7. Определение формы и размеров подошвы фундамента в плане.

Определение площади подошвы и размеров уступов фундаментов.

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров фундаментной части опоры на величину с=0,15÷0,30 м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ.

Минимальная площадь подошвы фундамента

,

Минимальная площадь подошвы фундамента определяется исходя из нормированного условия обеспечения жесткости фундамента. Оно заключается в том, что линия уступов или наклон граней фундамента, как правило, не должны отклоняться от вертикали на угол α более 30⁰ .

Отсюда:

С учетом того, что 0,577, получим

,

где - высота фундамента (расстояние от обреза фундамента до его подошвы);

и - ширина и длина надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента.

Требуемая площадь подошвы фундамента в первом приближении может быть определена по формуле

,

,

где - расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах), мН;

R₀ – расчетное сопротивление грунта основания, МПа, определяется для слоя грунта, находящегося под подошвой фундамента, по таблицам 7.1.1 ÷ 7.1.3;

- средний удельный вес кладки фундамента и грунта на его уступах, в работе можно принять ;

- коэффициент надежности временной подвижной нагрузки;

η – коэффициент, учитывающий действие момента, η=1,2;

- удельный вес воды, =10кН/м³;

- расстояние от уровня подземных вод или уровня меженных вод до подошвы фундамента.

В формуле следует учитывать если подошва фундамента расположена в водопроницаемом слое, при расположении подошвы фундамента в водонепроницаемом слое =0. Водонепроницаемыми грунтами следует считать суглинки и глины при ≤ 0,25.

Если полученная площадь ‹ , за расчетную площадь принимается по формуле, т. е. фундамент устраивается с вертикальными гранями без уступов.

Если › › , необходимо развитие площади до требуемой за счет уширения вдоль оси моста, либо вдоль и поперек оси моста.

При › необходимо увеличивать глубину заложения фундамента до удовлетворения условия ≤ .

Уширение фундамента может быть обеспечено путем устройства уступов. Высота уступа фундамента принимается равной 0,7÷2 м, а ширина обычно – не более 0,5 . При этом отношение ширины уступа к его высоте не должно превышать 0,577.

Форма подошвы фундамента назначается в зависимости от конфигурации возводимой надземной конструкции, а также величины и характера действующих нагрузок. Она может быть:

круглой, кольцевой, многоугольной – под дымовые трубы, водонапорные и силосные башни;

квадратной, прямоугольной – под колонны, столбы;

ленточной – под стены.

При центральном загружении:

квадратного - (7.1)

ленточного – (7.2)

При внецентренном загружении:

круглого – D = (7.3)

прямоугольного - (7.4)

l = b (7.5)

где η=l/b - соотношение сторон подошвы фундамента назначается в пределах 1.1 ÷ 5.0 в зависимости от величины момента и проверяется по формуле:

(7.6)

где W_x = b · l²/6 , м³ – момент сопротивления подошвы;

e_x = M_x / N – эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м ;

l – размер подошвы фундамента в направлении действия момента.

Если P_min / P_max 0.25 – форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента трапециевидная и расчет закончен. В противном случае необходимо изменить соотношение сторон фундамента “η” и произвести повторный расчет.