87. Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения на естественном основании.

Р азмеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров. Окончательные размеры подошвы фундамента устанавливаются путем последовательного приближения, при которых должны быть удовлет­ворены условия ; , где р - среднее давление под подошвой фундамента; р mах - максимальное краевое давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента;R - расчетное сопротивление грунта основания

где γ_с1, γ_с2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице B.1;

k — коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями и k =1,1, если они приняты на основе статистических данных;

М_y, М_q ,М_c — коэффициенты, принимаемые по таблице В.2;

k_z — коэффициент, принимаемый равным: k_z = 1 при b < 10 м и k_z = Z₀/b + 0,2 (здесь Z₀ = 8 м) при b  10 м;

b — ширина подошвы фундамента, м;

_H — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фун­дамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия во­ды), кН/м;

— то же, залегающих выше подошвы фундамента;

d_I — глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или при­веденная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, м;

d_b — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, (для сооружений с подва­лом шириной В  20 м и глубиной h_p >2,0 м принимается d_b = 2,0 м, при ширине подвала В >20 м значение (d_b) принимается равным нулю;

С_H — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подош­вой фундамента, кПа;

З начение (d_I) определяется по формуле

(В.2)

где h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf — толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м³.

В порядке первого приближения плошадь подошвы фундамента определя­ется по формуле

(1)

где NoII - расчетная вертикальная нагрузка, кН (без веса фундамента и грунта на уступах), приложенная к обрезу фундамента, для расчета осно-ваний по деформациям; Ro - расчетное сопротивление грунта основания.; ym - осредненное значение удельного веса тела фундамента и грунта на его обрезах и уступах, при­нимается равным 20 кН/м³; d - глубина заложения фундамента. В зданиях каркасной конструктивной схемы с подвалами d=dI.

Формула (1) получена из условия равновесия действующей нагрузки в плоскости обреза центрально нагруженного фундамента и реактивного уси­лия грунта основания по его подошве (рис.1).

Из условия равновесия внешней нагрузки и реактивного давления грун­та

имеем

(2)

где Gf - вес фундамента с грунтом на уступах; А - площадь подошвы фун­дамента

Подставив выражение для Gf в равенство (2) и решив получим формулу (1). Для ленточного фундамента с расчетной длиной 1м по формуле (1) непосредственно определяется ширина подошвы фундамента.

Ширину подошвы фундамента прямоугольного очертания находят из выражения

где kn=L/b - коэффициент отношения длины фундамента к ширине, принима­ется равным в пределах 1,2-1,6.

Рис.1 Схема к приближенному определению размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамент предварительно определяют так же, как и центрально нагруженного фундамента, приняв нагрузку как центрально приложенную. Определив в первом приближении размеры подошвы фундамента и зная глубину залегания, составляют чертеж фундамента, уточняют нагрузки и воздействия, передаваемые на основание, и проверяют выполнение условий(1.6) выражаемых формулами:

а) для центрально нагруженных фундаментов

(3)

б) для внецентренно нагруженных фундаментов, кроме того

(4)

расчетная нагрузка для расчета основания по деформациям;

G fII - нагрузка от веса фундамента; GгрII - вес грунта на его обрезах;

МхII и MyII и - моменты относительно главных осей подош­вы фундамента от расчетных нагрузок; MxII-=NIIey и МуII=NIIex; Wx и Wy-моменты сопротивления подошвы фундамента относительно главных осей.

Если условия (3) и (4) не выполняются (с точностью в пределах 5% в запас- надежности), то возникает необходимость изменить то ли раз­меры подошвы, то ли глубину заложения фундамента и расчеты повторить.