2. Выбор глубины заложения подошвы столбчатого фундамента

Минимальную глубину заложения подошвы фундамента первоначально назначают исходя из конструктивных соображений (нагрузок), сопряжения фундаментов с надземными конструкциями, особенностей напластования и свойств отдельных свойств грунта, уровня подземных вод и возможностей его колебания, глубины сезонного промерзания и оттаивания и т.п.

Глубина промерзания определяется по формуле:

d₁=k_h*d_f, м

где k_h– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по таблице 5.1 ТКП 45-5.01-67-2007

d_f– нормативная глубина сезонного промерзания, определяемая по данным наблюдений местной гидрометеорологической станции за период не менее 10 лет.

d₁= 0,7*1,37 = 0,959 м

Минимальная глубина заложения подошвы фундамента должна быть на 0,5 м ниже уровня планировки или уровня пола подвала (при этом верх фундаментной подушки должен располагаться ниже уровня пола подвала).

3. Определение размеров столбчатого фундамента

Размеры подошвы центрально-нагруженного фундамента определяются после назначения глубины его заложения из условия передачи на основание среднего давления , не более расчетного сопротивления грунта:

P_max < 1.2R; P_m < R; P_min > 0

Расчетное сопротивление R, кПа, согласно ТКП 45-5.01-67-2007 определяется по формуле:

R=*, МПа

где γ₁ и γ₂– коэф-ты условий работы, принимаемые по табл.5.2 ТКП 45-5.01-67-2007 в зависимости от грунтов основания и отношения длины сооружения к его высоте.

L/H= 19,95/9,7 = 2,05

γ₁= 1,4; γ₂= 1,36

k– коэф-нт, зависящий от способов определения характеристик грунта. При непосредственных испытаниях принимается равным 1.

M_γ = 1,68;M_q= 7,71;M_c= 9,58 – коэф-ты, принимаемые по табл. 5,3 ТКП 45-5.01-67-2007 в зависимости от значения угла внутреннего трения φ.

k_z– коэф-нт, принимаемый равным 1 при ширине подошвы фундамента до 10 м.

γ_II– среднее арифметическое значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента. Принимаем его равным 19 кН/м³.

γ’_II– среднее арифметическое значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента. Принимаем его равным 18,05 кН/м³.

c_II– расчетное удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента. Принимаем равным 0 кПа.

d₁– глубина заложения фундаментов бесподвальных сооруже-ний от уровня планировки, принимаем равной 1,4 м

d_b– глубина пола подвала от уровня планировки, принимаем ее равной 0.

Таким образом, расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента составляет:

R=* [1,68*1*b*19+ 7,71*1,4*18,05 + (7,71 - 1)*0*18,05 + 9,58*0] = 60,78*b+ 370,9

Давление под подошвой фундамента:

p_{max, min} = ±+ γ_md, кПа

где N_0,II– нормативная нагрузка на уровне обреза фундамента, равная 1980/1,4 = 1415 кН;

M_0,II– нормативный изгибающий момент, принимаемый равным 170/1,4 = 125 кН*м

А – площадь подошвы фундамента, А = b²;

W– момент сопротивления площади подошвы фундамента в направлении действия момента, равный=

γ_m– осредненный удельный вес материала фундамента и грунта над его уступами, принимаемый равным 21 кН/м³;

d– глубина заложения фундамента, принимаемая равной 1,4 м.

p_max = ++ 21*1,4 =++ 29,4

p_min = –+ 21*1,4 =–+ 29,4

p_m ==+ 29,4

При решении получившихся уравнений в виде системы, получаем b=2,38 м.

Принимаем размер стороны фундамента равным 2,4 м.

В таком случае получаем:

R= 60,78*2,4 + 370,9 = 516,77 кПа

p_m=+ 29,4 = 275,1 кПа

275,1 кПа < 516,77 кПа

p_max=++ 29,4 = 329,35 < 1,2*516,77 = 620,12

p_min =–+ 29,4= 220,85 > 0

Т.к. выполняется условие P_max< 1.2R, примем фундамент с равным размером сторон. Для этой цели подходит размер 2,4 х 2,4 м