3.2.Определение размеров подошвы фундамента

В первом приближении площадь подошвы фундамента равна:

= ,

Где N_ll – сумма всех вертикальных нагрузок в обрезе фундамента для расчетов по II группе предельных состояний, кН;

R_o – табличное значение расчетного сопротивления грунта (262,5 кПа);

- среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах; принимаемое в инженерных расчетах равным 20 кН/м³;

d - принятая глубина заложения фундамента (1,5 м).

Задаваясь

Тогда

Находим нагрузки в подошве фундамента и эксцентриситеты относительно точки О с учетом веса фундамента:

Для первого сочетания нагрузок

ΣN_II,1 = 553,1+614+238=1405 кН;

ΣМ_II,1 = 71,7+33,5×1,5+614(0,51+1,0)0,5=586 кН×м

е₁=0,417 м, ε₁= =0,139.

Для второго сочетания нагрузок

ΣN_II,2=940,4+614+238=1792 кН;

ΣМ_II,2=-621,9-67,4×1,5+614(0,51+1,0)0,5=-259 кН×м;

е₂ = -0,145 м, ε₂= = -0,048.

Р

асчетное сопротивление вычисляем при коэффициентах γ_с1=1,25, γ_с2=1,0 для супеси с I_L<0 и здания с гибкой конструктивной схемой. Коэффициент к=1, так как прочностные характеристики определены инженерно-геологическими изысканиями; при φ_II=23º; М_γ=0,69, M_g=3,65, M_c=6,24. Одновременно принимаем d_b=0 и d₁=d=1,5м для бесподвальных помещений.

Тогда

Где - коэффициенты условий работы по СНиП 2.02.01-83*;

К - коэффициент, К= 1, если прочностные характеристики грунта (C и f) приняты по таблицам СНиП или региональных нормативов;

M_g, M_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83' в зависимости от угла внутреннего трения φ_ll;

К_z - коэффициент; при b < 10 м К_z=1;

b - ширина подошвы фундамента, м;

- усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м³;

- то же, залегающих выше подошвы;

С_ll - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

Среднее давление под подошвой фундамента:

• для первого сочетания:

• для второго сочетания:

Максимальное краевое давление:

• для первого сочетания

• для второго сочетания

Проверяем условия

p_ll1=195<R=381 кПа; p_llmax1=358<1.2R=457 кПа;

p_ll2=249<R=381 кПа; p_llmax2=321<1.2R=457 кПа.

Уменьшаем длину подошвы l=2,7 м.

Тогда,

Для первого сочетания нагрузок

ΣN_II,1 = 553,1+614+214=1381 кН;

е₁=0,424 м, ε₁= =0,157.

Для второго сочетания нагрузок

ΣN_II,2=940,4+614+214=1768 кН;

е₂ = -0,147 м, ε₂= = -0,054.

Среднее давление под подошвой фундамента:

• для первого сочетания:

• для второго сочетания:

Максимальное краевое давление:

• для первого сочетания

• для второго сочетания

Проверяем условия

p_ll1=213<R=381 кПа; p_llmax1=414<1.2R=457 кПа;

p_ll2=273<R=381 кПа; p_llmax2=362<1.2R=457 кПа.

Таким образом, окончательно принимаем размер l=2,7 м и b=2,4 м.

Для расчета осадки принимаем p=max(213;273)=273 кПа.

3.3.Расчет осадки основания фундамента

Сначала разбиваем основание ниже подошвы фундамента на элементар­ные слои h = 0,4b = 0,4×2,4 = 0,96 м.

Находим вертикальное напряжение от собственного ве­са фунта на уровне подошвы фундамента

σ_zg,0=γ^΄_IId =18,2×1,5=27 кПа.

Аналогично находим значения σ_zg на различных глубинах.

Осадку основания с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства определяют от действия вертикальных дополнительных напряжений в грунте:

Где α - коэффициент, принимаемый по СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон η=l/b=2,7/2,4=1,125, и относительной глубины расположения слоя ζ=2z/b=2×0/2,4=0;

p - среднее давление под подошвой фундамента, кПа.

К расчёту осадки основания фундамента Таблица 2.2.

z, см	ζ	η	α	σzg, кПа	0,2σzg, кПа	σzp, кПа	σzpi, кПа	h, см	E, кПа
0 96 192 288 384 480 576	0,0 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8	1,125	1,000 0,815 0,475 0,278 0,176 0,120 0,086	27 45 62 79 97 114 132	5 9 12 16 19 23 26	246 200 117 68 43 30 21	223 159 93 56 37 26	96 96 96 96 96 96	19∙103 19∙103 19∙103 19∙103 19∙103 19∙103

Поскольку b<10м и E>5МПа, то выделяем нижнюю границу сжимаемой толщи на глубине H_c=576 см, где соблюдается условие 0,2σ_zg=0,2∙132=2 > σ_zp=21 кПа.

Используя данные табл.2.2 вычисляем осадку основа­ния фундамента:

=

Где - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя, кПа;

h_i и E_i - соответственно толщина, м, и модуль деформации, кПа, i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которое разбито основание в пределах сжимаемой толщи.

Для производственных одноэтажных зданий с полным железобетонным каркасом максимальная предельная осадка S_u=8см.

Рас­четная осадка S=2,4 см < S_u=8 см.

Условие расчета основания фундамента по второй группе предельных состояний соблюдается.