5. Разработка вариантов

Вариантность инженерных решений - важнейший принцип проектирования фундаментов сооружений. В курсовом проекте расчету и сравнению по стоимости подлежат только два варианта: на естественном основании и свайный фундамент. По общему анализу нужно подвергнуть большее число вариантов - (3-4). При выборе вариантов можно менять глубину заложения фундаментов, выбирать в качестве несущего слоя различные грунты, принимать различные типы оснований (естественное, искусственное), различные типы фундаментов (отдельные, ленточные, сплошные). Рассматриваться должны конкурентоспособные варианты, т.е. варианты нецелесообразные рассматривать не следует.

6. Проектирование и расчет фундаментов на естественном основании

1. Общие положения и порядок проектирования

Основание называется естественным, если слагающие его грунты предварительно не подвергаются специальным техническим мероприятиям с целью повышения их прочности или устойчивости.

Проектирование фундамента ведется в следующем порядке:

1) выбор глубины заложения подошвы фундамента;

2) определение размеров подошвы фундамента;

3) проверка напряжений по подошве фундамента;

4) проверка слабого подстилающего слоя;

5) расчет осадки фундамента.

2. Определение глубины заложения подошвы фундамента

Проектирование фундамента на естественном основании начинается с назначения глубины заложения подошвы.

Глубина заложения подошвы фундамента на естественном основании (ленточные, отдельно стоящие и пр.) зависит от трех основных факторы:

1. Инженерно-геологических условий площадки строительства;

2. Климатических условий района (от глубины сезонного промерзания);

3. Конструктивных особенностей здания, наличие подземной части (подвалов, приямков, каналов, фундаментов существующих зданий).

1. Инженерно-геологические условия

При анализе инженерно-геологических условий площадки строительства и характера нагрузок, действующих по обрезу фундамента, выбирается несущий слой, который может служить естественным основанием для фундаментов (R₀> 150 кПа).

Выбирая глубину заложения фундамента, следует придерживаться следующим общим правил:

- глубина заложения должна быть не менее 0,5 м;

- в несущий слой фундамент должен заглубляться не менее 0,1…0,2 м;

- при возможности закладывать фундамент выше УГВ. При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, в противном случае водоотлив, шпунтовое крепление стенок котлована резко увеличивают стоимость земляных работ.

2. Климатические условия

Основными климатическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов.

При промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение – увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундамент выше глубины промерзания. Морозное пучение грунтов происходит преимущественно за счет миграции (перемещения) влаги к фронту у промерзания из нижележащих слоев. В связи с этим существенное значение имеет положение УГВ в период промерзания. К пучинистым грунтам относятся пылевато-глинистые, пески пылеватые и мелкие. В этих грунтах глубина заложения фундамента зависит от глубины промерзания, если УГВ залегает на глубине не более чем на 2,0 м ниже глубины промерзания.

Глубина заложения фундамента определяется по формуле:

; (8)

где d_f– расчетная глубина промерзания (м):

; (9)

k_n– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на глубину промерзания грунтов у фундаментов, принимается по таблице 6;

- коэффициент условий промерзания грунта, учитывающий изменчивость климата (1,1);

d_fn– нормативная глубина промерзания, определяема по схематической карте нормативных глубин промерзания глин и суглинков (табл. 7). Для песков и супесей значенияd_fn, найденные по карте, необходимо увеличить на 20 %.

Т а б л и ц а 6 Коэффициент влияния теплового режима сооружения на глубину промерзания грунтов около фундаментов наружных стен

Особенности сооружения	Коэффициент Кn при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаменту
	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми: На грунте На лагах по грунту По утепленному цокольному перекрытию С подвалом или техническим подпольем	0,9 1,0 1,0 0,8	0,8 0,9 1,0 0,7	0,7 0,8 0,9 0,6	0,6 0,7 0,8 0,5	0,5 0,6 0,7 0,4

Т а б л и ц а 7 Нормативная глубина промерзания глин и суглинков,