4. Расчёт и проектирование фундамента на естественном основании.

Проектируем монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании под колонну, расположенную по оси А-1.

Определяем глубину заложения фундамента в соответствии с учётом трёх факторов.

Первый фактор.

Учёт глубины сезонного промерзания грунта. Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки должна быть не менее расчётной глубины промерзания, определяем по формуле (п.5.5.4. СП 22.13330.2011)

Второй фактор.

Учёт конструктивных особенностей здания. Для заданных размеров сечения металлической колонны 500х1250 мм, учитывая минимальный типоразмер высоты фундамента Нф=1,5 м, учитывая расстояние для заглубления базы колонны – траверсы, принимаем равное 700 ммот отметки 0,000, по второму фактору требуется.

Третий фактор.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на большую глубину залегает слой 2, представленный мягкопластичным суглинком (Rусл=217,96). Подстилающий слой 3 (суглинок мягкопластичный) и 4 (пески мелкой зернистости) по сжимаемости и по прочности не хуже первого слоя. В этих условиях, учитывая высокий уровень подземных вод (dw=1м), глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных условий.

С учётом всех трёх факторов, принимаем глубину заложения от поверхности планировки d=2.05 м, Нф=1,5 м. Абсолютная отметки подошвы фундамента составляет 84,8. В самой низкой точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа составляет (скв. 4) составляет

Определяем требуемое значение площадки подошвы фундамента Aтр, в первом приближении как центрально нагруженного. Пока не найдены размеры подошвы фундамента b и l, неизвестными является его вес, вес грунта на его уступы и величина расчётного сопротивления грунта основания R, которая так же зависит от неизвестной ширины b фундамента. Это вынуждает решить задачу последовательным приближением, принимая для первого приближения расчётное сопротивление несущего слоя R=Rусл (залегающего непосредственно под подошвой)

Принимаем размер фундамента в соответствии с требуемым значением площадки подошвы и назначенной глубиной заложения , а следовательно и фундамента. Площадь подошвы принятого фундамента должна удовлетворять условию

. Все условия удовлетворяет фундамент марки ФВ10-1 с характеристиками:

Размер ступеней плитной части lxbxh, мм

-Первая ступень – 3300х2700х300

-Вторая ступень – 2700х1800х300

-Третья ступень – 2100х1200х300

Площадь подошвы фундамента:

Объём бетона

Момент сопротивления площади подошвы фундамента

Приводим все нагрузки, действующие на фундамент, к центру тяжести подошвы

Определим эксцентриситет нагрузки по подошве фундамента, м.

Определяем максимальное, минимальное и среднее краевое давление на грунт под подошвой фундамента при относительном эксцентриситете по формуле:

Удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

Расчётное сопротивление грунта основания R, кПа, для принятых размеров фундамента определяем по формуле (СП 22.13330.2011 п.5.6.7)

Проверяем условие для принятых размеров фундамента:

– Условие выполняется.

– Условие выполняется.

– Условие выполняется.

Расчёт оснований по деформациям производится исходя из условий.

Осадка основания фундамента S, см, с использованием расчётной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяем методом послойного суммирования по формуле:

Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта σzg, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента.

Определяем составляющие формулы для определения осадки основания фундамента на уровне подошвы:

Определяем составляющие формулы для определения осадки основания фундамента на глубине hi от уровня подошвы фундамента

Номер слоя	h (м)	ξ	α	σzp,0 = PII,mt	σzy,0 = σzg,0	σzy,0 = σzg,0	0.5σzg,1	Ei, кПа
0	0	0	1	189.67	28.75	28.75	14.38	13000
1	0,54	0,4	0,97	183.98	34	27.89	17	13000
2	1,08	0,8	0,85	161.22	39.24	24.43	19.62	13000
3	1,62	1,2	0,68	128.98	44.49	19.55	22.25	13000
4	2,16	1,6	0,53	100.53	49.74	15.24	24.87	13000
5	2,7	2	0,41	77.77	54.99	11.79	27.5	9000
6	3,24	2,4	0,33	62.59	60.23	9.49	30.12	9000
7	3,78	2,8	0,26	49.32	65.48	7.48	32.74	9000
8	4,32	3,2	0,21	39.83	70.73	6.04	35.36	23000
9	4,86	3,6	0,17	32.25	75.98	4.89	37.99	23000

На глубине от подошвы фундамента выполняется условие:

(п.5.6.41 СП 22.13330.2011)

Поэтому послойное суммирование деформации основания производим в пределах от подошвы фундамента до глубины сжимаемой толщи (ГСТ).

Определим осадку фундамента:

Условие выполняется