2. Расчет фундаментов мелкого заложения

2.1. Выбор глубины заложения фундаментов

Глубину заложения фундаментов назначаем с учётом возможности пучения грунтов при промерзании, конструктивных особенностях здания и жёсткости материала фундаментов.

Для учёта возможности пучения грунтов при промерзании определяем расчётную глубину промерзания по формуле: , где

- нормативная глубина промерзания, определяется по карте нормативных глубин промерзания

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания

Для стены 2 и 4 с подвалом при t = 10^o C

Для стены 1 и 3 без подвала при t = 20^o C

Для г. Воронежа d_fn = 1,3 м.

Для стены 2 и 4 с подвалом d_f = 1,3х0,6 = 0,78 м.

Для стены 1 и 3 без подвала d_f = 1,3х0,7 = 0,91 м.

Заложение фундамента должно быть не менее глубины промерзания грунта.

Составляем расчётную схему выбора глубины заложения фундамента.

2.2. Определение размеров подошвы фундаментов

Ширину подошвы фундаментов мелкого заложения при центральном приложении нагрузки определяем из условия

,

где P - среднее давление под подошвой грунта, R – расчетное сопротивление грунтов основания.

N – продольная сила;

G – собственный вес фундамента;

Q – вес грунта на обрезе фундамента;

А – площадь фундамента. Для ленточного фундамента .

- осредненный удельный вес фундамента и грунта на его обрезах, принимаемый равным 20 кН/м³.

d – глубина заложения фундамента

- коэффициенты условия работы, зависит от типа грунта.

=1,2 ; =1,092

k – коэффициент принимаемый k=1, если прочностные характеристики грунта  и С определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по табл. СНиП. В нашем случае k=1,1.

, , - коэффициенты, являющиеся функцией расчетного значения угла внутреннего трения [1(табл. 3.5)]

При  = 21; M_γ =0,56 , M_q =3,24 , M_c =5,84

k_z – коэффициент, принимаемый при - k_z=1, b – ширина подошвы фундамента. В нашем случае k_z = 1.

d₁ – глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола до подвала, определяемая по формуле:

, где

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf – толщина конструкции пола подвала;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

- осредненное (по слоям) расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

- тоже, залегающих выше подошвы фундамента;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d_b – глубина подвала.

В случае центрального нагружения =0.

Сечение 1-1 (наружная стена, без подвала)

Нагрузка от здания на уровне пола первого этажа N = 85 кН/м. Определим ширину подошвы фундамента графоаналитическим методом.

Давление под подошвой фундамента

=85/1+20×1,3=111кПА

Усредненное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента

18×2,4+17,9×2+19,4×3,5+18,7×3,9+18,7×1,6/2,4+2+3,5+3,9+1,6=

= 18,6 ^кН/_м³

Расчетное сопротивление грунта основания

P=111Кпа

R=169,1Кпа

b, м	0,6	0,8	1,0	1,2	1,7	1,9	2,3
P, кПа	167,6	132,25	111	96,83	76	70,73	62,95
R, кПа	164,93	167,01	169,1	171,18	176,38	178,469	182,63

Из графика следует,требуемая ширина подошвы b=0,68, принимаем ширину подошвы фундамента b = 0,8м.

Принимаем по ГОСТ 13580-85 фундаментную плиту ФЛ 8.24 массой 1,4 т =14кН

и фундаментные блоки ФБС24.5.6-Т массой1,63 т=16,3Кн,(два стеновых блока и плита,и шов 20мм).

Проверим давление под подошвой фундамента при выбранных фундаментной плите и фундаментных блоках.

Собственный вес конструкции фундамента ,приведённый к 1 м;

=14+2×16,3/2,38=19,57кН

Вес грунта на обрезах фундамента;

Q = γ’_II(b – b₀)(d – h)=17,1(0,7-0,5)(1,46-0,8)=2,25кН

b₀ – толщина фундаментных блоков; d – глубина заложения подошвы фундамента; h- толщина фундаментной плиты.

Среднее давление под подошвой фундамента:

(85+19,57+2,25)/1×0,8=133,525Кпа

133,525 кПа

P = 133,525 кПа < R = 169,1 кПа.

Условие выполнено, принятая ширина подошвы фундамента b =0,8м достаточна.

Сечение 2-2 (внутренняя стена подвалa)

Нагрузка от здания на уровне пола первого этажа N = 113 кН/м.

Давление под подошвой фундамента

= 113/1+20 ×2,6=165кПА ;

Усредненное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента

18,7 ^кН/_м³

Расчетное сопротивление грунта основания

Р=165кПА

R=349,65кПА

b, м	0,6	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0
P, кПа	240,3	193,25	177,55	165	146,1	132,7	122,6	108,5
R, кПа	344,67	347,16	348,40	349,65	352,14	354,63	357,12	362,1

Из графика следует,требуемая ширина подошвы b=0,6 принимаем ширину подошвы фундамента b = 0,6 м.

Принимаем по ГОСТ 13580-85 фундаментную плиту ФЛ 8.24 массой 1,0 т =10кН

и фундаментные блоки ФБС24.3.6-Т массой 0,97 т=9,7Кн(одна плита и четыре блока и шов 20мм).

Проверим давление под подошвой фундамента при выбранных фундаментной плите и фундаментных блоках.

=10+4×9,7/2,38=20,5

Среднее давление под подошвой фундамента:

P =222,5 кПа < R = 349,65 кПа.

Условие выполнено, принятая ширина подошвы фундамента b =0,6 м достаточна.