6.3. Проверка несущей способности фундамента

Проверка несущей способности оснований производится по уточненным размерам фундамента и нормативным усилиям на уровне подошвы фундамента.

Продольная сила на уровне подошвы фундамента

Ninf = N + Admt,,

(6.4)

где N – значение продольного усилия в колонне на уровне верхнего обреза фундамента с коэффициентом надежности по нагрузке _f = 1,0;

d - глубина заложения фундамента;

_m – средний объемный вес фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м³;

Расчетное сопротивление грунта на глубине d при конкретной ширине фундамента b:

при d  2 м

R=R0[1 + k1(b - b0)/b0](d + d0)/2d0;

(6.5)

при d  2 м

R=R0[1 + k1(b - b0)/b0] +  k2 (d - d0),

(6.6)

где R ₀ – расчетное давление грунта, фиксированное для фундаментов шириной 1 м на глубине 2 м, принимаемое по результатам инженерно-геологических изысканий площадки строительства или по указаниям норм;

b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м; b₀ = 1м; d₀ = 2 м;  - нагрузка от 1м³ грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³; k₁ = 0,125 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; k₁ = 0,05 – то же, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами; k₂ = 0,25 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; k₂ = 0,2 – то же, супесями и суглинками; k₂ = 1,15 – то же, глинами.

Напряжения под подошвой фундамента определяют по формуле

(6.7)

Если условие выполняется, то размеры подошвы фундамента оставляют без изменения, если нет, то размеры подошвы фундамента увеличивают. Недопустим также большой запас несущей способности.

Расчет на продавливание плитной части центрально нагруженных железобетонных фундаментов с квадратной подошвой производится в предположении, что продавливание происходит от расчетных нагрузок при γ_f ≥ 1 по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 45º

(6.8)

где F – величина продавливающей силы принимаемая равной F =N - A₁ p, здесь А₁ – площадь основания пирамиды продавливания

	(6.9)
где hc, bc - размеры поперечного сечения колонны; h0 - рабочая высота фундамента h0= h – a,

где a – расстояние от низа подошвы плиты до центра арматуры фундамента, принимаемое равным 50…80 мм в зависимости от наличия или отсутствия подготовки.

u_m - среднее арифметическое между параметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах рабочей высоты фундамента.

(6.10)

6.4. Определение армирования подошвы фундамента

Фундамента под действием реактивного давления грунта снизу работает подобно изгибаемым консолям. Армирование фундамента по подошве определяют расчетом на изгиб по нормальным сечениям, проходящим по боковым граням ступеней и колонне. Значение расчетных изгибающих моментов в этих сечениях определяют по формулам:

по грани колонны

;

(6.11)

по грани i - ой ступени

,

(6.12)

l, l_i - длина нижней и i - ой ступени фундамента.

Площадь арматуры определяют в следующей последовательности. Вычисляют коэффициент _m

(6.13)

где b_i – ширина сжатой зоны (в верхней части) рассматриваемого сечения;

h_0i – рабочая высота рассматриваемого сечения;

γ_b1 = 0,9 – коэффициент условий работы для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным сопротивлениям R_b и R_bt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки.

Требуемую площадь сечения растянутой арматуры определяем по формуле

(6.14)

Примеры армирования подошвы фундамента приведены на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Армирование подошвы фундамента сварными сетками:

а – при b  3м; б – при b  3 м; 1 – нижние сетки; 2 – верхние сетки.

В случае применения вязаных сеток их делают на всю ширину фундамента в независимости от размеров подошвы.