Расчет среднего давления под подошвой фундамента
Расчет среднего давления под подошвой фундамента

Расчет среднего давления под подошвой фундамента



5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 3)

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; pmax — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил,

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; Мх — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; Ix — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил

,

где Wx — момент сопротивления подошвы, м 3 ; ex = Mx/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента

или для прямоугольной подошвы

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента,

где Мх, My, Iх, Iy, ex, ey, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

εu = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R < 150 кПа;

εu = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

εu = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε < 1/6 — трапециевидная (если ε = 1/10, соотношение краевых давлений pmin/pmax = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

Эпюры давлений под подошвой фундамента

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

Максимальное краевое давление,

где b — ширина подошвы фундамента; l = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l = 1,4).

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

Краевые давления под подошвой фундамента,

где id — крен заглубленного фундамента; ci — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φII = 37°; cII = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета εu = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

м 2 .

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой

кПа < 1,2 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

Источник

Проверка среднего давления под подошвой фундамента

Проверка среднего давления на грунт под подошвой фундамента производится из условия (3.1):

1) Среднее давление под подошвой ленточного фундамента определяется по формуле:

где — расчетная нагрузка, действующая на обрезе фундамента (на отметке -0,300), кН/м;

— собственный вес фундамента на 1 п.м. длины фундамента, кН/м;

где — собственный вес фундаментной плиты ФЛ, кН/м;

где — ускорение свободного падения;

– соответственно масса блока плиты и его длина.

Собственный вес фундаментной плиты по сечениям приведен в таблице 3.4.

№ сечения Марка плиты Длина , м Масса , т , кН/м
1-1 ФЛ 20.24 2,38 4,05 16,68
2-2 ФЛ 12.24 2,38 1,80 7,41
3-3 ФЛ 24.24 2,38 4,05 19,56
4-4 ФЛ 16.24 2,38 2,50 10,29
5-5 ФЛ 24.24 2,38 5,90 24,29
6-6 ФЛ 24.24 2,38 4,75 19,56
7-7 ФЛ 24.24 2,38 4,75 19,56

— собственный вес фундаментных блоков ФБС, кН/м;

Собственный вес фундаментных блоков сводим в таблицу 3.5.

№ сечения Марка блока
1-1, 2-2, 3-3, 7-7 3 ФБС 24.6.6-Т 2,38 1,96 24,212
1 ФБС 12.6.3-Т 1,18 0,46 3,820
28,032
4-4, 5-5 3 ФБС 24.4.6-Т 2,38 1,30 16,059
1 ФБС 12.4.3-Т 1,18 0,31 2,575
18,634
6-6 3 ФБС 24.4.6-Т 2,38 1,30 16,059
1 ФБС 12.4.3-Т 1,18 0,31 2,575
18,634

— собственный вес пола подвала и грунта на уступах фундаментной плиты ФЛ, кН/м

для внутренних стен:

где — ширина фундаментного блока, м;

— длина грунта и пола на уступах ;

— расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, ;

— толщина конструкции пола подвала,

для наружных стен:

для наружных стен лоджии:

Среднее давление на грунт по всем сечениям рассчитываем в табличной форме (таблица 3.6.).

№ сеч. кН/м , м , м кН/м кН/м кН/м м м кН/м , кПа
376,13 2,0 0,6 16,68 28,032 44,712 1,3 0,2 20.23 220.536
188,3 1,2 0,6 7,41 28,032 35,442 1,3 0,2 8.67 193.677
386,06 2,4 0,4 19,56 28,032 44,712 0,2 0,2 34.86 195,213
303,61 1,6 0,4 10,29 18,634 28,924 0,2 0,2 14.94 217,171
551,8 2,8 0,4 24,29 18,634 42,924 0,2 0,2 10,64 216,201
222,94 2,4 0,4 19,56 18,634 38,194 1,3 1,3 46.28 128,089
440,96 2,4 0,6 19,56 28,032 48,192 1,3 0,2 41.65 221,168
Читайте также:  Сколько дать отстояться фундаменту месяц год или достаточно только перезимовать

2) Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле (3.3):

Определение расчетного сопротивления грунта и выполнение проверки сводим в таблицу 3.7.

