3.1.2.Определение размеров подошвы фундамента
Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле
, (3.1.2)
где
NII – расчётная нагрузка по обрезу фундамента, кН (NII=1120кН);
R0 – расчётное сопротивление грунта основания, кПа;
ср – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах ( принимаем ср=20…22кН/м3);
A=
2.65м2.
При определении размеров подошвы прямоугольного фундамента поступаем следующим образом:
а) задаемся коэффициентом отношения сторон в пределах 1.2…1.6 :
;
б) определяем ширину фундамента по формуле
;
(3.1.3)
Определяем расчётное сопротивление грунта
, (3.1.4)
При вычислении R значения характеристик , g||,с и коэффициентов gc1, gc2 принимаем для слоя грунта, находящегося под подошвой фундамента до глубины zr=0.5b=0.5*1,3=0.65м.
gc1, gc2 – коэффициенты условий работы (табл. В.2[3]) :
gc1 = 1.4 для песка крупного, gc2 =1.216 при L/H=48,0/12,75=3.8;
Mg, Mq ,Mc – коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения (табл. 2):
по
табл. В.3[3]: Mg=
2.278, Mq=10.11,
Mc=11.25;
kz – коэффициент, принимаемый равным 1 при b10м;
k = 1.1 – коэффициент надёжности, т.к. значения и с приняты по таблицам;
g|| - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3 с учётом взвешивающего действия воды:
,
(3.1.5)
где
еi – коэффициент пористости i-го слоя;
si – удельный вес частиц грунта i-го слоя, кН/м3;
w = 10кН/м3 – удельный вес воды.
;
кН/м3;
c|| - расчётное значение удельного сцепления грунта:
1.0кПа;
g||‘ – расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3:
кН/м3.
R=
Уточняем ширину подошвы фундамента при R=1124кПа:
Уточняем расчетное сопротивление:
R=
в) определяем длину фундамента l=b= 1,0x1.6=1.6м. Принимаем длину фундамента 1.6м.
Проверяем выполнение условий:
(3.1.6)
Условия, необходимые для расчёта по деформациям выполняются. Для дальнейших расчетов оставляем размеры фундамента bxl=1.0x1.6м.
3.1.3. Конструирование тела фундамента
Принимаем конструкцию стаканного типа с подколонником. Толщину стенок стакана назначаем по верху 225мм, что больше 150мм для фундаментов с армированной частью.
Зазор между колонной и стаканом 75мм. Т.к. размеры колонны в плане 0.6*0.4м, то размеры подколонника в плане
bcf =400+2*225+ 2*75= 1000мм,
ℓcf =600+2*225+ 2*75= 1200мм.
Глубину стакана назначаем 650мм.
Вынос ступени:
С1 = (ℓ - ℓcf)/ 2= (1.6 – 1.2)/ 2= 0.3 м,
С2 = (b - bcf)/ 2= (1.0 – 1.0)/ 2= 0м.
Принимаем 1 ступень высотой 300мм.
Конструкция тела фундамента см. рис. 3.1.3.
Рисунок 3.1.2 Фундамент монолитный (опалубочный чертеж)
3.1.4. Расчёт фундаментов по деформациям
Расчёт осадки фундамента производится исходя из условия:
S Su, (3.1.7)
где
S – величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом, см;
Su- предельная величина осадки основания фундаментов зданий и сооружений, см (по табл.В.4 3 Su =8см).
Для определения осадки фундамента составляем схему, показанную на рис. 3.1.3
Для расчёта используем метод послойного суммирования. Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоёв в характерных горизонтальных плоскостях по формуле:
(3.1.8)
где
I – удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3;
hi – толщина i-го слоя грунта, м.
Рисунок 3.1.3 К определению осадок
На подошве растительного слоя:
На подошве 1-го слоя (песок мелкий):
На подошве фундамента:
На отметке уровня грунтовых вод:
На подошве 2-го слоя (песок крупный) с учётом взвешивающего действия воды:
;
На подошве 3-го слоя (песок средней крупности) с учетом взвешивающего действия воды:
;
Ниже залегает суглинок полутвердый, который является водоупором, т.е. необходимо учесть давление столба воды.
На подошве 4-го слоя (суглинок полутвердый):
Определяем
дополнительное (к природному) вертикальное
напряжение в грунте под подошвой
фундамента и строим эпюру
;
,
(3.1.10)
где
среднее
давление на уровне подошвы фундамента.
Толщу
грунта ниже подошвы фундамента разбиваем
на слои, не более
:
Значения рассчитываются по формуле:
,
(3.1.11)
где
коэффициент,
принимаемый по таб. В.5[3] в зависимости
от формы подошвы фундамента и относительной
глубины
Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:
,
(3.1.12)
где
безразмерный
коэффициент для всех видов грунтов
среднее
дополнительное вертикальное напряжение
в
том
слое грунта.
(3.1.13)
Вычисления сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1.1 К расчёту осадок
-
Zi, см
= 2*z/b
hi, см
zpi , кПа
zgi , кПа
0.2zgi ,кПа
Еi , кПа
Si , см
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0,00
1
0
714,02
62,98
12,60
40
0,80
0,8590
40
613,34
70,94
14,19
35000
0,607
50
1,00
0,784
10
559,61
72,93
14,59
35000
0,134
80
1,60
0,5580
30
398,42
76,02
15,20
35000
0,328
120
2,40
0,3520
40
251,34
80,15
16,03
35000
0,297
160
3,20
0,2320
40
165,65
84,27
16,85
35000
0,191
180
3,60
0,1920
20
137,09
86,34
17,27
35000
0,069
200
4,00
0,1610
20
114,96
88,39
17,68
28000
0,072
240
4,80
0,118
40
84,25
92,48
18,50
28000
0,114
280
5,60
0,089
40
63,55
96,58
19,32
28000
0,084
320
6,40
0,070
40
49,98
100,68
20,14
28000
0,065
360
7,20
0,056
40
39,99
104,78
20,96
28000
0,051
400
8,00
0,046
40
32,84
108,88
21,78
28000
0,042
440
8,80
0,038
40
27,13
112,98
22,60
28000
0,034
450
9,00
0,037
10
26,42
114,00
22,80
28000
0,008
460
9,20
0,035
10
24,99
156,00
31,20
20500
0,010
2,11
Определяем нижнюю границу сжимаемой зоны (В.С.). Она находиться на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:
(3.1.14)
Это
условие соблюдается на глубине
от
подошвы фундамента.
Осадка
основания
.