Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании

 

Устанавливаем глубину заложения подошвы фундамента, зависящую от глубины промерзания, свойств основания грунтов и конструктивных особенностей сооружения.

Для города Комсомольск-на-Амуре нормативная глубина промерзания определяется по формуле

 

                                                               (5.10)

,                                                             (5.11)

 

где L_v - теплота таяния (замерзания) грунта, находится по формуле

 

,                                                                     (5.12)

 

где z₀- удельная теплота фазового превращения вода – лед,

;

 

суммарная природная влажность грунта, доли единицы, ;

относительное (по массе) содержание незамерзшей воды, доли единицы, находится по формуле

 

                                                                           (5.13)

 

k_w -коэффициент, принимаемый по таблице 1[16] в зависимости от числа пластичности I_p и температуры грунта Т, °С;

w_p -влажность грунта на границе пластичности (раскатывания), доли единицы.

 

 

 температура начала замерзания грунта, °С.

T_f,m t_f,m -соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период отрицательных температур, °С и продолжительность этого периода, ч,;

 

 

C_f -объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунта, Дж/(м³×°С)

 

l_f -теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, Вт/(м×°С)

 

 

Расчетную глубину промерзания определяем по формуле

 

,                                                                                  (5.14)

 

где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, [2, табл.5.1],

 

 0,4 ^. 2,6 = 1,04 м

 

Так как глубина заложения не зависит от расчетной глубины промерзания [2], то глубину заложения принимаем по конструктивным соображениям. В нашем случае глубину заложения откладываем от конструкции пола подвала (см.рисунок 5.1).

 

Рисунок 5.1 Глубина заложения фундамента

 

 2,72 – 1,2 = 1,52 м

 

Все последующие расчеты выполняем методом последовательных приближений в следующем порядке:

Предварительно определяют площадь подошвы фундамента по формуле

 

,                                                                            (5.15)

 

где N_o – расчетная нагрузка в сечении, N_o=195,22 кН/м;

R_o – расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, R₀ = 150кПа;

h – глубина заложения подошвы, 1,52 м;

k_зап – коэффициент заполнения (принимают равным 0,85);

g - удельный вес материалов фундамента (принимают равным 25 кН/м³).

 

 

По таблице 6.5 [2] подбираем плиту марки ФЛ 20.12, имеющую размеры:  1,18м,  2 м, 0,5 м и стеновые блоки марки ФБС 12.4.6, имеющие размеры:  1,18м,  0,4 м, 0,58 м, стеновые блоки марки ФБС 12.4.3, имеющие размеры:  1,18 м,  0,4 м, 0,28 м.

По таблице 2 приложения 2 [1] для песка пылеватого средней пластичности с e = 0,67 находим 29,2^о и 3,6 КПа

По таблице 5.4 [2], интерполируя по углу внутреннего трения φ_н, находим значения коэффициентов: 1,08, 5,33, 7,73.

Определяем значение расчетного сопротивления R по формуле

 

 ,               (5.16)

 

где g_с1 и g_с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.5.3

g_с1 = 1,25 и g_с2 = 1,2;

k – коэффициент, принимаемый равным 1,1, если прочностные характеристики

грунта (с и j) приняты по табл. 1.1;

М_g, М_q, M_c – безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 1.3;

k_Z – коэффициент, принимаемый при b < 10 м равным 1;

b – ширина подошвы фундамента, b=2 м;

g_II – расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы

фундаментов (при наличие подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

g¹_II – то же, залегающих выше подошвы, кН/м³;

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

d₁ – глубина заложения внутренних и наружных фундаментов от пола подвала м, определяют по формуле

 

,                                                                             (5.17)

 

где h_S – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м,

h_S=0,5мм;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, h_cf =0,12м;

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

для бетона g_cf =25 кН/м³.

 

 

Глубину до пола подвала определяют по формуле

 

d_b=d-d₁, (5.18)

d_b=1,52-0,67=0,85м

 

Расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов определяют по формуле

 

 g_{II ,}                                                       (5.19)

где γ_n – удельный вес грунтов соответствующих слоев, кН/м³;

h_n – толщина соответствующих слоев, м.

При наличие подземных вод расчетное значение удельного веса грунтов определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле

 

 g_sb                                                                               (5.20)

 

где γ_s – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ_w – удельный вес воды, кН/м³;

 

γ₁=1,83×9,8=17,93 кН/м³

γ₂=1,9×9,8=18,62 кН/м³

γ₃=2×9,8=19,6 кН/м³

Рисунок 5.2 – Геологический разрез по скважине №2

Расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов определяют по формуле:

 

 

Проверяют значение среднего давления под подошвой фундамента по формуле

 

,                                                                   (5.21)

 

где N_f - вес фундамента, кН;

N_g - вес грунта на обрезах фундамента, кН;

b – ширина фундамента, м;

l = 1 м, так как все нагрузки приведены на погонный метр.

 

 

 

 

Так как ∆<10%, следовательно, фундамент запроектирован, верно.