№ сечения , м , м , м , кПа , кПа
2.0 0,6 231.393 220.536 выполняется
1.2 0,6 211.291 193.677 выполняется
3 2,4 0,6 241,444 195,213 выполняется
4 1,6 0,6 221.342 217,171 выполняется
5 2,4 0,6 251,495 216,201 выполняется
6 2.4 1,6 276.332 128,089 выполняется
7 2,4 0,6 241.444 221,168 выполняется

Увеличения ширины подошвы фундамента не требуется.

Определение осадки основания

Осадку основания рассчитываем в сечении с максимальным давлением под подошвой фундамента (сечение 7-7). Расчет осадки производится в табличной форме (таблица 4.1).

Источник

Контактное давление под подошвой фундамента

γII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды), кН/м 3 (γII = 18,61 кН/м 3 );

γ ’ II – то же, залегающих выше подошвы, кН/м 3 (γ ’ II= 19,27 кН/м 3 );

b – ширина подошвы фундамента, м;

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

d – глубина заложения фундамента, м;

db– глубина подвала, м.

Краевые напряжения под подошвой фундамента вычисляются по формулам:

, где N01 – сумма вертикальных нагрузок в уровне обреза здания, кН;

b– ширина подошвы фундамента, м;

γm – усредненное значение удельных весов материалов фундамента и грунта обратной засыпки котлована, кН/м 3 ;

d – глубина заложения фундамента, м.

Для центренно нагруженных фундаментов установлены следующие условия:

Вес 1 м стены фундамента GФ = 41,69 кН.

Вес грунта на обрезе фундамента:

, где Gгр – вес грунта на обрезе фундамента, кН;

Vгр – объем грунта, м 3 ;

γ ’ II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, кН/м 3 .

Определим ширину подошвы фундамента bпо методу последовательных приближений.

Первое приближение: м;

Второе приближение: м;

Третье приближение: м;

Четвертое приближение: м;

Определим ширину подошвы фундамента графическим методом

Рисунок 3.1 – График зависимости Rи P от b

Принимаем в качестве подушки железобетонную плиту Ф 24 шириной b = 2,4 м.

Для плиты шириной b = 2,4 м вычисляем расчетное сопротивление грунта.

Зная размеры фундамента вычисляем его объем, а также вес грунта на его обрезах и проверяем давление по подошве

, где р– давление под подошвой фундамента, кПа;

N– вертикальная сила, кН;

Аф – площадь подошвы фундамента, м 2 .

Проверяем выполнение условия:

Условие выполняются, недонапряжение составило

Окончательно принимаем в качестве подушки фундамента сборную плиту марки Ф 24.

Расчет конструкции по первой и второй группам предельных состояний

Рассчитаем конструкцию фундамента по первой и второй группам предельных состояний. В качестве материала фундамента берем бетон класса В 25. Под подошвой фундамента предусмотрена песчано-гравийная подготовка, поэтому высоту защитного слоя бетона примем равной а = 3,5 см.

Вычислим рабочую высоту сечения по формуле

, где h – рабочая высота сечения, см;

h – высота фундаментной плиты, см;

а – толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры, см.

Определим расчетные нагрузки от веса фундамента и грунта на его обрезах:

Вес 1 м стены фундамента = 53,5 кН.

Вес грунта на обрезе фундамента:

, где – расчетный вес грунта на обрезе фундамента, кН;

Gгр – вес грунта на обрезе фундамента, кН;

Найдем максимальное давление под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок по формулам:

, где р– давление под подошвой фундамента, кПа;

N– расчетная вертикальная сила, кН;

Аф – площадь подошвы фундамента, м 2 .

