3 Расчёт фундаментов мелкого заложения

3.1 Определение глубины заложения фундаментов.

Глубину заложения фундаментов определяем исходя из конструктивных особенностей здания (наличие подвала, нагрузки и воздействия), конструкции фундаментов, инженерно – геологических условий строительной площадки.

Определим минимальную глубину заложения исходя из нормативной глубины промерзания по формуле:

d_f=k_h*d_{fn (7)}

где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундаментов наружных стен, определяем по таблице 13 [1];

d_fn – нормативная глубина промерзания, определяемая по карте нормативных глубин промерзания, для города круглое d_fn= 1,09м

м

Для сечения 4–4 (часть здания с подвалом), принимаем глубину заложения независимо от глубины промерзания. Планировочная отметка DL= 173,6 (-0,7) м, тогда получаем отметку чистого пола 174,3м, отметка пола подвала174,3–3=171,3 м, отметка подошвы фундамента 171,3-0,3-0,5= =170,5м.Таким образом d=173,6–170,5=3,1 м.

Рисунок 1– К определению глубины заложения в сечении 4–4

Рисунок 2 – К определению глубины заложения в сечении 5-5

Для сечения 5-5 глубину заложения определим исходя из конструктивных особенностей фундамента. Верхний обрез стаканного фундамента проектируем на 150 мм ниже отметки чистого пола 1-го этажа, глубину заделки сборных колонн сплошного сечения Нз принимаем равной:

(8)

где h_k – больший размер колонны (в данном случае 600 мм)

м.Принимаем 0,8м.

Толщину дна стакана примем 250 мм, тогда h_f=0.8+0.25=1.05 м.Высота плитной части 0,3 или 0,45м. Таким образом исходя из условия, что минимальная высота фундамента 1500мм,а глубина промерзания 0,5м окончательно принимаем типовой монолитный фундамент высотой 1500 мм. Фундамент устанавливаем с таким расчетом чтобы верх фундамента находился в уровне планировочной отметки. Глубина заложения в этом случае d=1500мм.

3.2 Проектированиестолбчатогофундамента

Первый слой, суглинок тугопластичный, его мощность равна 2,01 , фундамент стаканного типа распологаем во втором грунте, суглиноке мягко-пластичном его мощность 3,32м. Данный грунт не просадочный и может служить надежным основанием.

3.2.1 Определение размеров подошвы столбчатого фундамента

Размеры подошвы фундамента под колонны определим методом последовательного приближения. (см.рисунок 2)

Определим площадь подошвы фундамента под колонну в плане по формуле:

(10)

м².

м,

Уточняем расчетное сопротивление по формуле:

(11)

где g_С1 и g_С2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 16, [1].

k – коэффициент, принимаемый: k=1,1 – т.к. они приняты по нормативным таблицам;

k_Z – коэффициент принимаемый k_Z=1 при b<10 м; b – ширина подошвы фундамента, м;

g_II и g_II - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м³;

С_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

М_g, М_q, М_с – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 17;[1]

d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала: d₁=h_S+h_cfg_сf/, м (12)

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

По таблицам 16-17[1] для заданных грунтовых условий и при соотношении L/H=54/12,6=4,3 найдем значения коэффициентов:g_с1=1,1; g_с2=1; M_g=0,49; М_q=2,98; М_с=5,58. А также g_II=27,1; g_II’=16,25; C_II=19,5.

Для фундамента без подвала d_b=0; d₁=d=2,4м, тогда:

кПа

Уточним размеры фундамента м

Принимаем, с округлением и в соответствии с размерами типовых монолитных фундаментов, l=3,3м, b=2,7

Получаем следующее расчетное сопротивление:

кПа

Определим расчетные нагрузки на фундамент:

(13)

кНм

(14)

Определим вес фундамента:

кН

Вес грунта обратной засыпки:

кН

кН

Определим эксцентриситет:

Так как е=0,16м>2,7/30=0,09м, то фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный, т.е. должны выполняться условия:

; ; (15)

Максимальное и минимальное давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента:

(16)

где W – момент сопротивления подошвы фундамента;

кПа

кПа

Условия (14):

P_max=232,42 кПа<1.2x260.88=313,06кПа

P_min=135,22 кПа > 0;

P_ср=215,37 кПа < R=260,88 кПа

Условия выполняются. Значит размеры подошвы фундамента подобраны верно. Недонапряжение составляет: %