3.2. Определение размеров подошвы фундамента.

Для предварительного определения размеров подошвы фундамента находим величину условного расчётного сопротивления грунта основания R₀ по табл.2 Приложения 3 [1]. R₀=250кПа.

где N_II=4100 кН – нагрузка на фундамент,

R₀=100 кПа (при е=0,63 S_r=0.72),

- отношение сторон подошвы фундамента,

- осредненный удельный вес фундамента и грунта.

Расчетное сопротивление грунта при b=4,53 м.:

,

где =1,1; =1.0088;

k=1;

=0,98; =4,93; =7,40;

=1; =0;

=19,306кН/м³; ;

d₁=2,2 м.

Уточняем

Так как имеем значительное расхождение величины в с предыдущим значением, то вновь определяем R при в=3,29 м.

,

.

Два последних значения в близки между собой и поэтому принимаем ближайший размер в, кратный 300 мм. в=3.9 м; А=15.21;

Среднее давление под подошвой фундамента от расчетных вертикальных усилий:

Краевые давления под подошвой фундамента:

где - момент сопротивления подошвы фундамента.

Условия выполняются, принимаем фундамент с размерами подошвы 3,9х3,9 , W=9,886 м³.

Проверка по слабому подстилающему слою не выполняется, так как Слой 2 (супесь) находится в твердом состоянии с модулем деформации Е=14,28 мПа и является надежным основанием.

3.3. Конструирование фундамента.

Для начала примем 1ую ступень:

Наибольший допустимый вынос нижней ступени: ,

где k₁=3 (P=0.30347 МПа, В15).

Примем высоту нижней ступени =450 мм. Тогда рабочая высота бетона при величине мм (здесь 20 – предполагаемый диаметр арматуры) =450-80=370 мм.

Допустимый вынос нижней ступени =3·370=1110 мм.

Фактический вынос ступени (в предположении, что плитная часть состоит из одной ступени) в направлении размера в составляет

мм.

Принимаем в направлении b плитную часть трехступенчатую с высотой ступеней h₁=450 и h₂=300 мм. h₃=450 мм

м.

Так как в направлении l величина фактического свеса не превышает допустимую, то в направлении l плитную часть принимаем с двумя ступенями h₁=450 h₃=750 мм.

Принимаем конструктивное оформление фундамента в соответствии с рис. 2

Рис. 2

3.4. Определение конечной осадки основания фундамента.

Расчет оснований производится, исходя из условия:

,

где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом,

– предельное значение совместной деформации основания и сооружения, принимается по [1].

Осадки основания рассчитываются методом послойного суммирования по формуле:

,

где β=0,8 – безразмерный коэффициент,

– среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя;

h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации слоя грунта;

n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине z, от подошвы фундамента определяется по формуле:

,

где - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

и - удельный вес и толщина i-го слоя грунта;

вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

d_n - глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента определяются по формуле: ,

где α – коэффициент, принимаемый по табл.1 приложения 2 [1] в зависимости от относительной глубины и отношения сторон прямоугольного фундамента η=1.0;

– дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента

.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания, до которой производится суммирование осадок, принимается на глубине, где выполняется условие: . Однородные пласты основания ниже подошвы фундамента разбиваем на слои толщиной

Для z=1,4м

При ξ=2z/b=2·1,4/3.9=0,71 и η=1 по интерполяции α= 0,812

Тогда

Для z=2,85м

При ξ=2z/b=2·2,85/3.9=1,46 и η=1 по интерполяции α= 0,514

Тогда

Для z=4.3м

При ξ=2z/b=2·4,3/3.9=2,20 и η=1 по интерполяции α= 0,298

Тогда

Для z=5,86м

При ξ=2z/b=2·5,86/3.9=3,005 и η=1 по интерполяции α= 0,174

Тогда

Для z=7,42м

При ξ=2z/b=2·7,42/3.9=3.805 и η=1 по интерполяции α= 0,117

Тогда

Для z=8,98м

При ξ=2z/b=2·8,98/3.9=4,6 и η=1 по интерполяции α= 0,083

Тогда

Результаты расчетов сведены в таблице 6. Расчетная схема на рис.3.

Таблица 6

Z, м	,	,	, кПа			, кПа	, кПа
0	19,306	9.40	42,47	-	1	271,08	245,59
1.4	19,306	9.40	69,49	0,71	0,812	220,116	179,72
2.85	19.11	10.21	97,19	1.46	0,514	139,33	110,05
4.3	19.11	10.21	124,909	2.20	0,298	80,78	63,97
5.86	20.776	11.112	157,31	3.005	0,174	47,16	39,43
7.42	20.776	11.112	189,73	3.805	0,117	31,71	27,10
8.98	20.776	11.112	222,14	4.60	0,083	22,49	-

Рис 3

Осадка основания составляет:

Полученная осадка основания фундамента меньше предельно допустимой. Требования СНиП [1] выполняются.