5.1.3 Проверка вертикальных напряжений на кровле подстилающего слоя грунта

Поскольку угол внутреннего трения суглинка меньше, чем у песка,

залегающего под подошвой, выполняем проверку прочности подстилающего слоя:

,

σ_zp –напряжения, создаваемые фундаментом;

σ_zу – напряжения от собственного веса грунта, выбранного при отрывке;

σ_zg – напряжения от собственного веса грунта;

R_z – расчетное сопротивление грунта, для условного фундамента шириной b_z.

Соотношение сторон подошвы фундамента l/b = 3/2,4 = 1,25. Глубина залегания кровли суглинка (от подошвы фундамента) h_z=1,4 м, относительная глубина:

Отсюда коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, α=0,6735.

Напряжения:

Площадь условного фундамента:

Ширина фундамента:

где - параметр, зависящий от соотношения размеров подошвы фундамента:

,

.

Находим напряжения от собственного веса груна, выбранного при отрывке котлована с размерами 30х54 м:

L/B = 54/30 = 1,8

Коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, α=1.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента , на глубине

2,9 м

Для вычисления расчетного сопротивления суглинка находим:

γ_с1=1,2, γ_с2=1, М_γ=0,69, М_q=3,65 , М_c=6,24, k_z=1. γ_II=19,3 кН/м³, С_II=9,0 (кПа).

Удельный вес грунта, залегающего выше подошвы условного фундамента:

γ ^/_II=(1,6*18,6+1,3*9,8)/2,9=14,66 кН/м³

Расчетное сопротивление:

Условие , выполнено 110,1 кПа < 301,22 кПа.

Рисунок 20 – Схема условного фундамента

5.4 Расчетная схема и исходные данные

Принимаю, что в тело подушки послойно укладывают мелкий песок с физико-механическими характеристиками: γ=18,6 кН/м³, γ_sb=9,8 кН/м³, φ_II=25°, С_II=0; Е=11 МПа. Нагрузки в третьем расчетном сечении: N_II = 183,9 кН,

М_II = 0 кН∙м.

Рисунок 21 – Расчетная схема фундамента на песчаной подушке

5.2 Определение размеров фундамента

Расчетное сопротивление грунта основания:

где γ_с1=1,4 – коэффициент условий работы для песка средней крупности;

γ_с2=1 – коэффициент условий работы для зданий с гибкой конструктивной схемой;

k=1 – коэффициент, так как прочностные характеристики грунта определялись лабораторными испытаниями;

М_γ=0,78, М_q=4,11,М_с=6,67 –для φ_II=25⁰;

k_z=1 – коэффициент, при b<10м;

γ^/_II =18,6 кН/м³ – удельный вес грунта выше подошвы фундамента (песок средней крупности);

С_II – удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

γ_II – удельный вес грунта, залегающего под подошвой фундамента на глубине b/2;

d_l=1,1 м – глубина заложения фундамента; для сечений без подвала берется от отметки планировки DL

Расчетное сопротивление грунта основания:

Давление под подошвой фундамента:

где А=b·1 –площадь подошвы фундамента;

γ_m = 22 кН/м³ - средний удельный вес грунта и материала фундамента.

Значения γ_II , R и р_II при b=1÷3 м приведены в таблице.

Таблица 16 – Определение расчетных значений

Ширина фундамента b, м	γII , кН/м3	R, кПа	рII, кПа
1	18,6	139,04	208,3
2		148,74	116,35
3		159,43	85,7

Вычислив р при различных значениях b, по точке пересечения графиков R=f(b) и p=f(b) определяем требуемую ширину подошвы фундамента – 1,62 м.

Принимаем:

фундаментные плиты ФЛ20.12-2: l=1180 мм, b=2000 мм, h=500 мм, m=2,44 т;

фундаментные блоки ФБС12.6.6: l=1180 мм, b=600 мм, h=580 мм, m=0,96 т.

Рисунок 22 – Зависимость расчетного сопротивления и давления под подошвой фундамента от ширины фундамента

Расчетное сопротивление грунта:

Рисунок 25 – Определение веса фундамента и грунта на его уступах

_{Вес 1 м фундаментной плиты:}

Вес фундаментного блока:

Объём грунта на обрезе фундамента:

Вес грунта на обрезе фундамента:

Среднее давление на основание:

Поскольку условие р < R (106,36 кПа<148,74кПа) выполняется, окончательно принимаем фундаментные плиты ФЛ20.12-2: l=1180 мм, b=2000 мм, h=500 мм, m=2,44 т; фундаментный блок ФБС12.6.6: l=1180 мм, b=600 мм, h=580 мм, m=0,96 т.

Проверяем краевые напряжения при эксцентриситете:

Все условия выполнены.