Расчет оснований для фундаментов мелкого заложения по двум группам предельных состояний по несущей способности и деформациям

4.1. Расчеты производятся для фундамента мелкого заложения на естественном основании и для свайного варианта фундаментов, для одного сечения (например, для ленточного фундамента под стену (на 1 п. м стены) или под колонну).

Расчет по несущей способности производят, исходя из теории линейной деформируемой среды, где среднее давление под подошвой фундамента ограничивается развитием зон пластических деформаций под краями фундамента до глубины не более 0,25 ширины подошвы фундамента. Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R. После принятия размеров подошвы фундамента (или условного фундамента для свайного варианта) проверяется условие:

р ≤R, (8)

где р – среднее давление под подошвой фундамента.

Для внецентренно нагруженных фундаментов проверяется условие:

р ≤ 1, 2 R, (9)

где р – давление у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента.

При относительном эксцентриситете: е/L≤ 1/6

(10)

где Р – сумма вертикальных нагрузок N и веса фундамента и грунта на его обрезах со средним удельным весом, принимаемым равным γ = 20 кН/м3.

А – площадь подошвы фундамента;

М – момент от равнодействующей всех нагрузок по подошве фундамента

W – момент сопротивления площади подошвы фундамента.

Расчетное сопротивление грунтов основания (формула 7 СНиП 2.02.01-83), значение которого после определения подставляется в формулу (5), равно

(11)

где и – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [2], табл. 8 методических указаний;

К – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. в курсовом проекте характеристики прочности грунта “φ” и “с” определены по результатам непосредственных испытаний;

Мγ, Мq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл. 9 методических указаний в зависимости от угла внутреннего трения φ слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента;

Kz – коэффициент, принимаемый равным 1;

γ₁ –расчетное значение удельного веса слоя грунта залегающего под подошвой фундамента;

^γ’₁ - то же, залегающего выше подошвы;

с₁ - расчетное значение удельного сцепления слоя грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

b – ширина фундамента;

- глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

= (12)

где h - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h – толщина конструкции пола подвала, м;

γ = 24 кН/м³ или (Tс/м³) – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

– глубина подвала принимается при ширине сооружения меньше 20 м – = 2 м; при L≥ 20 м = 0.

Таблица 8

Грунты	Коэффициент
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых	1,4
Пески мелкие	1,3
Пески:
- пылеватые, маловлажные и влажные	1,25
- насыщенные водой	1,1
Пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины с показателем текучести грунта IL ≤ 0.25)	1.25
тоже при 0.25≤ IL ≤0,5	1,2
тоже при IL ≥0,5	1,1

Таблица 9

Расчетное значение угла внутреннего трения в град φ1	Коэффициенты
	0.00	1.00	3.14
	0,03	1,12	3,32
	0,06	1,25	3,51
	0,10	1,39	3,71
	0,14	1,55	3,93
	0,18	1,73	4,17
	0,23	1,94	4,42
	0,29	2,17	4,69
	0,36	2,43	5,00
	0,43	2,72	5,31
	0,51	3,06	5,66
	0,61	3,44	6,04
	0,72	3,87	6,45
	0,84	4,37	6,90
	0,98	4,93	7,40
	1,15	5,59	7,95
	1,34	6,35	8,55
	1,55	7,21	9,21
	1,81	8,25	9,98
	2,11	9,44	10,80
	2,46	10,84	11,73
	2,87	12,50	12,77
	3,37	14,48	13,96
	3,66	15,64	14,64

4.2. Конструирование монолитного фундамента

После проверки условия р ≤R или р ≤ 1, 2 R производится конструирование монолитного бетонного или железобетонного фундамента, определение формы, размеров его элементов по высоте. Для колонн принимается квадратный в плане фундамент, когда b= ℓ, а для стен конструирование ведется на 1 п.м фундамента, т.е. ℓ= 1 м. По высоте фундаменту придают ступенчатую форму, под колонны - форму стаканного типа, для стен возможна трапециевидная форма. Предельный угол распределения давления в плане принимается для бетонных фундаментов (α = 35^о), а для железобетонных (α = 45^о). В зависимости от общей высоты ступеней (h , h и т.д.) не должна превышать 0,9 м и быть кратной 0.15 м, минимальная высота ступени – 0.3 м, а ширина ступеней должна быть кратной 0,1 м.