Напряжение в грунте под подошвой фундамента у грани стены определим по формуле:

, где pi – напряжения в любом расчетном сечении подошвы фундамента, кПа;

N– вертикальная сила, кН;

А – площадь подошвы фундамента, м 2 ;

li – расстояние от оси фундамента до рассматриваемого сечения, м;

Источник

Расчет среднего давления под подошвой фундамента

1. Сборный типовой железобетонный ленточный фундамент под стену крупнопанельного жилого дома (см. схему).

2. Расчетная нагрузка N на фундамент составляет 700кН/м 2

3. Инженерно-геологические и гидрологические условия строительной площадки заданы.

4. Здание длиной 30м и шириной 15м представляет собой бескаркасную жёсткую конструкцию с отметкой пола подвала: -2,0м. Толщина бетонного пола подвала равна 0,1м.

5. Предельная допустимая осадка основания равна 0,1м.

Сборный ленточный фундамент состоит из плит и стены, собираемой из бетонных блоков.

Здесь обозначено: DL – отметка поверхности природного рельефа

NL – отметка планировки

Для данной лабораторной работы NL и DL совпадают

FL – отметка подошвы фундамента

WL – уровень подземных вод

1. Основание под подошвой фундамента сложено слоями из 4 видов грунта:

I Глина мягкопластичная:
II Суглинок тугопластичный:

III Песок мелкий:

IV Супесь пластичная:

2. Удельный вес грунта от уровня планировки до подошвы фундамента:

3. Границы слоев находятся на отметках: -3,8м ; -6м ; -8,8м.

4. Уровень грунтовых вод (WL) расположен на отметке: -5,7м.

5. Предельно допустимая осадка основания (S) равна 0,1 м.

Подбор типового размера и марки фундамента

При расчете деформаций оснований по схеме линейно-деформируемого полупространства среднее давление под подошвой фундамента P не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

Здесь, γс1 , γс2 – коэффициенты условий работы разных грунтов в основании (для лабораторной работы γс1 = 1,1; γс2 = 1,2);

Kz = 1 при b<10 м; k = 1,1;

b – ширина подошвы фундамента (определяется подбором для удовлетворения неравенства P<=R); максимальная стандартная ширина ленточного фундамента равна 3,2 м.

γп , γ’П – осредненные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже (при наличии грунтовых вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) и выше подошвы, кН/м 3 . Характеристика γП находится для слоя грунта толщиной z ниже подошвы фундамента:

z = b/2 при b<10 м и z = z1 + 0.1b при b>=10м (здесь z1 = 4м)

Ширина здания составляет 15м. b=15м, тогда z=5,5м.

Величина γ’П =17 для нашей лабораторной работы, это γ для засыпки.

Величина γП находится по следующей формуле (как средне-взвешенное):

i=1…n , где n – число слоёв грунта, укладывающихся в величине z, отсчитываемой от подошвы фундамента ( ).

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора (глины), должен приниматься с учётом взвешивающего действия воды по формуле:

Читайте также:  Особенности съемной опалубки для фундамента и как сделать самостоятельно

где gs = 26 кН/м 3 — для песчаного грунта, и 27 кН/м 3 — для пылевато-глинистого грунта;

gw = 10 кН/м 3 — удельный вес воды;

e – коэффициент пористости.

gsb = (27-10)/(1+0,65) = 10,3 — для суглинка

gsb = (26-10)/(1+0,65) = 9,7 — для песка

Значит,

1)При высоте плиты h=0,3

= (17*1,4 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*1,9)/5,5=14,80

2)При высоте плиты h=0,5

= (17*1,2 + 19*1,9 + 10,3*0,3 + 9,7*2,1)/5,5=14,54

сП — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

сП = 40

db — глубина подвала (расстояние от уровня планировки NL до пола подвала), м;

db = 2,0+0,1=2,1м

d — глубина заложения фундамента от уровня планировки NL, м.

