5. Проектирование фундаментов на естественном основании.

   1. Определение глубины заложения и размеров подошвы фундамента.

Нормативную глубину промерзания грунта, если она менее 2,5 м, определяется по формуле

d_fn = d₀ , (5.1)

где М_t - коэф-т, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных температур за зиму в данном районе М_t=26

- d₀ глубина промерзания в см, зависящая от вида грунта, для супесей d₀=28см

d_fn = 28√26=143 (см),

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле

d_f= d_fn *K_h, (5.2)

где - K_h коэф-т, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов стен и колонн, принимаемый по т. 4.5 методических указаний, K_h=0.6

d_f= 1,43*0.6=0,86 (м),

С учётом невозможности заложения фундамента в 1-м слое (супеси), принимаем глубину заложения фундамента в 2,3 м от поверхности земли.

Проектируем фундамент стаканного типа под колонну по оси 2А, сечением 500х400мм, по оси 2Б, сечением 500х400мм, производственного, одноэтажного здания, с полным ж/б каркасом. Приняв глубину заложения фундамента в 2,3 м от поверхности земли, основанием для фундамента будет служить суглинок тугопластичный.

Предварительную площадь подошвы фундамента под колонну по оси 2А определяем по формуле:

A = N_0II / (R₀ – γ_срd₁), (5.3)

где N_0II – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента N_0II=850 кН

R₀ – расчетное сопротивление грунта основания, R₀=196 кПа

γ_ср – средний удельный вес грунта и материала фундамента(железобетон), принимаемый равным 20 кН/м³

d₁ – глубина заложения фундамента от планировочной отметки, d₁=2.3м

A_2A = 850/(196-20*2.3) = 5.67 м²

Принимаем прямоугольный фундамент, так как проектируем фундамент под колонну 500х400мм. Для прямоугольного фундамента ширина фундамента определяется по формуле:

b = √(A/η) (5.4)

где η – коэффициент соотношения сторон, η=l/b

η = 500/400 = 1.25

b_2А = √(5,67/1.25)= 2,13(м)

Предварительную площадь подошвы фундамента под колонну по оси 2Б

A_2Б = 1300/(196-20*2.3) = 8,67 ≈ 8,70 м²

Принимаем прямоугольный фундамент под колонну 500х400мм.

b_2Б =√(8.7/1.25) = 2,64(м)

2. Определение расчетного сопротивления грунта основания по прочностным характеристикам грунта основания.

Расчетное сопротивление грунта основания определяют по формуле

R=((γ_с1*γ_с2)/k)[M_yk_zbγ_II+M_qd₁γ^’_II+(M_q - 1)d_b γ^’_II + M_cc_II] (5.5)

где γ_c1, γ_c2 – коэф-ты условий работы, принимаемые по т. 4.6 методических указаний, γ_c1=1.20, γ_c2=1.0

k - коэф-т надежности по грунту, k=1.0

М_y, М_q, М_c – коэф-ты, зависящие от угла внутреннего трения φ_II, принимаемые по т. 4.7 методических указаний,

- для угла внутреннего трения φ_II =17,33 определяем коэф-ты интерполяцией М_y = 0,395, М_q=2,58, М_c=5,15

k_z – коэф-т, при b<10м k_z=1.0

b – ширина подошвы фундамента, b_2А = 2.13(м), b_2Б = 2,64(м)

γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0.5b, γ_II=18,03 кН/м³

γ^'_II – то же, залегающих выше подошвы в пределах глубины d₁=2,3 м

γ^'_II определяется по формуле

γ^'_II = (5.6)

γ^'_II = (16,76*1,8)/1,8=16,76 (кН/м³)

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, С_II=18,25 кПа

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки

R_2А= ((1,2*1)/1)*(0,395*1*2,13*18,03+2,58*2,3*16,76+5,15*18,25) = 1,2*(15,17+99,45+93,99)=250,3 кПа.

R_2Б= ((1,2*1)/1)*(0,395*1*2,64*18,03+2,58*2,3*16,76+5,15*18,25) = 1,2*(18,80+99,45+93,99)=254,7 кПа.

После определения расчетного сопротивления грунта R уточняем размеры подошв фундаментов.

Фундамент по оси 2А.

A_2A = 850/(250,3-20*2.3) = 4,16 м²

При внецентренной нагрузке (действие момента) площадь подошвы фундамента увеличивается на 10-20%. Тогда площадь подошвы A_2A = 4,16*1,11 = 4,58 м²

b_2А = √(4,58/1.25)= 1,91≈1,9(м)

Принимаем ширину фундамента b_2А=1,9 м, l_2А=2.4 м, площадь подошвы A_2A =4,56 м²

Фундамент по оси 2Б.

A_2Б = 1300/(254,7-20*2.3) = 6,36 м²

b_2Б = √(6,36/1.25)= 2,26(м)

Принимаем ширину фундамента b_2Б=2,3 м, l_2Б=2.8 м, площадь подошвы A_2Б =6,44 м²

Фундамент на естественном основании по оси 2А (Рис. 5.2.1)

Фундамент на естественном основании по оси 2Б (Рис. 5.2.2)