Определение размеров подошвы мелкозаглубленных фундаментов

Размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента определяются в результате расчета оснований по деформациям, который производиться, исходя из условий:

P ≤ R,

P _max≤ 1.2·R,

S ≤ S_u,

где P – среднее давление на грунт под подошвой фундамента;

S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

R – расчетное сопротивление грунта основания фундамента,

вычисляемое при известных размерах подошвы фундамента,

глубине его заложения и характеристиках грунта;

S_u – предельное значение совместной деформации основания и сооружения;

P_max – максимальное краевое давление на грунт под подошвой фундамента.

;

k=1.0; M_g=6.34; M_γ=1,34; M_c=8,55;

k_z=1; γ₁₁¹≈0.019 МН/м³; с=3 кПа=0,06.

γ_с1=1,3; γ_с2=1,1.

=0,23МПа.

=1,03 МПа.

Первый график R=f(b) строим с помощью R₍₀₎ и R₍₅₎ по двум точкам при b₁=0 и b₂=5 м.

Второй график строим по точкам b_i= 1,2,3,4 и 5 м с помощью:

,

где γ – средний удельный вес материала фундамента

и грунта на обрезе фундамента, принимаемый равным 20 кН/м³.

d – глубина заложения фундамента, 1,3 м.

N=5290 кН.

=1,5.

=3,55мПа.

=0,91 мПа.

=0,42 мПа.

=0,25 мПа.

=0,17 мПа.

Графическое определение ширины подошвы фундамента представлено на рис. 4.2.

Рис.4.2. Определение ширины подошвы фундамента

Округляем полученные величины с кратностью 100 мм.

Принятые размеры подошвы фундамента должны удовлетворять требованиям по относительному эксцентриситету вертикальной нагрузки на фундамент:

,

для производственных зданий с мостовыми кранами при R>150 кПа.

=1,5,

если b=2500 мм, то 1=3700 мм.

=0.146

Максимальное давление под краем фундамента:

,

=0,926 МПа.

P _max≤ 1.2·R,

По графику R(b)=0,776 МПа.

0,926< 1.2·0,776,

0,926< 0,931

Предельные деформации основания:

- относительная разность осадок:

(ΔS/L)_U=0,004

- максимальная осадка S_max,u, см = 8

S≤S_U

Для проверки совместной деформации основания и здания необходимо определить ожидаемые абсолютные осадки оснований проектируемых фундаментов, т.е.:

,

где σ_zp – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения, равная полу сумме напряжений на верхней и нижней границах.

β – коэффициент, равный 0,8.

h_i – толщина деформации i-го слоя грунта,

Е_i – модуль деформации i -го слоя грунта.

n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

,

.

р₀=0,48 кПа.

Песок

Песок

Суглинок

Суглинок

Таблица 4.1.

Значение ординат эпюры дополнительных давлений

z	ξ1	ξ2	α	σzp	σzp,c	Е МПа
	0,66	0,33	0,91	0,44	0,11
	1,32	0,66	0,675	0,324	0,08
	2,0	1,0	0,46	0,221	0,055
	2,66	1,33	0,32	0,154	0,0385
	3,32	1,66	0,24	0,116	0,029
	4,0	2,0	0,18	0,086	0,0215
	4,66	2,33	0,14	0,067	0,017
	5,32	2,66	0,11	0,053	0,0133
	6,0	3,0	0,09	0,043	0,011
	6,66	3,33	0,074	0,036	0,009
	7,32	3,66	0,064	0,031	0,078
	8,0	4,0	0,055	0,026	0,007
	8,66	4,33	0,047	0,023	0,006
	9,32	4,66	0,038	0,018	0,0045
	10,0	5,0	0,03	0,014	0,0035
	10,66	5,33	0,027	0,013	0,0033
	11,66	5,66	0,022	0,011	0,003
	12,32	6,0	0,02	0,01	0,0025

=

=0,011+0,01+0,008+0,0053=0,034 м = 3,4 см < 8 см

S<S_U

Следовательно, расчет осадки фундамента удовлетворяет расчету по второй группе предельных состояний.

Эпюры природного давления грунта и дополнительного давления построены на рис. 4.3.

Вычислим ординаты эпюры природного давления:

- на поверхности земли:

σ_zg1=0.

- на контакте I и II слоев (глубина 3,0 м):

σ_zg2=0+3·18,1=54 кПа.

- на контакте II и III слоев (глубина 6,5 м):

σ_zg3=54+3,5·18,5=118,4 кПа.

- на уровне подземных вод (глубина 7,3 м):

σ_zg4=118,4+0,8·19,6=133,6 кПа.

- на контакте III и IV слоев (глубина 10,5 м):

σ_zg5=133,6+3,2·10=165,6 кПа.

Рис.4.3. Эпюры природного давления грунта и дополнительного давления.