4.2 Определение размеров подошвы фундамента

Фундамент №1 (N=4,10 МН, М=-0,12 МН*м, Q=0,0 МН):

столбчатый фундамент под колонну 1000х1000;

условное расчетное сопротивление несущего слоя равно: R₀ = 0,48 МПа;

площадь подошвы фундамента в первом приближении: м²;

размеры подошвы железобетонного фундамента ФБ-12 (под колонну площадью сечения 1,0х1,0 м²): м²;

расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

где γ_С1=1,25 (несущий слой – глина, I_L=0,05), γ_C2=1,0 (L/H=42/10,5=4); K=1 (прочностные характеристики грунта – φ и С – определены непосредственными испытаниями); M_γ=0,98, M_q=4,93, M_C=7,40; кН/м³;

кН/м³;

;

площадь подошвы фундамента во втором приближении: м²;

размеры подошвы железобетонного фундамента под колонну площадью сечения 1,0х1,0 м²: м²;

расчетное сопротивление грунта основания:

;

площадь подошвы фундамента в третьем приближении: м²;

размеры подошвы железобетонного фундамента ФБ-18 (под колонну площадью сечения 1,0х1,0 м²): м²;

расчетное сопротивление грунта основания:

;

проверяем давление под подошвой фундамента , , : , где , ; где

Примем окончательно размеры подошвы фундамента №1 А=5,4х5,4.

Фундамент №2 (N=0,16 МН, М=0,0025 МН*м, Q=0,0 МН):

Ленточный фундамент под кирпичную стену.

Условное расчетное сопротивление несущего слоя равно: R₀ = 0,48 МПа;

площадь подошвы фундамента в первом приближении: м;

определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле:

;

площадь подошвы фундамента во втором приближении:

м;

расчетное сопротивление грунта основания:

;

площадь подошвы фундамента в третьем приближении:

м;

расчетное сопротивление грунта основания:

.

_{Проверяем давление под подошвой фундамента .}

, где

, .

Среднее давление под подошвой фундамента превышает расчетное, требуется увеличить ширину ленточного фундамента. Примем ширину b=1,8м.

Условие выполняется, следовательно, марку фундамента подобрали верно.

Фундамент №4 (N=0,54 МН, М=0,006 МН*м, Q=0,0 МН):

Ленточный фундамент под кирпичную стену;

условное расчетное сопротивление несущего слоя равно: R₀ = 0,48 МПа;

площадь подошвы фундамента в первом приближении: м;

определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле:

;

площадь подошвы фундамента во втором приближении:

м;

расчетное сопротивление грунта основания:

;

площадь подошвы фундамента в третьем приближении:

м;

расчетное сопротивление грунта основания:

.

площадь подошвы фундамента в четвертом приближении:

м;

расчетное сопротивление грунта основания:

.

_{Проверяем давление под подошвой фундамента .}

, где

, .

Условие выполняется, следовательно, размеры фундамента подобраны верно.

Рисунок 6 – Фундаменты мелкого заложения

4.3 Расчет осадки фундамента

• Расчет ведется для фундамента №1, т.к. он наиболее нагружен;

• глубина заложения фундамента d₁ составляет 3,1 м;

• размеры подошвы фундамента: a*b=5,4*5,4 ;

-среднее давление под подошвой фундамента P_ср равно 196 КПа (19,6т/м²);

Фундамент №1 (N=4,10 МН, М=-0,12 МН*м, Q=0,0 МН),

Рисунок 7 – К расчету конечной осадки основания

Из условия h_i< 0.4b принимаем h_i<0.4*5,4=2,16 м.

1. Значение вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого слоя грунта вычисляется по формуле:

, где -вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяемое по формуле =γо*dо; γо-осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента; dо- глубина заложения подошвы фундамента.

2.Значение дополнительных (уплотняющих) вертикальных нормальных напряжений по оси фундамента σ_zpi= α_i*σ_zpi, где α_i-коэффициент, принимаемый по табл.1 прил.2 [2] в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента η=l/b и относительной глубины, равной ξ=2z/b.

η=l/b=5,4м/5,4м=1.

Напряжения от собственного веса грунта равны:

• на уровне отметки природного рельефа: МПа;

• на уровне подземных вод: МПа=4,53 т/м²;

• на уровне контакта первого и второго слоев (суглинок тугопластичный и глина полутвердая): Па=

=5 т/м²;

• на уровне подошвы фундамента: МПа. ;

• на уровне контакта второго и третьего слоев (глина полутвердая и песок мелкий): Па=10 т/м²;

Дополнительные к бытовому давлению вертикальные нормальные напряжения определяются по формуле: т/м².

Нижнюю границу сжимаемой толщи находим из условия: .

Осадку грунтового основания под фундаментом определяем как сумму осадок всех элементарных слоев, входящих в границу сжимаемой толщи:

, где β=0.8- безмерный коэффициент; -среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-м слое грунта; hi и Еi –соответственно мощность и модель деформации i-ого слоя грунта; n-число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания Нс.

l/h=1,4.

Расчет ведем в виде таблицы.

Таблица 3 – Расчет конечной осадки основания

z, м	ζ=2z/b	α	σzp, т/м2	σzpi, т/м2	σzg, т/м2	0,2*σzg, т/м2	hi, м	Ei, т/м2		Si, м
0	0	1	14,5000		5,1000	1,0200	1,2	3200
2,16	0,8	0,8	11,6000	13,0500	7,2600	1,4520	1,2	3200		0,00392
4,32	1,6	0,449	6,5105	9,0553	9,4200	1,8840	1,2	3200		0,00272
6,48	2,4	0,257	3,7265	5,1185	6,8364	1,3673	1,2	3200		0,00154
8,64	3,2	0,16	2,3200	3,0233	9,2103	1,8421	1,2	3900		0,00074
10,8	4	0,108	1,5660	1,9430	11,5841	2,3168	1,2	3900		0,00048
12,96	4,8	0,077	1,1165	1,3413	13,9579	2,7916	1,2	3900		0,00033
Σ=									0,00939

Конечная осадка основания равна: s = 0,00955 м ≈1 см. Она не должна превышать предельно допустимой осадки для данного сооружения: . Для производственного многоэтажного здания с полным железобетонным каркасом осадка равна 8 см.

Таким образом, , осадка фундамента не превышает предельно допустимой осадки по СНиП.

Фундамент ФБ-18 с размерами подошвы в плане принимаем окончательно.