Расчет основания столбчатого фундамента выполняют по II-ой группе предельных состояний (по осадкам), а тела фундамента - по I-ой группе.

Расчет свайного фундамента ведут по I-ой группе предельных состояний. В случаях, когда свайный фундамент расположен в слабых грунтах, производится расчет основания по II-ой группе предельных состояний.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТОЛБЧАТОГО ФУНДАМЕНТА

Рекомендуется следующая последовательность операций при проектировании столбчатого фундамента:

1)оценка инженерно-геологических условий площадки строительства;

2)назначение глубины заложения фундамента;

3)предварительное определение размеров подошвы фундамента и его

веса;

4)приведение нагрузки к подошве фундамента;

5)установление расчетного сопротивления грунта основания;

6)проверка соблюдения условий расчета по деформациям и корректировка размеров подошвы фундамента;

7)проверка давления на кровлю слабого слоя;

8)определение средней осадки основания фундамента методом послойного суммирования;

9)конструирование фундамента, расчет его железобетонной конструкции;

10)определение объемов работ и стоимости столбчатого фундамента;

11)сравнение предлагаемого решения с типовым;

12)оформление чертежа и расчетно-пояснительной записки.

2.1. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Проектирование начинается с ознакомления с грунтовыми условиями, расчета показателей, заполнения формы (табл. 3). При этом необходимо руководствоваться следующими рекомендациями.

Число строк в таблице должно соответствовать числу слоев грунта в задании. При наличии уровня подземных вод, находящегося в водопроницаемом слое, число строк увеличивают на одну, чтобы обозначить части слоя грунта, находящегося над и под горизонтом подземных вод. В последнем случае грунт считается насыщенным водой, т.е. коэффициент водонасыщения грунта Sr=1.

7

Физические характеристики грунта находят по формулам. Например, если заданы значения коэффициента пористости e и влажности w, то определяют последовательно плотности грунта ρd=ρs/(1+e) и ρ=ρd(1+w). Затем определяют Sr= wρs/eρw, где ρs - плотность частиц грунта, значение которой принимают для песчаных и крупнообломочных грунтов равным 2,66 т/м3, для

пылевато-глинистых грунтов равным 2,7 т/м3; ρw - плотность воды (равна 1

т/м3).

При заданном значении ρ и w находят ρd и е по формулам ρd = ρ/(1+w), е

= (ρs- ρd)/ρd, далее – Sr.

Для грунтов, находящихся выше уровня подземных вод, а также для водонепроницаемых грунтов (ил, суглинок , глина), расположенных под водой удельный вес рассчитывают по формуле γ = ρ g , где g ≈10м/ с2 - ускорение свободного падения.

В тех случаях, когда водопроницаемый грунт расположен ниже горизонта подземных вод, определяют удельный вес с учетом взвешивающего действия

воды γsb по формуле γsb= g(ρs – 1) / (1 + e).

Для водонепроницаемых грунтов дополнительных значений не находят, заносят значения ρ, γ, С, φ , E . В остальных случаях ставится прочерк.

Полное наименование грунта принимают для песчаных грунтов в зависимости от плотности сложения (табл.4) и степени влажности (табл.5), для глинистых - по показателю текучести (табл.6), который определяют по формуле JL = (w-wР)/(wL-wP), где wL и wP – влажности соответственно на границе текучести и на границе пластичности.

Нормативные значения характеристик СII, φII, E принимают по табл.7 и табл.8, если отсутствуют данные полевых или лабораторных испытаний грунтов.

Расчетное сопротивление грунта Ro для предварительного определения размеров подошвы фундамента принимают по табл.9.

На основании анализа свойств и характеристик грунтов дается оценка грунтовых условий для учета их при последующем проектировании фундамента. Оценочные критерии приводятся в пояснительной записке под таблицей с расчетными характеристиками грунта.

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА

Глубина заложения фундамента принимается как наибольшая из следующих трех условий:

•конструктивного;

•промерзания в пучинистых грунтах;

•заглубления подошвы фундамента в слой грунта с лучшими строительными свойствами (более прочный и менее деформационный).