1)При высоте плиты h=0,3, d=2,0+0,3+0,1=2,4

2) При высоте плиты h=0,5, d=2,0+0,5+0,1=2,6

Тогда мы можем рассчитать d1

где hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

для разной толщины подошвы соответственно:

1) hs1 = 0,3для h=0,3

2) hs2 = 0,5 для h=0,5

hcf — толщина конструкции бетонного пола подвала, м; hcf = 0,1м.

gcf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3

(gcf =20 кН/м 3 )

1)при высоте плиты h=0,3, d1=0,3+0,1*20/17=0,418

2) при высоте плиты h=0,3, d1=0,5+0,1*20/17=0,618

Значения коэффициентов Mn, Mq, Mc определяются по таблице 1 (таблица 5.3 из СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»), которая приводится ниже. Из нее видно, что, т.к. в нашем случае , то

Среднее давление Р по подошве фундамента от центральной нагрузки не должно превышать расчетного сопротивления R, то есть:

P = (N + GП) / A £ R (3)

где N — нагрузка, приложенная к обрезу фундамента; N=700 кН/м 2

GII — расчетная нагрузка от фундамента и грунта на его обрезах принимается

GII = 1,5 Gф; Gф — вес фундамента;

А— площадь фундамента, А= b*1 м.

В итоге:

1)для плиты h=0,3м

R = (1,1*1,2/1,1)[0,26*1*b*14,80 + 2,05*0,418*17 + (2,05-1)*2,1*17 + 4,55*40]=

Источник

Определение контактных напряжений по подошве сооружения

При взаимодействии фундаментов и сооружений с грунтами основания на поверхности контакта возникают контактные напряжения.

Характер распределения контактных напряжений зависит от жесткости, формы и размеров фундамента или сооружения и от жесткости (податливости) грунтов основания.

Классификация фундаментов и сооружений по жесткости

Различают три случая, отражающие способность сооружения и основания к совместной деформации:

— абсолютно жесткие сооружения, когда деформируемость сооружения ничтожно мала по сравнению с деформируемостью основания и при определении контактных напряжений сооружение можно рассматривать как недеформируемое;

— абсолютно гибкие сооружения, когда деформируемость сооружения настолько велика, что оно свободно следует за деформациями основания;

— сооружения конечной жесткости, когда деформируемость сооружения соизмерима с деформируемостью основания; в этом случае они деформируются совместно, что вызывает перераспределение контактных напряжений.

Критерием оценки жесткости сооружения может служить показатель гибкости по М. И. Горбунову-Посадову

где и — модули деформации грунта основания и материала конструкции; и – длина и толщина конструкции.

Модель местных упругих деформаций и упругого полупространства

При определении контактных напряжений важную роль играет выбор расчетной модели основания и метода решения контактной задачи. Наибольшее распространение в инженерной практике получили следующие модели основания:

— модель упругих деформаций;

— модель упругого полупространства.

Модель местных упругих деформаций.

Согласно этой модели, реактивное напряжение в каждой точке поверхности контакта прямо пропорционально осадке поверхности основания в той же точке, а осадки поверхности основания за пределами габаритов фундамента отсутствуют (рис. 3.1.а.):

где – коэффициент пропорциональности¸ часто называемый коэффициентом постели, Па/м.

Модель упругого полупространства.

В этом случае поверхность грунта оседает как в пределах площади загрузки, так и за её пределами, причём кривизна прогиба зависит от механических свойств грунтов и мощности сжимаемой толщи в основании (рис. 3.1.б.):

где — коэффициент жесткости основания, – координата точки поверхности, в которой определяется осадка; — координата точки приложения силы ; – постоянная интегрирования.

