3. Проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании
3.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения фундамента определяется с учетом следующих факторов:
а) климатических данных района строительства;
б) инженерно-геологических условий;
в) гидрогеологических условий;
г) конструктивных особенностей здания и сооружения;
д) величины и характера нагрузок на фундаменты.
Климатические особенности района строительства проявляются в глубине промерзания грунтов в зимний период.
Нормативная глубина
сезонного промерзания грунта
определяется по формуле:
,
(3.1)
где
-
коэффициент, учитывающий тип грунта
основания,
(для глин
);
- безразмерный
коэффициент, численно равный сумме
среднемесячных отрицательных температур
за зимний период в данном районе (
).
.
Расчетная глубина
сезонного промерзания грунта
определяется по формуле:
,
(3.2)
где
-
коэффициент, учитывающий влияние
теплового режима сооружения, принимаемый
по п.2.28 и таб.1 [2] (
).
.
Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:
1. для наружных
фундаментов (от уровня планировки) по
таблице 2 [2] (для песков пылеватых глубина
заложения
от расчетной глубины промерзания
не зависит);
2. для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.
При учете инженерно-геологических данных в качестве основания используем глину твердую (2-й слой). Так как фундамент должен быть заглублен в несущий слой грунта не менее, чем на 10-15 см, то минимальная глубина заложения фундамента, исходя из инженерно-геологических данных:
.
Конструктивные
особенности. Сборные железобетонные
фундаменты принимаются с размерами в
плане и по высоте кратными 300 мм. Принимаем
.
Обрез фундамента под отдельную колонну назначают не менее чем 150 мм от отметки чистого пола. Исходя из этого, получаем глубину заложения:
.
Принимаем минимальную
глубину заложения фундамента, исходя
из конструктивных особенностей,
.
3.2 Определение размеров подошвы фундамента
При выбранной глубине заложения подошвы фундамента ее площадь предварительно определяется исходя из расчетов по II группе предельных состояний по формуле:
,
(3.3)
где
- нормативная нагрузка, приложенная к
обрезу фундамента,
;
- расчетное
сопротивление грунта основания,
;
- средний удельный
вес грунта и материала фундамента,
,
принимаемый равным
;
- глубина заложения
фундамента от планировочной отметки,
.
.
При соотношении n = l/b = 1,2 получим ширину подошвы фундамента:
.
Найдем эксцентриситеты, создаваемые моментом:
;
Находим уточненное значение R0 по формуле:
,
(3.4)
где
- коэффициенты условия работы, принимаемые
по таблице 3 [2] (для песка средней крупности
,
);
- коэффициент
надежности, зависящий от метода
исследования характеристик грунта (
);
- безразмерные
коэффициенты, зависящие от угла
внутреннего трения слоя грунта, на
который опирается фундамент, принимаемые
по таблице 4 [2] (
);
- коэффициент,
зависящий от ширины подошвы фундамента
(
при
);
- ширина подошвы
фундамента,
(
);
- усредненные
расчетные значения удельного веса
грунта, залегающего под и над подошвой
фундамента соответственно,
(
);
- глубина заложения
фундамента,
;
- расчетное
значение удельного сцепления грунта,
залегающего непосредственно под подошвой
фундамента,
(
).
.
Находим требуемую площадь подошвы фундамента во 2-ом приближении:
;
.
данное условие
при определении размеров подошвы
фундамента не соблюдено.
Так как условие не выполнилось, следует продолжить расчет по этой же схеме.
;
;
.
продолжим расчет.
;
;
.
.
Условие соблюдено, принимаем
,
.
Подбираю типовой сборный железобетонный фундамент ФВ11-2 с тремя ступенями:
- первая ступень (подошва): 3,6×3,0×0,3 м
- вторая ступень: 2,7×2,1×0,3 м
- третья ступень: 2,1×1,2×0,3 м
- высота фундамента hф = 1,8 м
- объем бетона Vб = 7,3 м3
- колонна сечением 400×400 мм
- подколонник сечением 1,5×1,2 м
- глубина стакана 0,9 м