Примеры расчета к параграфу 6.2

Пример 6.3. Определить размеры подошвы отдельно стоящего фундамента. На фундамент действует продольная сила, ее расчетное значение N = 630 кН, γ _n = 0,95, нормативное значение N_n = 550 кН. Грунт песок мелкий маловлажный средней плотности, коэффициент пористости е = 0,65, удельный вес грунта γ = γ_II = γ ' _II = 20,5 кН/м³. Город строительства Киров – глубина сезонного промерзания грунта d_fn = 1,7 м. Фундамент примыкает к наружной стене, в здании без подвала с полом по утепленному цокольному перекрытию, здание с жесткой конструктивной схемой, отношение L / H = 1,3. Температура воздуха в помещениях 18°С. Высота сборного фундамента h_f  = 1,05 м. Несущий слой грунта залегает на расстоянии z = 0,8 м от поверхности.

Решение.

1. Устанавливаем глубину заложения фундамента:

- в соответствии с конструктивными требованиями, глубина заложения должна быть не менее высоты сборного фундамента d ₁ ≥ h_f  = 1,05 м;

- заглубляемся в несущий слой грунта на расстояние 0,5м, получаем

  d ₁ ≥   z  + 0,5 = 0,8 + 0,5 = 1,3 м;

- определяем расчетную глубину промерзания по формуле (6.5), значение коэффициента k_h принимаем по табл. 1 СНиП 2.02.01-83*

d ₁ ≥ d_f = k_h d_fn = 0,8·1,7 = 1,36 м.

Учитывая пучинистые свойства грунта, принимаем глубину заложения фундамента по большему значению (с округлением) d ₁ = 1,4 м.

2. Находим табличное значение расчетного сопротивления грунта R ₀ (табл. 6.1 Приложение 6) R ₀ = 300 кПа.

3. Сервисная нагрузка принимается равной нормативному значению нагрузки N_ser = N_n = 450 кН (допускается значение сервисной нагрузки определять как N_ser = N /1,2, где 1,2 среднее значение коэффициента γ _f).

4. Определяем предварительное значение площади подошвы фундамента по формуле (6.6), подставляя вместо R значение R ₀

                                     

Назначаем размеры подошвы фундамента (при центральном сжатии обычно принимают квадратные фундаменты)

                                        

принимаем размеры сторон подошвы фундамента 1,5×1,5 м,   А_f  = 2,25 м².

5. Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле (6.1), для этого устанавливаем:

- (табл. 6.3 Приложение 6): c_n = c _II   = 2 кПа; φ _n = φ_II = 32º;

- коэффициенты (табл. 6.5 Приложение 6): γ _{c 1} = 1,3; γ _{c 2} = 1,3;

- выписываем по углу внутреннего трения φ_II = 32º коэффициенты (табл. 6.6 Приложение 6):        М _γ = 1,34;       М_q = 6,34;        М_c = 8,55;

- k = 1,1 (так как сцепление и угол внутреннего трения определены по таблице, а не в  результате испытаний грунта);

- k_z = 1,0 (так как ширина фундамента меньше 10 м);

- d_b = 0(здание без подвала);

-γ_II = γ ' _II = γ = 20,5кН/м³;

- b = b_f = 1,5 м,

   

 

6. Уточняем требуемые размеры подошвы фундамента по формуле (6.6)

                             

Окончательно принимаем размеры  принимаем размеры подошвы фундамента a_f × b_f = 1,3×1,3 м, А_f   = 1,69 м².

Пример 6.4. Определить ширину подошвы ленточного фундамента под внутреннюю стену здания. На фундамент, на уровне низа перекрытия первого этажа, действует продольная сила, ее расчетное значение N = 365 кН/м, γ _n = 0,95, нормативное значение N_n = 305 кН/м. Грунт – тугопластичная глина, показатель текучести I_L = 0,4, коэффициент пористости е = 0,75, удельный вес грунта γ = γ_II = γ ' _II = 19,5 кН/м³. Город строительства Москва – глубина сезонного промерзания грунта d_fn = 1,4 м. Фундамент находится в здании с подвалом, толщина пола подвала h_cf = 200 мм, удельный вес пола γ _cf = 25 кН/м³ (рис 6.1).

    

Рис.6.1. Фундамент здания с подвалом. К примеру 6.4:

а – конструкция фундамента; б – грунтовые условия

 

 

Здание с жесткой конструктивной схемой, отношение длинны здания к его высоте L / H = 2,0. Температура воздуха в помещениях 18°С.

Решение.

1. Устанавливаем приведенную глубину заложения фундамента по формуле (6.2)  d ₁ = h_s + h_cf γ _cf /γ ' _II = 0,5 + 0,2·25/19,5 = 0,756 м;

- глубина подвала (от уровня планировки до пола подвала) d_b = 1,4 м.

2. Находим табличное значение расчетного сопротивления грунта R ₀ (табл. 6.2 Приложение 6), с интерполяцией R ₀ = 300 кПа.

3. Сервисная нагрузка принимается равной нормативному значению нагрузки, при этом учитываем вес фундаментных блоков до пола подвала

N_ser = N_n + N_n ^ф.бл = 305 + 2,1·0,4·25 = 326 кН/м.

4. Определяем предварительное значение ширины подошвы фундамента по формуле (6.6, а), подставляя вместо R значение R ₀

Назначаем ширину фундаментной подушки (обычно размеры фундаментных подушек принимают кратными 300 мм). Принимаем b_f = 1,2 м.

5. Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле (6.1), для этого устанавливаем:

- (табл. 6.4 Приложение 6): c_n = c _II   = 50 кПа; φ _n = φ_II = 17º;

- коэффициенты γ _{c 1}, γ _{c 2} (табл. 6.5 Приложение 6); учитываем, что супеси, суглинки и глины относятся к пылевато-глинистым грунтам:

 γ _{c 1} = 1,2; γ _{c 2} = 1,08 (с интерполяцией по L / H);

- выписываем по углу внутреннего трения (φ_II = 17º) коэффициенты (табл. 6.6 Приложение 6):        М _γ = 0,39;        М_q = 2,57;        М_c = 5,15;

- k = 1,1 (так как сцепление и угол внутреннего трения определены по таблице, а не в  результате испытаний грунта);

- k_z = 1,0 (так как ширина фундамента меньше 10 м);

-γ_II = γ ' _II = γ = 19,5кН/м³;

- b = b_f = 1,2 м,

 

 

6. Уточняем требуемую ширину подошвы фундамента по формуле (6.6, а)

Окончательно принимаем ширину фундаментной подушки b_f   = 0,9 м.