Влияние жесткости фундаментов на распределение контактных напряжений

Теоретически эпюра контактных напряжений под жестким фундаментом имеет седлообразный вид с бесконечно большими значениями напряжений по краям. Однако вследствие пластических деформаций грунта в действительности контактные напряжения характеризуется более пологой кривой и у края фундамента достигает значений, соответствующих предельной несущей способности грунта (пунктирная кривая на рис. 3.2.а.)

Изменение показателя гибкости существенно сказывается на изменении характера эпюры контактных напряжений. На рис. 3.2.б. приведены контактные эпюры для случая плоской задачи при изменении показателя гибкости t от 0 (абсолютно жесткий фундамент) до 5.

Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной нагрузки на его поверхности

Распределение напряжений в основании зависит от формы фундамента в плане. В строительстве наибольшее распространение получили ленточные, прямоугольные и круглые фундаменты. Таким образом, основное практическое значение имеет расчет напряжений для случаев плоской, пространственной и осесимметричной задач.

Напряжения в основании определяется методами теории упругости. Основание при этом рассматривается как упругое полупространство, бесконечно простирающееся во все стороны от горизонтальной поверхности загружения.

Метод угловых точек

Метод угловых точек позволяют определить сжимающие напряжения в основании по вертикали, проходящей через любую точку поверхности. Возможны три варианта решения (рис.3.9.).

Пусть вертикаль проходит через точку , лежащую на контуре прямоугольника. Разделив этот прямоугольник на два так, чтобы точка М являлась угловой для каждого из них, можно представить напряжения как сумму угловых напряжений I и II прямоугольников, т.е.

Если точка лежит внутри контура прямоугольника, то его следует разделить на четыре части так, чтобы эта точка являлась угловой для каждого составляющего прямоугольника. Тогда:

Наконец, если точка лежит вне контура загруженного прямоугольника, то его нужно достроить так, чтобы эта точка вновь оказалась угловой.

3.3.5. Влияние формы и площади фундамента в плане

На рис. 3.10. построены эпюры нормальных напряжений по вертикальной оси, проходящей через центр квадратного фундамента при (кривая 1), ленточного фундамента (кривая 2), и тоже, шириной (кривая 3).

В случае пространственной задачи (кривая 1) напряжения с глубиной затухают значительно быстрее, чем для плоской задачи (кривая 2). Увеличение ширины, а, следовательно, и площади фундамента (кривая 3) приводит к ещё более медленному затуханию напряжений с глубиной.

3. Выбор глубины заложения фундаментов.

Глубина заложения фундаментов зависит от множества факторов, большая часть которых либо не требует особых пояснений (например, наличие или отсутствие подвалов, большие уклоны рельефа), либо играет определяющую роль только в особых случаях (например, очень большие нагрузки на основание, наличие в непосредственной близости других заглубленных сооружений, сложные инженерно-геологические условия, в том числе наличие «карманов выветривания», слоев, склонных к скольжению и т.д.). Тем не менее, имеется один фактор, над которым проектировщик вынужден задумываться практически всегда и в 90…95% принимать решение на основе именно его оценки – это глубина сезонного промерзания грунтов. Такой вопрос может не рассматриваться лишь применительно к фундаментам внутренних стен отапливаемых помещений, где глубина заложения фундаментов может приниматься без каких-либо расчетов равной 0,5м (для тонких перегородок еще меньше, например, 0,2…0,3м). В остальных случаях выбор глубины заложения фундамента начинается с установления глубины промерзания грунта.

Читайте также:  Сколько времени фундамент набирает прочность

Отечественные нормы проектирования (СНиП 2.02.01-83*, СП 50-101-2004) требуют закладывать фундаменты наружных стен не ниже расчетной глубины промерзания грунта во всех случаях, где возможно пучение грунта. Исключается такая опасность в скальных, крупнообломочных грунтах, а также в песках гравелистых, крупных и средних. В таких (непучинистых) грунтах глубина заложения фундаментов может приниматься независимо от глубины промерзания грунтов.

