Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения на естественном основании.

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров. Окончательные размеры подошвы фундамента устанавливаются путем последовательного приближения, при которых должны быть удовлет­ворены условия ;

где р - среднее давление под подошвой фундамента; р mах - максимальное краевое давление под подошвой внецентренно нагруженного фундамента; R - расчетное сопротивление грунта основания

где γ _с1, γ _с2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице B.1;

k — коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями и k =1, 1, если они приняты на основе статистических данных;

М_y, М_q, М_c — коэффициенты, принимаемые по таблице В.2;

k_z — коэффициент, принимаемый равным: k_z = 1 при b < 10 м и k_z = Z₀/b + 0, 2 (здесь Z₀ = 8 м) при b ³ 10 м;

b — ширина подошвы фундамента, м;

g_H — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фун­дамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия во­ды), кН/м;

— то же, залегающих выше подошвы фундамента;

d_I — глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или при­веденная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, м;

d_b — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м, (для сооружений с подва­лом шириной В £ 20 м и глубиной h_p > 2, 0 м принимается d_b = 2, 0 м, при ширине подвала В > 20 м значение (d_b) принимается равным нулю;

С_H — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подош­вой фундамента, кПа;

Значение (d_I) определяется по формуле

(В.2)

где h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf — толщина конструкции пола подвала, м;

γ _cf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м³.

В порядке первого приближения плошадь подошвы фундамента определя­ется по формуле

(1)

где NoII - расчетная вертикальная нагрузка, кН (без веса фундамента и грунта на уступах), приложенная к обрезу фундамента, для расчета осно-ваний по деформациям; Ro - расчетное сопротивление грунта основания.; ym - осредненное значение удельного веса тела фундамента и грунта на его обрезах и уступах, при­нимается равным 20 кН/м³; d - глубина заложения фундамента. В зданиях каркасной конструктивной схемы с подвалами d=dI.

Формула (1) получена из условия равновесия действующей нагрузки в плоскости обреза центрально нагруженного фундамента и реактивного уси­лия грунта основания по его подошве (рис.1).

Из условия равновесия внешней нагрузки и реактивного давления грун­та

имеем

(2)

где Gf - вес фундамента с грунтом на уступах; А - площадь подошвы фун­дамента

Подставив выражение для Gf в равенство (2) и решив получим формулу (1). Для ленточного фундамента с расчетной длиной 1м по формуле (1) непосредственно определяется ширина подошвы фундамента.

Ширину подошвы фундамента прямоугольного очертания находят из выражения

где kn=L/b - коэффициент отношения длины фундамента к ширине, принима­ется равным в пределах 1, 2-1, 6.

Рис.1 Схема к приближенному определению размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамент предварительно определяют так же, как и центрально нагруженного фундамента, приняв нагрузку как центрально приложенную. Определив в первом приближении размеры подошвы фундамента и зная глубину залегания, составляют чертеж фундамента, уточняют нагрузки и воздействия, передаваемые на основание, и проверяют выполнение условий(1.6) выражаемых формулами:

а) для центрально нагруженных фундаментов

(3)

б) для внецентренно нагруженных фундаментов, кроме того

(4)

расчетная нагрузка для расчета основания по деформациям;

G fII - нагрузка от веса фундамента; GгрII - вес грунта на его обрезах;

МхII и MyII и - моменты относительно главных осей подош­вы фундамента от расчетных нагрузок; MxII-=NIIey и МуII=NIIex; Wx и Wy-моменты сопротивления подошвы фундамента относительно главных осей.

Если условия (3) и (4) не выполняются (с точностью в пределах 5% в запас- надежности), то возникает необходимость изменить то ли раз­меры подошвы, то ли глубину заложения фундамента и расчеты повторить.