5.3 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.

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента на глубине 4,9 м

Соотношение сторон подошвы фундамента l/b = 3,3/2,7 = 1,22. Глубина залегания кровли суглинка (от подошвы фундамента) h_z=3,4 м, относительная глубина:

Отсюда коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, α=0,276. Дополнительные напряжения на кровле суглинка:

Сумма напряжений:

Рисунок 21 – Вертикальное напряжение на кровле подстилающего слоя

Для вычисления расчетного сопротивления суглинка находим:

γ_с1=1,1, γ_с2=1, М_γ=0,14, М_q=1,55 , М_c=3,93, k_z=1.

Ширина фундамента:

где - площадь условного фундамента:

- параметр, зависящий от соотношения размеров подошвы фундамента:

,

.

d_b=0; ,

γ_II=16,86 кН/м³, γ ^/_II=53,3/4,9=10,88 кН/м³, С_II=9,0 (кПа).

Расчетное сопротивление:

Условие , выполнено 120,68 кПа < 145,35 кПа.

Рисунок 22 – 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 = 121,78 кН, М_II = 0 кН∙м.

Рисунок 23 – 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 =13,32 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=1,5м – 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 (сечение без подвала);

Значения γ_II , R и р_II при b=0,5÷2,5 м приведены в таблице.

Таблица 16 – Определение расчетных значений

Ширина фундамента b, м	γII , кН/м^3	R, кПа	рII, кПа
0,5	9,8	120,31	276,56
1	9,8	125,66	154,78
1,5	9,8	131,01	114,19
2	9,8	136,36	93,89
2,5	9,8	141,71	81,71

Вычислив р при различных значениях b, по точке пересечения графиков R=f(b) и p=f(b) определяем требуемую ширину подошвы фундамента – 1,34 м.

Принимаем:

фундаментные плиты ФЛ14.12-2: l=1180 мм, b=1400 мм, h=300 мм, m=1,04 т;

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

Рисунок 24 – 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 2 фундаментных блоков:

Объём грунта на обрезе фундамента:

Вес грунта на обрезе фундамента:

Среднее давление на основание:

Поскольку условие р < R (108,85(кПа)<129,94(кПа)) выполняется, окончательно принимаем фундаментные плиты ФЛ14.12-2: l=1180 мм, b=1400 мм, h=300 мм, m=1,04 т; фундаментные блоки ФБС12.6.6: l=1180 мм, b=600 мм, h=580 мм, m=0,96 т – 2 шт.