5. Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании

Проектируется сборный фундамент мелкого заложения на естественном основании под колонну, расположенную по осям А-5, для исходных данных, приведенных выше.

Аналогично фундаменту на естественном основании в данном варианте назначаем глубину заложения фундамента . Принимаем для устройства подушки песок среднезернистый, плотный, имеющий проектные характеристики

Для определения площади подошвы фундамента принимаю расчетное сопротивление материала песчаной подушки (среднезернистого песка) (Таблица В2 СП 22.13330.2011).

,

где - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Принимаю фундамент ФД 9-2 с размерами , ,,,;объем бетона .

Расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Максимальное , минимальное и среднее давления на грунт под подошвой фундамента:

Уточняем расчетное сопротивление R песка подушки в соответствии с формулой В1 СП 22.13330.2011:

Так как грузоподъемность мостового крана отношениепроверять не требуется.

Все условия ограничения давлений выполнены.

Эпюра контактных давлений на подошве фундамента

_{Назначаем толщину песчаной подушки}

где

- коэффициент, принимаемый по Таблице 5.8 СП 22.13330.2011для и

Площадь условного фундамента на глубине z находим по формуле

Размеры условного фундамента согласно п. 5.6.25

Расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента (по низу песчаной подушки)

Условие проверки выполняется.

Конструирование подушки сводится к определению ее размеров изначения которых устанавливают с учетом угла рассеивания напряжений в подушкеУгол наклона откоса котлована к горизонтуСледует обеспечить уширение подушки в плане по сравнению с размерами фундамента в обоих направлениях на величинуПринимаю

Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5 (Рисунок 7).

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при планировке срезкой в соответствии с п.5.6.33 СП 22.13330.2011:

Дополнительное вертикальное давление на основание от внешней нагрузки на уровне подошвы фундамента:

Соотношение сторон подошвы фундамента

Значение коэффициента α устанавливаем по Таблице 5.8 СП 22.13330.2011.

Принимаю толщину элементарного слоя грунта , для удобства пользования указанной таблицей из условияДальнейшие вычисления сводим вТаблице 9.

Таблица 9. Определение осадки

zi, м	ξ=zi/b	zi+d, м	α	σzp=αPo, кПа	σzg=σzg,0+Σγsb,i×zi, кПа	0.2σzg, кПа	Е, кПа
0,00	0,00	1,80	1,00	182,33	33,78	6,76	45000,00
0,48	0,40	2,28	0,97	176,86	38,24	7,65	45000,00
0,96	0,80	2,76	0,83	150,42	42,70	8,54	12000,00
1,44	1,20	3,24	0,65	118,51	47,16	9,43	12000,00
1,92	1,60	3,72	0,49	89,34	51,62	10,32	12000,00
2,40	2,40	4,20	0,30	53,79	56,08	11,22	12000,00
2,88	2,80	4,68	0,24	42,85	60,54	12,11	12000,00
3,36	3,20	5,16	0,19	34,64	65,00	13,00	12000,00
3,84	3,60	5,64	0,16	28,26	69,46	13,89	12000,00
4,32	4,00	6,12	0,13	23,34	73,92	14,78	12000,00
4,80	4,80	6,60	0,10	17,87	78,38	15,68	12000,00
5,28	5,20	7,08	0,08	14,59	82,84	16,57	12000,00

На глубине Н_с = 4,8 м от подошвы фундамента выполняется условие ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ):

σ_zp = 17,87 кПа ≈ 0,2∙σ_zγ = 0,2∙78,38 = 15,68 кПа,

Поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до границы сжимаемой толщи грунта (ГСТ).

Осадку основания определяем по формуле:

β  безразмерный коэффициент, равный 0.8;

–среднее значение вертикального нормального напряжения (далее – вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

–среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта (см. 5.6.33), кПа;

–толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

n  число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Условие S = 1,66 см < S_u = 12,0 см выполняется. Значение принято по Таблице Д.1 СП 22.13330.2011.

Расчетная схема распределения напряжений в основании фундамента по оси А-5.