Bz, Az– ширина и площадь подошвы условного фундамента

Толщи.

ВС – нижняя граница сжимаемой

ИГЭ-1 ИГЭ-2

СII, II, II,1

II,2

ВС

R =  c 1 ×  c 2 [ M

k 

k z

b ×  II

+ M q

d 1 II

+ (M q

- 1) × db II

+ M c

cII ],

(3.5)

× 

× 

'

'

где с1, с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по нормам на проектирование оснований; k – коэффициент, равный единице, если прочностные характеристики грунта определены из опыта, и 1,1, если они приняты по справочным данным; M, Mq, Mc – табличные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта; kz – коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента b и принимаемый равным единице, если b < 10 м; cII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

db – глубина подвала, измеряемая от уровня планировки до пола подвала (при ширине подвала более 20 м принимается равной нулю, в остальных случаях не более 2 м);

d1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных зданий или приведенная глубина заложения от пола подвала, определяемая по формуле:

d 1 =

hs + hcf

 cf



,

'

II

(3.6)

где hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

hcf – толщина конструкции пола подвала;

cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала.

Входящая в формулу (3.5) расчетная величина удельного веса грунта II определяется как осредненное значение для слоев грунта, слагающих сжимаемую толщу ниже подошвы фундамента, по формуле:

 II

n

= å II, i × hi

i =1

n

å hi,

i =1

(3.7)

где II,i и hi – соответственно удельный вес, определяемый при необходимости с учетом взвешивающего действия воды, и толщина i – го слоя грунта. Допускается осреднять значение II на глубине, равной половине ширины подошвы фундамента; n – количество слоев грунта в сжимаемой толще.



II

Входящая в формулу (3.5) величина удельного веса '

определяется по

формуле (3.7) для грунтов выше подошвы фундаментов, т.е. для грунтов обратной засыпки. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, в формуле (3.5) используется приведенная ширина фундамента b, равная корню квадратному из площади подошвы А.

3. Прочность подстилающего слоя. При наличии в пределах сжимаемой толщи основания на глубине z от подошвы фундамента слоя грунта меньшей прочности, чем прочность грунтов вышележащих слоев (рис. 3.4), размеры фундаментов должны назначаться таким образом, чтобы выполнялось условие:

o zp +  zg

£ Rz

(3.8)

где zp и zg – вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно дополнительные от нагрузки на фундамент и бытовые от собственного веса грунта; Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z, вычисляемое по формуле (3.5) для условного фундамента шириной bz. Ширина условного фундамента вычисляется по формуле:

N

szg,z

z

Az

Bz

DL

СII, II, R

szp,z

СII,z, II,z, Rz

Рис. 3.4. Схема к проверке прочности подстилающего слоя: z – глубина залегания подстилающего слоя;

СII, II, R – прочностные характеристики и расчетное сопротивление несущего слоя; СII,z, II,z, Rz - прочностные характеристики и расчетное сопротивление подстилающего слоя;

bz =

A + a 2

- a;

Az =

N;

o zp

a = l - b,

2

(3.9)

z

где N – суммарная вертикальная нагрузка на основание от фундамента;

l, b – соответственно длина и ширина фундамента.

4. Несущая способность основания. Расчет несущей способности основания в общем случае выполняется графоаналитическими методами круглоцилиндрических или ломаных поверхностей скольжения. При этом сила предельного сопротивления основания по поверхности скольжения определяется по формуле:

 = (

- u) tg  I

+ cI

, (3.10)

где  - нормальное напряжение на поверхности скольжения; u – избыточное давление в поровой воде; I, cI – расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, соответствующие стабилизированному состоянию основания.

Величина избыточного давления в поровой воде u определяется в соответствии с теорией фильтрационной консолидации грунтов (лекция № 8 курса "Механика грунтов") и в стабилизированном состоянии грунта равна нулю. Для медленно уплотняемых водонасыщенных грунтов допускается (в запас прочности) принимать величину избыточного давления в поровой воде u равной нормальному напряжению на поверхности скольжения .

В расчетах на прочность (рис. 3.5) предварительно определяется угол наклона к вертикали  равнодействующей внешней нагрузки на основание:

tg 

= Fh,

Fv

(3.11)

где Fh и Fv – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента. Если tg  ³ sin I, следует производить расчет фундамента на сдвиг по подошве (см. лекцию № 6 курса "Механика грунтов"). При этом в составе сдвигающих сил следует учитывать активное давление грунта на боковую поверхность фундамента, а в составе удерживающих сил пассивное давление грунта. Активное давление грунта также учитывается в составе горизонтальных нагрузок в расчетах на прочность основания в случае неодинаковой пригрузки с разных сторон фундамента.

q 0,5R

hf

My=Fhxhf

F

d

Fv

Fh

Fv

z

плоскость скольжения

Mx=Fhyhf

х

Рис. 3.5. Схема к проверке несущей способности основания жесткого фундамента:

Дата добавления: 2014-01-07