4.5. Выбор глубины заложения фундаментов. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения при центральном приложении нагрузки

Выбор глубины заложения фундаментов.

Факторы влияющие на глубину заложения:

1. Инженерно-геологическое строение участка.

Не могут служить основанием фундаментов: почвенно-растительный слой, насыпные грунты, культурный слой, нельзя непосредственно опирать фундамент на рыхлые пески, водонасыщенные глинистые грунты, на органоминеральные грунты (заторфированные, заилованные).

Минимальная глубина заложения подошвы фундамента составляет 0,5 м как от поверхности грунта, так и от поло подвала; не меньше чем слой грунта, который не может быть основанием.

2. Гидрогеологические условия площадки (подземные воды)

Фундамент должен располагаться выше уровня подземных вод на 20-30 см.

3. Климатические условия (глубина промерзания) Определяется по СНиП. Для Воронежа 1,1-1,3 м.

d_f = d_fn * k_h – глубина промерзания грунта

k_h – коэффициент учета теплового режима здания

d_fn – глубина промерзания грунта, которая возможна на открытой площадке полностью освобожденной от снега. Определяется 3 способами:

• , Mt – коэффициент численно равные сумме отрицательных температур за холодный период.

do = 0,23 м – (условная величина) для суглинков и глин, do = 0,28 м, для супесей и песков мелких и пылеватых, do = 0,3 м для остальных.

• данные многолетних наблюдений

• по карте изолиний глубин промерзания грунта (в СП или пособии к СНиП 2.02.01)

4. Глубина заложения фундаментов в соседних зданиях. (лучше на 1 отметке)

5. Глубина ввода коммуникаций.

Определение размеров подошвы:

Требование: 1) Ширину подошвы фундаментов мелкого заложения при центральном приложении нагрузки определяем из условия

,

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

2) S ≤ S_U

N – продольная сила;

G – собственный вес фундамента;

Q – вес грунта на обрезе фундамента;

А – площадь фундамента. Для ленточного фундамента .

Для столбчатого квадратного

Для столбчатого прямоугольного

G и Q зависят от b, и поэтому для ленточного фундамента заменяем:

Для ленточного фундамента:

Для столбчатого квадратного:

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

d – глубина заложения фундамента

- коэффициенты условия работы, зависят от типа грунта и соотношения высоты и длины здания.

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  = M_γ = 1,06, M_q = 5,25, M_c = 7,67

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, если подвала нет = 0..

В случае центрального нагружения =0.

Порядок расчета: 1 вариант. Приравниваем R=P и решаем уравнение: На первом этапе R=Ro. Далее делаем необходимое количество приближений (2-3).

Приравниваем и решаем квадратное и кубическое уравнение.

2 вариант. Графоаналитический способ. Строятся графики функций R и P в координатах R(P) и b, находится место их пересечения. Получаем требуемую ширину фундамента. Округляем в большую сторону до типового размера.

Проверим давление под подошвой фундамента при выбранных фундаментной плите и фундаментных блоках с учетом центрального нагружения.

Собственный вес фундамента