2.1.2. Визначення розмірів підошви фундаменту

Після призначення глибини закладення підошви фундаменту, приступають до визначення її основних розмірів. Вибір форми підошви фундаменту залежить в основному від обрису в плані конструкції, що зводиться. Підошва може бути круглою, кільцевою, багатокутною, квадратною, прямокутною, стрічковою і т.п. Стовпчасті фундаменти застосовують під колони каркасних будинків. Стрічкові – під стіни житлових і цивільних будинків. У загальному випадку до фундаменту на відмітці його обріза прикладене: вертикальне навантаження N, згинальний момент М, горизонтальна сила Q (рис. 2). У каркасних будинках збір навантажень виробляється на стовпчастий фундамент, у будинках із несучими стінами – на 1 п.м. стрічкового фундаменту до відмітки обріза фундаменту.

M

N

Q

а

Рис. 2. Схема навантажень

d на фундамент

Попередньо площа підошви стовпчастого фундаменту, м², чи ширину стрічкового фундаменту, м, визначають за формулою:

; ; (2.2 – 2.3)

де d – глибина закладення фундаменту від спланованої відмітки, м; γ_ф – питома вага матеріалу фундаменту, кН/м³; β – коефіцієнт, що враховує менше значення питомої ваги ґрунту, що лежить на обрізах, у порівнянні з матеріалом фундаменту; у попередніх розрахунках можна прийняти βγ_f = 20 кН/м³, R₀ – умовний розрахунковий опір для попередніх розрахунков, прийнятий по таблицях додатків 9 – 11.

Для стрічкових фундаментів навантаження визначають на 1 м довжини, звідси їхня ширина b = A/1. У фундаментів із прямокутною підошвою задаються відношенням сторін η = l/b, тоді ширина підошви ; для фундаментів із круглою, квадратною чи багатокутною підошвою приймається .

Остаточні розміри фундаменту встановлюють після обчислення R – розрахункового опору основи і повторного визначення його розмірів по формулі, підставляючи замість R₀ значення R.

Розрахунковий опір ґрунту R визначається по формулі:

, (2.4)

де γ_с1 і γ_с2 – коефіцієнти умов роботи відповідно ґрунтової основи будинку чи споруди у взаємодії з основою (додаток 8); k – коефіцієнт (k=1, якщо розрахункові характеристики φ_ІІ і с_ІІ отримані в результаті безпосереднього іспиту зразків ґрунту будівельного майданчика, k=1,1, якщо вони отримані по непрямим даним), φ_ІІ і с_ІІ можна приймати за іх нормативними значеннями; М_γ, М_q і М_с – безрозмірні коефіцієнти, що залежать від кута внутрішнього тертя (додаток 7); k_z – коефіцієнт, прийнятий рівним: при b<10 м k_z=1; при b≥10 м k_z=z₀/b+0,2 (тут z₀=8 м); b – менша ширина (сторона) підошви фундаменту; γ_ΙΙ – осереднені значення питомої ваги ґрунтів, що залягають нижче підошви фундаменту (при наявності ґрунтових вод визначається з урахуванням виважуючої дії води); γ_ΙΙ^’ – осереднене значення (по шарах) питомої ваги ґрунту, що залягає вище відмітки закладення фундаменту:

; (2.5)

характеристика γ_ΙΙ отримуються для шару грунта товщиною zідошви фундаменту: z = b/2 при b<10 м і z = z₁ + 0,1b при b≥10 м (z₁ = 4 м); d₁ – глибина закладення фундаментів безпідвальних будівель чи приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу; d_b – глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу; для споруд із підвалом шириною В≤20 м і глибиною більш 2 м приймається d_b=2 м; при ширині підвалу В>20 м приймається d_b=0; при відсутності підвалу також d_b=0; с_II – розрахункове питоме зчеплення ґрунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.

Величину d₁ визначають за формулою:

d₁= h_s+ h_cfγ_cf/γ_ІІ^′ , (2.6)

де h_s – товщина шару ґрунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м; h_cf – товщина конструкції підлоги підвалу, м; γ_cf – розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м³.

За отриманим значенням підбирають фундаменти: стовпчастий чи стрічковий, по його ширині b.

Виконуються перевірки тисків по підошві прийнятих фундаментів:

p  R; p_max  1,2R; (2.7 – 2.8)

де р – середній тиск під підошвою фундаменту

р = N/А + d_ф, (2.9)

. (2.10)

Для стовпчастого фундаменту момент опору підошви фундаменту W=b·l²/6, для стрічкового довжиною 1 м - W=b²/6.

При недотриманні однієї з умов змінюються розміри фундаменту, і виконується повторна перевірка.