5. Расчет отдельно стоящих столбчатых фундаментов мелкого заложения под железобетонные колонны

Вариант применения фундамента мелкого заложения практически возможен в том случае, когда в верхних слоях (глубиной до 3 м) залегают грунты, обладающие достаточной несущей способностью (R₀ не менее 130 кПа). В целях приобретения практики расчета фундаментов мелкого заложения, при наличии в верхних слоях слабых грунтов (рыхлые пески, глинистые грунты в тягучепластичном состоянии) по согласованию с консультантом следует этот ИГЭ заменить на другой слой из этого же задания, но обладающий лучшими строительными качествами или провести искусственное изменение физико-механических свойств грунтов основания.

Расчёт включает в себя:

1. выбор глубины заложения фундамента;

1. назначение предварительных размеров фундамента;

1. вычисление осадок основания, сравнение их с предельными значениями;

1. проверка достаточности размеров фундамента из расчёта на продавливание и раскалывание;

1. расчёт требуемой арматуры по подошве и подколонника фундамента.

5.1. Определение высоты фундамента

Высота фундамента принимается, исходя из условий: а) жесткой заделки колонны в фундамент и б) глубины заложения фундамента.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента исчисляется от уровня планировки или пола подвала до подошвы фундамента и определяется с учетом:

• назначения и конструктивных особенностей здания (наличие подвалов, подземных коммуникаций и т.д.);

• геологических и гидрогеологических условий площадки строительства;

• глубины сезонного промерзания грунтов.

1. Влияние конструктивных особенностей здания.

Для безподвальных зданий глубина заложения фундамента зависит от его высоты.

Минимальная высота железобетонного монолитного фундамента под железобетонные колонны для одно- и многоэтажных каркасных зданий (серия 1.412.1-6), принятая из условия надежного защемления фундамента в грунте, равна H_f = 1,5 м, а глубина заложения – 1,65 м.

В зданиях с подвалами подошва фундамента заглубляется ниже отметки его пола не менее 0,5 м.

Верхний обрез фундаментов под металлические колонны устраивается на глубине 0,7 м или 1,0 м от уровня пола для устройства базы колонны. Высота фундамента под металлические колонны зависит от длины анкерных болтов, определяемых расчетом, и минимальное значение принимается равным 1,0 м. Поэтому конструктивно подошва фундамента от уровня пола 1-го этажа или подвала должна находиться на глубине либо 1,7 м, либо 2,0 м.

Определение глубины заложения фундамента от его минимальной высоты можно выполнять по схемам, приведенным на рис. 3.

1. Влияние инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки.

При этом необходимо учитывать сжимаемость грунтов, характер напластования слоев, положение уровня грунтовых (подземных) вод.

При выборе глубины заложения фундаментов в качестве несущего слоя использовать грунты с модулем деформации не менее 10  20 МПа для зданий с нагрузками на отдельные фундаменты 2000  4000 кН, с модулем деформации 5  10 МПа – для зданий с меньшими нагрузками.

Предусматривается заглубление фундамента в несущий слой не менее 0,3 м и при этом подошва фундамента должна располагаться выше уровня подземных вод.

1. В

   а) б) в) г)

   

   Рис. 3. Схемы для определения глубины заложения фундамента из его минимальной высоты [7]:

   а) фундаменты под металлические колонны; б) фундаменты под сборные железобетонные колонны; в) железобетонные ленточные фундаменты; г) сборные железобетонные фундаменты под трёхшарнирные рамы

   лияние глубины сезонного промерзания грунтов.

Глубина заложения подошвы фундамента d принимается с учётом расчетной глубины промерзания грунта d_f и глубины расположения уровня подземных вод d_w согласно табл. 3 настоящих методических указаний.

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта d_f определяется по формуле

d_f = k_nd_fn, (7)

где k_n – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимается по табл. 1 [20]; d_fn – нормативная глубина промерзания грунта, определяется по указаниям пп. 2.26 и 2.27 [20] или по схематической карте с. 92 [1] или с. 104 [3], для песков и супесей значения d_fn, найденные по карте, следует умножать на коэффициент 1,2.

Таблица 3

Глубина заложения фундаментов по условиям морозного пучения грунтов

Расположение, df и dw	Грунты под подошвой фундаментов	Положение d по отношению к df
Любое расположение dw	Скальные, крупнообломочные, пески гравелистые крупной и средней крупности	Не зависит от df
	Пески мелкие, пылеватые и глинистые грунты (супеси, суглинки, глины). Независимо от показателя консистенции JL	d  df
	Пески мелкие и пылеватые, супеси с JL < 0	Не зависит от df
	Суглинки и глины с JL  0,25	d  df
	Суглинки и глины с JL < 0,25	d  0,5df