9

10

11

Таблица 8

Конструктивная глубина заложения зависит от обеспечения заделки для фундаментов под колонны наименьшей толщины плиты фундамента, наличия подвала, прокладок инженерных сетей, а также нагрузки.

В пучинистых грунтах глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной глубины промерзания, чтобы исключить воздействие нормальных сил пучения грунта на подошву фундамента

Расчетная глубина промерзания определяется по формуле

где dfn - нормативная глубина промерзания суглинков и глин (для Красноярска - 2,5 м, Канска – 2,3 м, Ачинска – 2,4 м, Енисейска – 2,6 м; для супесей, мелких и пылеватых песков нормативную глубину промерзания увеличивают на 25%);

kn - коэффициент влияния теплового режима сооружения, составляющий для наружных стен отапливаемых промышленных зданий с полами по грунту 0,7, для неотапливаемых зданий - 1,1.

Для фундаментов под внутренние стены и колонны внутренних рядов отапливаемых зданий глубину заложения назначают независимо от расчетной глубины промерзания. В этом случае для пучинистых грунтов на рабочих чертежах делается запись о необходимости защиты основания от увлажнения и промерзания в процессе строительства и о недопущении закладки фундаментов на промерзший грунт. При наличии холодного подвала (технического подполья) глубину заложения исчисляют от пола подвала, при остальных условиях от уровня планировки.

Воднородных малосжимаемых непучинистых грунтах рекомендуется принимать минимальную (конструктивную) глубину заложения фундамента, уточняя ее в ходе расчета фундаментной плиты на продавливание. При слоистом напластовании грунтов в качестве основания предпочтителен слой более прочного (малосжимаемого) грунта, залегающий выше уровня подземных вод и не глубже 5 м; при этом следует предусматривать заглубление подошвы фундамента в кровлю этого грунта не менее чем на 0,3 м.

Влюбом случае целесообразно размещать подошву столбчатого фундамента выше уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м, поскольку работы в водонасыщенных грунтах не возможны без водоотлива (водопонижения) и ограждения котлована.

Глубина заложения фундамента, определенная как наибольшая из перечисленных условий, округляется и принимается кратной модулю 150 мм (например, 1650, 1950, 2250 мм и т.д.). При этом высота фундамента должна быть кратна 300 мм (соответственно 1500, 1800, 2100 мм и т.д.).

13

Примечания. 1.Приведенные значения Ro относятся к фундаментам,

имеющим ширину в=1 м и глубину заложения d=2 м.

2.Значения Ro даны для предварительного определения размеров

подошвы фундамента.

3. Для крупнообломочных грунтов значения Ro зависят от их плотности.

14

2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ФУНДАМЕНТ И ОСНОВАНИЕ

Согласно заданию на проектирование на обрез фундамента (на отметке

– 0,15м) действуют две самые неблагоприятные комбинации нагрузок: 1) Nmax,

Mсоотв., Qсоотв., Nст., 2) Mmax, Nсоотв., Qсоотв., Nст. Значения этих нагрузок даны для расчета по первой группе предельных состояний. При расчете по второй группе

предельных состояний значения N, M, Q необходимо разделить на коэффициент надежности по нагрузке 1,15, а величину Nст - на коэффициент

1,1.

Сбор нагрузок осуществляется следующим образом. Для расчета тела фундамента нагрузки принимаются по заданию. При этом к значениям нагрузки Nmax и Nсоотв. прибавляется значение Nст. (табл. 10). Для расчета основания по деформациям все нагрузки приводят к подошве фундамента. К вертикальной нагрузке добавляют вес фундамента G, а к моментам, действующим на обрезе фундамента, - моменты, возникающие от Nст. и Q, с плечом соответственно

равным a м и (d-0,15) м. Вес фундамента определяют после назначения размеров его подошвы (п.п. 2.4 –2.6).

Необходимые данные о нагрузках приводятся в пояснительной записке и выносятся на листы курсового проекта. Подобным образом определяют нагрузки для расчета свайного фундамента. На отметке (– 0,15) м нагрузки принимаются такими же, как и в первом случае.

15