2. Определение расчетных характеристик грунтов
Расчет основания производится по 2 – м группам предельных состояний. Расчет оснований по деформациям производится на основное сочетание нагрузок, а расчет по несущей способности на основное и особое сочетание нагрузок. При этом расчеты выполняются с использованием расчетных значений характеристик грунтов, которые определяются по формуле:
,
где
xН
– нормативные характеристики,
- коэффициент надежности по грунту.
,
где
С – расчетное значение удельного сцепления грунта под фундаментом.
СН = 0,004 МПа (для супеси)
СН = 0,002 МПа (для суглинка)
3. Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения
3.1 Определение глубины заложения
Глубина заложения и размеры подошвы фундамента определятся исходя из условия ограничения средних и краевых давлений по подошве фундамента, а также деформаций. Глубина заложения должна быть ниже глубины промерзания грунта.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
,
где:
dfn – нормативная глубина промерзания; kn= 1,1- коэффициент теплового режима.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов.
Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:
, где:
-
нормативная глубина промерзания для
глин и суглинков.
Для
Санкт-Петербурга
принимаем равным
d0 - величина, принимаемая равной для:
суглинков и глин - 23;
супесей, песков мелких и пылеватых - 28;
песков гравелистых, крупных и средней крупности - 30;
крупнообломочных грунтов - 34.
В нашем случае верхний грунт представлен супесью, следовательно:
Расчетную глубину заложения фундамента принимаем равной: 1,60 м.
3.2 Определение предварительной площади подошвы фундамента
Должно выполняться
условие:
,
где: Р- среднее значение давления под
подошвой фундамента; R-
расчётное сопротивление грунта.
Среднее значение давления под подошвой фундамента определяется по формуле:
,
где:
Fv – вес сооружения; Q – вес фундамента; А – площадь подошвы фундамента; W – противодавление.
=
2,2 тс/м3-
удельный вес фундамента.
,
т.к. в нашем случае глубина промерзания
d
проходит выше уровня грунтовых вод
принимаем W=0.
-
для отдельно
стоящего;
-
для ленточного.
Расчётное сопротивление грунта определяется по формуле:
,
где:
- коэффициенты
условия работы, принимаемые по табл. 3;
(СНиП 2.02.01-83);
.
k - коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями.
- осредненное
значение удельного веса грунта, на
который опирается фундамент;
Так как в нашем случае уровень грунтовых вод ниже, глубины заложения фундамента, то γII принимаем равным плотности грунта ρ= 1.98 т/м3
СII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента; СII = 0,004 МПа= 0,4 тс/м2
- коэффициенты,
принимаемые по табл. 4 (СНиП 2.02.01-83);
.
3.3 Расчет фундаментов
Фундаменты Ф1 и Ф4 мы принимаем ленточными. Фундамент Ф3 отдельно стоящим. В случае фундамента Ф2 надо рассмотреть оба случая и выбрать, исходя из экономических соображений.
Фундамент 1 (Fv= 47,76 тс)
bф , м |
0,60 |
0,80 |
1,00 |
1,20 |
1,40 |
Р, т/м2 |
16,74 |
13,43 |
11,44 |
10,11 |
9,16 |
R, т/м2 |
12,07 |
12,25 |
12,44 |
12,63 |
12,81 |
Фундамент Ф1 принимаем ленточный шириной b=0,90 м.
Фундамент 2 (Fv= 133,92 тс)
Для фундамента Ф2 рассмотрим два случая:
1) отдельно стоящий фундамент
bф , м |
3,00 |
3,20 |
3,40 |
3,60 |
3,80 |
Р, т/м2 |
18,36 |
16,55 |
15,06 |
13,81 |
12,75 |
R, т/м2 |
14,30 |
14,49 |
14,67 |
14,86 |
15,04 |
В случае отдельно стоящего фундамента Ф2 принимаем шириной b=3,47 м.
2) ленточный
bф , м |
2,00 |
2,20 |
2,40 |
2,60 |
2,80 |
Р, т/м2 |
14,64 |
13,62 |
12,78 |
12,06 |
11,45 |
R, т/м2 |
13,37 |
13,56 |
13,74 |
13,93 |
14,11 |
В случае ленточного фундамента Ф2 принимаем шириной b=2,22 м.
Фундамент 3 (Fv= 64,56 тс)
bф , м |
2,00 |
2,20 |
2,40 |
2,60 |
2,80 |
Р, т/м2 |
19,62 |
16,81 |
14,68 |
13,03 |
11,71 |
R, т/м2 |
13,37 |
13,56 |
13,74 |
13,93 |
14,11 |
Фундамент Ф3 принимаем отдельно стоящий шириной: b=2,50 м.
Фундамент 4 (Fv= 140,76 тс)
bф , м |
2,00 |
2,20 |
2,40 |
2,60 |
2,80 |
Р, т/м2 |
15,21 |
14,14 |
13,25 |
12,50 |
11,85 |
R, т/м2 |
13,37 |
13,56 |
13,74 |
13,93 |
14,11 |
Фундамент Ф4 принимаем ленточный шириной b=2,32 м.
Фундамент Ф2 принимам отдельно стоящий, шириной b=3,47 м, т.к. в сравнении с ленточным на него придётся затратить меньшее количество бетона: b2ˑdf= (3,47)2ˑ1,58=19,025 м3 ˂ bˑlˑdf= 2,22ˑ6ˑ1,58= 21,046 м3.