3. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании.

3.1.Определение глубины заложения подошвы фундамента

Отметку обреза фундамента промежуточной опоры назначают:

• В пределах водотока на 0,4 м ниже вод.

Отметка обреза фундамента 108,6-0,4 = 108,2 м. Фундамент должен опираться на плотные грунты. В выбранный несущий слой грунта фундамент должен быть заглублен не менее, чем на 0,5м, с учетом возможности наклонного расположения слоев.

В пределах водотока фундаменты закладываются не менее 0,5м. ниже местного разлива грунта у опор.

Нормативная глубина промерзания грунта, если она менее 2,5 м., определяется по формуле:

d_ƒп = d₀;

где: M_t – коэффициент, численно равен сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе ( по заданию) M_t = 28;

d₀ = глубина промерзания в см, зависящая от вида грунта: для глин и суглинков принимается 23 см; супесей, песков мелких и пылеватых – 28 см; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 30 см; крупнообломочных пород – 34см.

В моем случае – песок пылеватый:

d_ƒп = 0,28*√28=1,48 м;

При строительстве на суходоле минимальная глубина заложения подошвы фундамента

d_min = d_ƒп +0,25 = 1,73 м.

Данная глубина заложения фундамента не прошла по проверке напряжений под подошвой фундамента.

Принимаем d_п =4 м, что соответствует абсолютной отметке 104,6 м.

3.2. Определение площади подошвы и размеров уступов фундамента.

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров подфундаментной части опоры на величину с = 0,15+0,30м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ.

А_min=(b₀+2c)*(ℓ₀+2c)=(2.6+2*0,3)*(9.8+2*0,3)=33,28м², т.е. b=3,2м ℓ= 10,4м;

А_max=(b₀+2h_ф*tg30⁰)*(ℓ₀+2h_ф*tg30⁰)=(2,6+2*3,6*0,577)*(9,8+2*3,6*0,577)=6,7544*13,9544=94,25 м²

где: h_ф – высота фундамента (расстояние от его обреза до его подошвы).

h_ф = 108,2 -104,6=3,6 м.

b₀ = 3,2 м. ширина и длина подфундаментной части опоры в плоскости

ℓ₀= 10,4 м обреза фундамента.

Уширение уступов фундамента h_y: высота уступа 0,7 м. ширина 0,5h_y м. При этом отношение ширины уступа к его высоте не превышает tg30⁰ = 0,577.

Требуемая площадь подошвы фундамента в первом приближении может быть определена по формуле:

А=η*N_I/ R-1.1*γ_ср* h_ф+γ_ω*h_ω

где: N_I = 1,1*(Р₀+Р_п)+γ_ƒ *Р_к, мН

N_I – расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента ( без учета веса фундамента и грунта на его уступах);

R – расчетное сопротивление грунта основания, МПа

R=1,7 R₀[1+K₁(b-2)]+K₂*γ*(d-3)

R₀=0,10МПа – условие сопротивление грунта;

b=3,2м – ширина подошвы фундамента;

d=4м – глубина заложения фундамента, принимаемая от поверхности грунта ( на суходоле);

γ – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленного без учета взвешивающего действия воды, мН/м³;

K₁ = 0,02м^-1 коэффициенты принимаемые по таблице 3.3.

K₂ = 1,5

γ = ∑γ_i * h_i/ ∑ h_i = (19,6*3+12,2*0,01)/5=11,78 кН/м³

R = 1,7 (0,20[1+0,02(3,2-2)]+1,5*11,78(4-3)*0,001) = 0,378 МПа

γ_ср =20кН/м³- средний удельный вес кладки фундамента и грунта на его ступах ;

γ_ср = 0,02 мН/м³;

γ_ƒ – коэффициент надежности временной подвижной нагрузки;

γ_ƒ= 1,13.

η = 1,2 – коэффициент, учитывающий действия момента;

γ_ω= 10 кН/м³ – удельный вес воды;

γ_ω= 0,01 мН/м³

h_ω – расстояние от уровня подземных вод до подошвы фундамента;

h_ω = 108,6-108,0=0,6 м

N_I = 1.1*(4,9+1,49)+1,13*6,6=14,487 мН;

А = 1,2*14,487/(0,378 –1,1*0,02*3,6+0,01*0,6)=17,3844/0,3048=57,035 м²

Принимаем размеры фундамента:

b = 6 м; ℓ = 15 м; h_ф = 3,6 м; A =90м²; d= 4,0 м.