Определение размера подошвы столбчатого фундамента

Грунт несущего слоя – песок мелкий, средней плотности с удельным весом g = 18,7 кН/м³ и коэффициентом пористости е =0,778.

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного песком, R _о = 0,2 МПа.

Глубина заложения подошвы фундамента от планировочной поверхности площадки с учетом глубины подвала d_b, толщины пола подвала h _рр и высоты столбчатого фундамента h_f определяется как d = d_b + h _рр + h_f м.

Высота фундамента h_f, определяется глубиной стакана h_s равной (1…1,5) h _к,толщиной днища стакана, определяемой из условия продавливания и принимаемой не менее 200мм и фундаментной плиты, состоящей из одной, двух или трех ступеней высотой не более 0,5 м.

При h _к = 400мм принимаем h_s = 0,6м, толщина подстаканника 0,3м, фундаментную плиту из двух ступеней по 0,5м каждая.   

h_f = 0,6 +0,3 +1,0 = 1,9 м.

Следовательно, глубина заложения подошвы фундамента

d = d_b + h _рр + h_f = 1,0 + 0,15 + 1,9 = 3,05м.

Предварительная площадь подошвы фундамента

A = N / (R - g _m d) = 3,200/ (0,20 – 0,02 × 3,05) = 25,00 м²;

Размеры фундамента A = b × ℓ = 5×5 = 25,0 м².

Расчетное сопротивление грунта основания при b = 5 м.

Принимаем R = 400 кПа.

 

Площадь подошвы фундамента

A = N / (R - g _m d) = 3,200/ (0,40 – 0,02 × 3,05) = 9,43 м²;

Принимаем монолитную плиту A = b × ℓ = 3,07×3,07 = 9,43 м².

 4 – 3,07 = 0,93, что больше 10%.

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 3,07 + 195,321) = 392,25кПа.

A = N / (R - g _m d) = 3,200/ (0,392 – 0,02× 3,05) = 9,66м²;

A = b × ℓ = 3,1×3,1 = 9,66м².

3,1– 3,07 = 0,03, что менее 10%

Расчетное сопротивление грунта основания

R = 1,565 ∙ (18,02 ∙ 3,1 + 195,321) = 393,1 кПа.

Вес фундаментной плиты

G_f = Ah_p g _d = (9,66+3,24) ∙ 0,5∙ 0,024 = 0,15мН.

Вес стакана под колонну

G_s = 1,0× 1,0 × 0,9 × 0,024 = 0,021 мН

Вес грунта на обрезах фундамента

G_{q 1} = (A - A_s) h_q g _q = (9,66 – 1,0) × 0,9 × 0,018 = 0,14мН.

G_q2 = (A – A₁) h_q g _q = (9,66 – 3,24) × 0,5 × 0,018 = 0,057мН.

G_q = 0,14 + 0,057=0,197мН.

Среднее давление под подошвой фундамента

Р =372 кПа < R = 392 кПа – условие удовлетворяется. Превышение расчетного сопротивления составляет 5,1% < 10%, следовательно, фундамент запроектирован рационально.

Окончательно принимаем для фундамента под колонну монолитную плиту размером 3,1 х 3,1 м с высотой h _п = 0,5 м.

Расчетная нагрузка на уровне пола подвала составляет N = 3,615мН.

От веса фундамента G_f = 1,1∙(0,145+0,021) = 0,180 мН,

От грунта на уступах фундамента G_q = 1,4 ∙ 0,124 = 0,173 мН.

Давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок

.

6.2. Конструирование столбчатого фундамента

Конструирование жесткого столбчатого фундамента производится на основании результатов расчёта с соблюдением нормативных требований.

Схема монолитного железобетонного столбчатого жесткого фундамента стаканного типа приведена на рис. 10.

 

Рис. 10. Схема монолитного железобетонного столбчатого жёсткого фундамента стаканного типа

 

6.3. Расчет осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя

Определить методом эквивалентного слоя осадку столбчатого фундамента, рассчитанного в п.п. 6.1 и 6.2,

Р_о =    Р - d = 412 - 18.7 × 3.05 =354,9кПа,

b =3,1 м,

Грунтовые условия – по заданию.

II слой – песок мелкий, средней плотности с коэффициентом Пуассона ν = 0,2.

При глубине заложения фундамента 3,05 м

h = 3,4 – 3,05 = 0,35 м

Определяем коэффициент эквивалентного слоя Аω _m =1,01 (табл. 3, 4 учебно-методического пособия «Расчет и проектирование фундаментов»).

Толщина эквивалентного слоя h _э = Аω _m b = 1,01·2,6=2,63 м.

Мощность сжимаемой толщи Н_с=2 h _э =2·2,63=5,26 м.

При глубине заложения подошвы фундамента d =3,05 м в сжимаемую толщу входит II и III слои грунтов с модулями деформаций Е _II =28 МПа, E_III =27 МПа.

 

 

Рис. 11. Расчётная схема осадки фундамента методом эквивалентного слоя

 

 

Относительные коэффициенты сжимаемости для:

- второго слоя при ν _II = 0,2; ;

m_υII = β_II / E_II =0,9/28 = 0,032 МПа^-1 ;

- третьего слоя (глина пылеватая, комковая, полутвердая)

ν _III = 0,12; ;

m_υIII = β_III / E_III =0,96/27 = 0,035 мПа^-1 ;

- средний относительный коэффициент сжимаемости

Конечная осадка фундамента

=412·2,63·3,5·10^-5 = 0,0325м = 3,25см

Проверка условия

S =3,25 см < S_u =10 см – условие удовлетворяется.

 

7. РАСЧЕТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