5.2. Определение размеров подошвы фундамента

При определении предварительных размеров подошвы фундамент принимают абсолютно жёстким, а реактивное давление грунта под его подошвой – распределенным по линейному закону.

Площадь подошвы фундамента A_f подбирают так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало условного расчетного сопротивления грунтов R₀ по формуле

, (18)

где N_0,ser – продольное усилие, передаваемое колонной, приложенное к фундаменту в уровне его обреза, при коэффициенте надежности ; d – глубина заложения фундамента; _mt – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах (принимается  20 кН/м³).

Затем определяются стороны подошвы фундамента:

– для фундаментов с квадратной подошвой;

; b_f = l_f u – для фундаментов с прямоугольной подошвой,

где b_f – ширина подошвы фундамента; l_f – длина подошвы фундамента; u = 0,6  0,85.

После этого уточняется расчетное сопротивление грунта в соответствии с [20] по формуле

, кПа, (19)

где _с1 и _с2 – коэффициенты условий работы, принимаются по табл. 3 [20] или табл. 5.3 [3] в зависимости от наименования грунта и его состояния, а также от конструктивной особенности здания; k – коэффициент, принимаемый равным k = 1,0, если прочностные характеристики грунта ( и c_II) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого прил. [20]; М_, М_q, М_с – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения  несущего слоя грунта, принимаются по табл. 4 [20] или табл. 5.4 [3]; b_f – ширина подошвы фундамента; k_z – коэффициент, принимаемый равным: при b_f < 10 м – k_z = 1,0, при b_f > 10 м – (здесь z₀ = 8 м); – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³ (тс/м³); _II – то же, ниже подошвы фундамента; с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м²); d₁ – глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала (рис. 4), определяется по формуле

, м, (20)

г

а) б)

Рис. 4. Схемы для определения глубины заложения фундамента:

а) для зданий без подвала; б) с подвалом

де h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; h_cf – толщина конструкции пола подвала, м; _cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³ (тс/м³), _cf  22  24 кН/м³; d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до уровня пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В  20 м и глубиной свыше 2 м принимается d_b = 2 м, при ширине подвала В > 20 м – d_b = 0).

Затем проверяется условие

P  R, (21)

где ; ; .

Если правая и левая части неравенства (21) отличаются друг от друга более чем на 5 %, необходимо уточнить размеры подошвы фундамента.

Уточнение производится следующим образом. Сначала по формуле (18) вычисляется новое значение площади подошвы A_f с заменой R₀ на R. После этого уточняются стороны подошвы фундамента l_f и b_f.

Затем по формуле (19) вычисляется новое значение R и так до выполнения условия  0,05.

Для внецентренно нагруженных фундаментов следует проверить условия: P_max  1,2R и P_min  0.

Полученные из расчета размеры подошвы округляются кратно 0,3 м в большую сторону. Окончательные размеры подошвы фундамента устанавливаются после расчета основания по деформациям (осадки).