здания, принимаемый равным 0,5 (по табл. 37).

Учитывая конструктивные особенности возводимого сооружения, глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее:

d = d_b + h_cf + h_s = 2,2 + 0,15 +1,0 = 3,85 м

где d_b – глубина подвала или техподполья от уровня планировки; h_cf – толщина конструкции пола подвала или техподполья; h_s – толщина грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала или техподполья, принимается из условия h_cf + h_s  0,5 м.

Схема определения глубины заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей.

Из полученных величин глубины заложения фундамента по климатическим, инженерно-геологическим условиям и конструктивным соображениям большее значение равно 3,85 м.

Окончательно для дальнейших расчетов принимаем глубину заложения фундамента с учетом конструктивных соображений – 4,0 м.

3.3.1.Определение ширины фундамента по оси а.

Так как, рассчитываемый фундамент является центрально нагруженным, ширина его подошвы подбирается таким образом, чтобы среднее давление по подошве фундамента не превышало расчетного сопротивления грунта основания

,

Расчетное сопротивление грунта R определяется по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*:

,

где _с1 и _с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3 СНиП 2.02.01-83 и равные соответственно 1,1 и 1; k – коэффициент надежности исходных данных, принимаемый равным 1, так как прочностные характеристики приняты по результатам испытаний; М_, М_q и М_с – коэффициенты, принимаемые по таблице 4 для угла внутреннего трения  =17,8  и равные соответственно 0,58; 3,33 и 5,92; k_z – коэффициент принимаемый равным 1, так как ширина фундамента b < 10 м; b –ширина подошвы фундамента; _II и _II^` – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента; с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента равное 19,44 кПа; d_b – глубина подвала (расстояние от уровня планировки до пола подвала) принимается равной 1,3 м; d₁ – приведенная глубина заложения фундаментов определяемая по формуле:

Так как выше подошвы фундамента залегает неоднородный грунт, осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, принимаем равным:

II` = =16,98 кН/м3.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента, определяем для мощности слоя равной z = 0,5b (при b = 2 м толщина расчетного слоя составит 1 м). В пределах мощности слоя z = 1 м залегает однородный грунт, следовательно, _II = 19,44 кН/м³.

Среднее давление по подошве фундамента Р_ср определяется по формуле

,

где N – вертикальная нагрузка на обрез фундамента, равная 319,83 кН/м; _mt – средний удельный вес грунтобетонной призмы, _mt=20 кН/м³; d – глубина заложения фундамента от уровня планировки равна 2,7 м.

Оптимальный размер подошвы фундамента определяем графоаналитическим методом. Для этого расчет по приведенным выше формулам проводится для ряда значений ширины подошвы фундамента:

- расчетное сопротивление определяем при двух значениях ширины фундамента от b = 0 до b = 3 м;

- среднее давление по подошве определяем при b=0,5; b=1 м; b=1,5 м; b=2 м, b=2,5м и b=3,0 м.

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

b, м	0	0,5	1	1,5	2,0	2,5	3,0
R, кПа	315,3	321,5	327,71	333,91	340,11	346,31	352,51
Рср, кПа	-	693,66	373,83	267,22	213,92	181,93	160,61

По полученным данным для фундамента строим график

Графическое определение ширины подошвы фундамента по оси А.

Из приведенного графика видно, что наиболее оптимальная ширина подошвы фундамента по оси А приблизительно равна – 1,15 м.

Принимаю ширину подошвы фундамента 2,4 м R = 345,07 кПа, а Р_ср = 187,26 кПа. Требуемое условие выполняется, окончательно принимаем для дальнейших расчетов ширину ленточного фундамента по оси А равной 2,4м.