3.3 Проектирование ленточного фундамента
Первый слой, суглинок твердый. В месте расположения ленточного фундамента его мощность 7,9м. Данный грунт является просадочным и не может служить надежным основанием. Второй слой, суглинок твердый, мощностью 4,2м является просадочным грунтом . В итоге имеем два слоя плохого грунта мощностью 12,2м.При глубине заложения фундамента 3,0м под подошвой остается 9,1м. Тогда с учетом того что трамбование выполняют до 8м, выполняем трамбовку на эту глубину, песчаную подушку выполняем на глубину 1,1м .
3.3.1 Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками
Согласно пункту 3.2.2 d=5,2м
Зададимся характеристиками, которыми должен обладать грунт после трамбования: ρds=1,7 г/см3— требуемая плотность;
Woпт=Wp-(0,01…0,03) — оптимальная влажность для глинистого грунта.
Woпт=Wp-(0,01…0,03)=18 – 0,3=17,77 – для суглинка 1-го слоя;
Woпт=Wp-(0,01…0,03)=17 – 0,3=16,7 – для суглинка 2-го слоя;
Определим физические характеристики грунта.
Рисунок 5 – Расчетная схема уплотнения грунта для ленточного фундамента
минимальное значение коэффициента пористости грунта у поверхности уплотненного слоя определим по формуле (10):
коэффициент пористости грунта на нижней границе уплотненного слоя определим по формуле (11):
Среднее значение коэффициента пористости определим по формуле (9):
Степень влажности уплотненного грунта определим по формуле (12):
Для суглинка твердого:
;
;
;
Для второго слоя:
;
;
Таким образом считая, что грунт после уплотнения достиг проектной плотности, по классификационной оценке определяем нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунта уплотненного слоя. Определим механические характеристики грунта по таблицам 4, 5 [1]:
R0=295 кПа; сn=37 кПа; φn=25,00; Еn=27 МПа – для суглинка 1-го слоя;
R0=295 кПа; сn=40 кПа; φn=25,30; Еn=29,1 МПа – для суглинка 2-го слоя.
3.3.2 Определение размеров подошвы ленточного фундамента.
Размеры подошвы фундамента под кирпичную стену определим методом последовательного приближения.
Рисунок
6 – Расчетная схема ленточного фундамента
Расчетные значения нагрузок Fv=240кН, Мон=0, Fh=Еа,
Принимаем интенсивность временной равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта q=10кН/м2. Эту распределенную нагрузку заменим фиктивным слоем грунта hпр:
Активное давление грунта на стену подвала находим по формуле (20):
Характеристики грунта засыпки за пазухи фундамента примем:
;
tg2(450-140)=tg2310, tg310=0,6009, tg2310=0,3611.
Вычислим плечо равнодействующей активного давления относительно подошвы фундамента по формуле (21):
Краевые давления под подошвой внецентренно нагруженного фундамента:
площадь
подошвы .
Рmax1,2R.
.
,
d1=hS+hcfсf/
=0,4+0,2*22/14,3=0,71м,
Задаваясь значением ширины подошвы фундамента b, определяем давление под подошвой Рmax и расчетное сопротивление грунта R. Расчетные значения сведем в таблицу 4.
.
Таблица 4- Сводная таблица определения b
-
b,м
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Рmax,кПа
60
1487,04
773,52
535,68
416,76
345,41
R,кПа
261,36
266,72
272,09
277,45
282,81
288,17
1,2R,кПа
313,63
320,07
326,50
332,94
339,37
355,81
По
рисунку 7 определяем
необходимую ширину подошвы фундамента
b
в точке пересечения графиков Рmax=f(b)
и 1,2R=f(b)
b=2,35м.
Рисунок 7 График для определения ширины b фундамента
Принимаем 2,4м.
Выбираем фундаментную плиту ФЛ 24.12 и Gф=24,4кН и стеновые блоки шириной 0,5м-ФБС 25.5.6-Т(ГОСТ 13579-78) с Gбл=16,3 кН
Нагрузка от перекрытия Р1=30кН е1=180см.
Собственный вес фундамента составит
Найдем вес грунта на уступе фундамента:
.
Определим плечо силы Gгр
Среднее давление подошвы фундамента
Вычисляем момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:
М=
Eaea+P1e1Gгрe2=
С учетом коэффициента перегрузки, который равен n=1,15 получаем:
М=52,81*1,15=60,73кН*м
Момент сопротивления подошвы фундамента
Краевые давления будут равны:
;
Pmax=
;
Pmin=
.
Определим расчетное сопротивление R при b=2,4 м:
R=10.725*2.4+261,36=287,1
Pmax=
1,2R=
;
Pmin=
0.
Следовательно, размеры подошвы фундамента подобраны правильно.
Исходя из этого, выбираем фундаментную подушку ФЛ12.24-1 и фундаментные блоки ФБС24.5.6-Т.