3 Расчет и конструирование фундаментов по выбранным вариантам

3.1 Расчёт фундаментов мелкого заложения

3.1.1 Определение глубины заложения фундаментов.

Здание имеет подвал глубиной 3 м, следовательно, в любом случае подошва фундамента будет ниже глубины промерзания, т.к. для г. Глубокое по карте нормативных глубин сезонного промерзания d_fn=0,9 м, для песка мелкого d_fnx1,2=0,9х1,2=1,08 м. Назначаем глубину заложения фундамента в зависимости от конструктивных особенностей здания.

Для сечения 1 – 1, часть здания с подвалом, принимаем глубину заложения. Планировочная отметка DL= -0,75 м, тогда получаем отметку чистого пола 97,45 м, отметка пола подвала 97,45–3,0=94,45 м, отметка подошвы фундамента 94,45–0,15–0,45=93,85 м.Таким образом d=96,7–93,85=2,85 м.

Рисунок 3.1– Для определения глубины заложения в сечении 1–1

Для сечения 2 – 2, часть здания с подвалом, принимаем глубину заложения в соответствии с конструктивными особенностями фундамента: высота стакана – 0,9 м, высота ступени – 0,3 м. Планировочная отметка DL= -0,75 м, тогда получаем отметку чистого пола 97,45 м, отметка пола подвала 97,45–3,0=94,45 м, отметка подошвы фундамента 94,45–0,15–0,9-0,3=93,1 м.Таким образом d=96,7–93,1=3,6 м. Тогда ниже пола подвала остается слой грунта малой толщины: 93,1-92,4=0,7 м, необходимо переместить подошву фундамента в грунт расположенный ниже данного на 0,2 м. Получим d=96.7-92.4+0.2=4.5 м. Необходим фундамент высотой h_f=4,5-0,15-2,25=2,1 м. Принимаем типовой монолитный фундамент под колонну 0,4x0,4 м высотой h_f=2,4 м. Получаем d=4,5+(2,4-2,1)=4,8 м.

Рисунок 3.2– Для определения глубины заложения в сечении 2–2

3.2 Определение размеров фундаментов мелкого заложения.

3.2.1Определение размеров фундамента стаканного типа

В данном пункте будет рассчитываться стаканный фундамент высотой 2,4 м, при этом высота подколонника–1,8 м, высота ступеней–0,3м.

Рисунок 3,3–Расчетная схема фундамента стаканного типа

Определим площадь подошвы фундамента под колонну в плане по формуле

; (12)

Ширина квадратного фундамента равна:

.

Уточняем расчетное сопротивление грунта по формуле (13)

(13)

где _С1 и _С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16, [1].

k – коэффициент, принимаемый: k=1,1 – т.к. они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; b – ширина подошвы фундамента, м;

_II и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

М_, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;[1]

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cf_сf/ , м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

Уточняем значения b₁ при R₁=535,88 кПа:

,

принимаем b₁= 2,1 м.

Определяем R₂ при b₁=2,1 м:

Найдем эксцентриситет при b=2,1 м:

Так как е=0,008м< =0,0.07м, то размеры подошвы фундамента необходимо проверить по условию: Р_срR.

В практических расчетах, усредняя вес грунта и вес фундамента, давление определяют по формуле 13

, (14)

где _ср=20 кН/м³ – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

Р_ср=495,47 кПа  R =532,09 кПа

Условие выполняется, следователь ширина подошвы фундамента определена верно b=2.1 м.