Определение размеров подошвы фундамента

Проектируется центрально нагруженный жесткий фундамент. Определяется равнодействующая нагрузка, проходящая через центр тяжести фундамента. В целях сокращения объемов работ при выполнении курсовой работы значения нагрузок не рассчитываются, а принимаются в соответствии с исходными данными.

Равнодействующая нагрузка , действующая на обрез фундамента равна (кН/м)

(13)

Цель проектирования тела фундамента – определение его геометрических размеров. Требуемую площадь подошвы фундамента определяют по формуле (м²)

(14)

где – высота тела фундамента, м; – плотность материала фундамента, г/см³; – ускорение свободного падения, м/с²; – коэффициент, учитывающий различие в удельных весах бетона и грунта обратной засыпки, равный 0,85; – расчетное значение сопротивления грунтов (естественных или улучшенных), кПа.

Расчетное значение сопротивления грунтов определяется по формуле

(15)

где и – коэффициенты условий работы (принимаются по СНиП 2.02.01–83, таблица 3); – коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (угла внутреннего трения j и удельного сцепления с) определены непосредственными испытаниями, и 1,1, если они приняты по таблице (СНиП 2.02.01–83, таблицы 1–3); , , – коэффициенты (принимаются по СНиП 2.02.01–83, таблица 4); – коэффициент, принимаемый равным при < 10 м – = 1, при ³ 10 м – = z ₀/ +0,2 (здесь z ₀ = 0,8 м); – ширина подошвы фундамента, м; – расчетное осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³; – то же, залегающих выше подошвы фундамента; – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимают = 2 м, при ширине подвала В > 20 м – = 0); – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала,

= + ,

(16)

где – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; – толщина конструкции пола подвала, м; – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

Предварительно назначают ширину подошвы фундамента. Для этого по СНиП 2.02.01–83 находят расчетное сопротивление грунтов основания (СНиП 2.02.01–83, приложение 3). После чего определяют ориентировочную площадь подошвы фундамента по формуле (14). Далее, полагая, что фундамент проектируется на 1 погонный метр длины (), устанавливают ориентировочную ширину подошвы фундамента

(17)

Требуемую ширину подошвы фундамента определяют методом последовательных приближений. В формулу (15) подставляют найденное по формуле (17) значение . Находят значение .

Далее рассчитывают давление под подошвой фундамента (среднее контактное давление) фундамента (кН/м²)

(18)

где – расчетное значение нагрузки действующей на обрез фундамента, кН; – расчетное значение веса фундамента, кН, – глубина заложения фундамента, м; – вес грунта обратной засыпки на уступах фундамента, кН (согласно расчетной схеме; можно принять плотность грунта обратной засыпки 1,6 г/см³).

Если выполняется условие < расчет по определению ширины фундамента заканчивается, в противном случае расчет повторяется, путем изменения ширины фундамента, а также назначением уступов (ступеней).

Для выполнения указанных расчетов рекомендуется графоаналитический метод. Возможно также использование метода итераций. Для графоаналитического метода проводят расчет до выполнения условия < . Каждый этап расчета заносят в таблицу, по данным которой строят график зависимости ширины подошвы фундамента b от значений и . Точка пересечения на графике укажет достоверную величину ширины подошвы фундамента.

Пример. По результатам расчета получены значения b, и , которые приведены в табличной форме.

b, м
, кПа			550,1	350,4	222,5	200,1
R, кПа		246,3	237,2	225,5	235,6	239,6

Рис. 6. Результаты расчета ширины фундамента

По результатам графоаналитического расчета ширина подошвы составляет 3,6 м.