В мелких и пылеватых песках, в твердых супесях необходимо дополнительно учитывать наличие подземных вод: если уровень подземных вод (УПВ) ниже глубины промерзания грунта более чем на 2м, пучения можно не опасаться и закладывать фундамент, не обращая внимания на глубину промерзания. Если же УПВ выше, то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания грунта.

В глинах, суглинках, пластичных супесях (за исключением упоминаемого ниже случая), закладка фундаментов на глубину промерзания грунтов обязательна. Исключением являются твердые и полутвердые глинистые грунты при отсутствии подземных вод (от УПВ до нижней границы промерзания грунта более 2м), в которых глубину заложения фундамента следует принимать не менее половины глубины промерзания. Если же УПВ выше, то фундамент закладывается на полную глубину промерзания, как в остальных разновидностях глинистых грунтов. Таким образом, в большинстве случаев (70…80%) фундаменты должны закладываться на глубину, не меньшую глубины промерзания грунта.

Во всех упомянутых случаях имеется в виду расчетная глубина промерзания грунта, которая устанавливается для каждого конкретного объекта в зависимости от нормативной глубины промерзания грунтов данного района и от теплового режима здания. Нормативная глубина промерзания грунта устанавливается на основе данных гидрометеорологических служб.

Расчетная глубина промерзания грунта устанавливается путем умножения упомянутой нормативной величины на коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. В нормах по проектированию оснований и фундаментов (СНиП 2.02.01-83*, СП 50-101-2004) приводится таблица, в которой этот коэффициент определяется в зависимости от ожидаемой температуры внутри помещения и от особенностей сооружения (вида полов, наличия подвала и т.д.). Например, при отсутствии подвала, при полах, устроенных непосредственно по грунту, при температуре внутри помещения +200С упомянутый коэффициент принимается равным 0,5, т.е. расчетная глубина промерзания будет в два раза меньше нормативной. Если полы – деревянные на лагах, то коэффициент теплового режима (в тех же условиях) будет равен 0,6.

4. Нормативная и расчетная глубина промерзания.

Расчетная

Согласно СНиП 2.02.01-83* нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

где Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;
Для г. Mt = 0

d — величина, принимаемая равной, м, для:
суглинков и глин — 0,23;
супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28;
песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30;
крупнообломочных грунтов — 0,34.

Нормативная

Глубина промерзания грунта различна и зависит от географического места расположения.
Средняя глубина промерзания для районов следующих городов составляет:
— Волгоград, Великие Луки, Курск, Псков, Смоленск — 1,2 м;
— Санкт-Петербург, Москва, Воронеж, Новгород — 1,4 м;
— Кострома, Пенза, Саратов, Вологда -1,5 м.

Уровень подземных, грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут условия, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод.

И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.
В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим вздутие грунта.
Это неприятное явление омрачается еще и тем, что это вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неравномерным. Следствие этого — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин, как в самом фундаменте, так и в стенах дома.
Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вздутие грунта не следовало бы уделять столько внимания — зимой дом равномерно приподнялся, а весной равномерно опустился. К сожалению, это не достижимо и по ряду других причин.
Поэтому, если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, то есть два выхода из такой ситуации:
— учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;
— провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и Силы, действующие на фундаменты
Рассмотрим силы, действующие на фундамент в летнее и зимнее время года при наиболее неблагоприятных условиях возведения фундамента — на пучинистом грунте с высоким уровнем грунтовых вод, расположенным выше уровня промерзания грунта.

5. Влияние конструктивных особенностей сооружения на глубину заложения фундамента.

Определение контактных напряжений по подошве сооружения

При взаимодействии фундаментов и сооружений с грунтами основания на поверхности контакта возникают контактные напряжения.

Характер распределения контактных напряжений зависит от жесткости, формы и размеров фундамента или сооружения и от жесткости (податливости) грунтов основания.

Источник

Adblock
detector