4. Вариант 1. Фундамент мелкого заложения на естественном основании

4.1. Определение рациональной глубины заложения фундамента

4.1.1. Влияние инженерно-геологических факторов:

Во всех случаях минимальная глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее 0,5 м, считая от поверхности земли (DL). Если с поверхности залегают пласты непригодные в качестве естественного основания, то фундамент должен прорезать эти пласты и заглубляться в хороший грунт на 10 - 20 см. Под подошвой фундамента нецелесообразно оставлять слой малой толщины, если свойства подстилающего пласта значительно лучше. В этом случае имеет смысл заглубить фундамент до хорошего грунта. Кроме того, необходимо стремиться заложить фундамент выше уровня подземных вод (WL).

Фундамент заглубляем в 3-й слой – песок средней крупности. Минимальная глубина заложения фундамента d_f,min при данных инженерно-геологических условиях определится по формуле 6 с учетом мощностей слоев:

d_min=h_глина..+h_{песокмелкий}+0,1,м (6)

где h_{песок мелкий.} , м – мощность слоя песка мелкого (см. табл. 2);

h_глины. , м– мощность слоя глины (см. табл. 2);

0,1 м – заглубление в хороший грунт (суглинок);

d_min=1,3+1,2+0,1=2,6м.

1.2. Влияние климатических факторов:

а) нормативная глубина сезонного промерзания грунта d_fn определяется по [1, формула 2]:

d_fn=d₀×Ö M_t, м (7)

где d₀, м – величина, принимаемая равной для песка ср.крупности 0,28 м;

M_t , ^°C – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в данном районе, принимаемых по [4] для Череповца M_t=42,5^°C.

d_fn=0,28×Ö 42,5=1,80м.

б) расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f определяется по [1, формула 3]:

d_f=k_h×d_fn,м (8)

где k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый равным 1,1;

d_f=1,1×1,80=1,9 м.

4.1.3 Конструктивные особенности здания

Глубина заложения фундамента под колонны назначается с учетом его высоты, которая должна быть достаточной из условия прочности и заанкерирования колонн.

Соответственно исходя из вышеперечисленных условий принимаем глубину заложения 2,7 м.

Рис.2 Схема к определению глубины заложения фундаментов.

4.2. Предварительное определение размеров подошвы фундамента

4.2.1. Определение размеров подошвы фундамента методом

последовательных приближений

Метод первоначально предусматривает определение требуемой площади подошвы фундамента А_f по приближенной формуле (с учетом действия только вертикальных сил на обрез фундамента):

А_f = F_n0,II /( R₀-b×g_f×d), (10)

где А_f , м² – требуемая площадь подошвы фундамента;

F_n0,II , кН×м – нормативная вертикальная нагрузка на обрез фундамента при расчёте по второй группе предельных состояний (в данной курсовой работе - значение берут для сечения 1-1 здания);

R₀, кПа - условное расчетное сопротивление несущего слоя грунта под подошвой фундамента (п. 2.3 КР);

g_f , кН/м³ – удельный вес материала фундамента;

- коэффициент, учитывающий различие между удельным весами фундамента и грунта на его обрезах;

d, м - глубина заложения фундамента (п. 3.1.3 КР);

b×g_f, кН/м³ - средний удельный вес материала фундамента и грунта, расположенного на его обрезах. Принимают b×g_f=20кН/м³.

A_f =800/(249,17-20×2,6)=4м².

Подошва фундамента считается вытянутой в сторону действия М и F_h.