При несовпадении ширины фундамента, полученной по расчету, с шириной типовой сборной плиты, проектируют прерывистые фундаменты. Расчетное сопротивление грунтов основания R для прерывистых фундаментов определяют как для ленточных фундаментов с повышением значения R коэффициентом к d, принимаемым по таблице 11 и 12 приложения.
Прерывистые фундаменты с повышением расчетного сопротивления основания не рекомендуются:
в грунтовых условиях I и II типа по просадочности при отсутствии поверхностного уплотнения грунта в пределах деформируемой зоны;
при сейсмичности района 7 баллов и более (в этом случае можно применять плиты с угловыми вырезами, укладывая их в виде непрерывной ленты);
при неравномерном напластовании грунтов в пределах сооружения;
при залегании ниже подошвы фундаментов глинистых грунтов с показателем текучести IL >0,5 и рыхлых песков;
если разница между типовым и расчетным размером составляет 
м.
При совпадении ширины типовой сборной железобетонной плиты с шириной фундамента, полученной по расчету, могут быть применены плиты с угловыми вырезами или плиты прямоугольной формы, которые укладывают в виде непрерывной ленты. В этом случае расчетное сопротивление грунта основания R, вычисленное по формуле (8), может быть повышено в зависимости от соотношения расчетной осадки основания фундамента и предельно допустимой в соответствии с п.1.2.
Пример 5. Расчет ленточного фундамента на прерывистость
Задание: Проверить возможность применения и рассчитать разрыв между фундаментными плитами, подобранными в примере 4.
Исходные данные:
Длина стены под которую рассчитывается ленточный фундамент 60м.
Решение
Физико-механические характеристики грунтов позволяют применить прерывистый фундамент: в основании нет просадочных грунтов, рыхлых песков и глинистых грунтов с 
.
Разница между типовым и расчетным размером составляет 
м
Определяем площадь типовой фундаментной плиты
Площадь непрерывного фундамента под стену, при ее длине 60м
Коэффициент превышения
Максимальное значение 
для глины при 
(таблица 11 приложения)
Площадь прерывистого фундамента
Требуемое количество плит
Принимаем 19 плит и рассчитываем разрыв
Максимальное рекомендованное значение разрыва -0,9м, превышает найденное.
При этом разрыве среднее давление по длине стены
=300*60/19*2,4+20*2,3=440,7≥402,17 кПа
условие не выполняется.
Увеличиваем количество плит и проверяем давление
=300*60/20*2,4+20*2,3=421≥402,17 кПа
условие не выполняется.
Увеличиваем количество плит и проверяем давление
=300*60/21*2,4+20*2,3=403,1≥402,17 кПа
условие не выполняется.
Увеличиваем количество плит и проверяем давление
=300*60/22*2,4+20*2,3=386,9≤402,17 кПа
Условие выполняется. Пересчитываем разрыв
Принимаем разрыв между плитами 30 см.
Расчет осадки фундамента
Расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента 
, не превышающем расчетное сопротивление грунта 
, следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи 
.
Для предварительных расчетов деформаций основания фундаментов сооружений II и III уровней ответственности при среднем давлении под подошвой фундамента , не превышающем расчетное сопротивление грунта 
допускается применять расчетную схему в виде линейно деформируемого слоя, при соблюдении следующих условий:
ширина (диаметр) фундамента 
³10 м;
среднее давление под подошвой фундамента изменяется в пределах от 150 до 500 кПа;
глубина заложения фундамента от уровня планировки 
£ 5 м;
в основании фундамента залегают грунты с модулем деформации 
³10 MПa.
Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимают на глубине 
, где выполняется условие 
. При этом глубина сжимаемой толщи не должна быть меньше 
, равной 
при 
10 м, ( 
) при 10 
60 м и 10м при 
60м.
Если в пределах глубины , найденной по указанным выше условиям, залегает слой грунта с модулем деформации 
МПа, сжимаемую толщу допускается принимать до кровли этого грунта.
Если найденная по указанным выше условиям нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации 
7 МПа или такой слой залегает непосредственно ниже глубины , то этот слой включают в сжимаемую толщу, а за принимают минимальное из значений, соответствующих подошве слоя или глубине, где выполняется условие 
.
Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта, 
, кПа, на границе слоя, расположенного на глубине 
от подошвы фундамента, определяется по формуле:
(20)
где 
– средний удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента; 
– глубина заложения подошвы, м; 
и 
соответственно удельный вес, кН/м3, и толщина -го слоя грунта, залегающего выше границы слоя на глубине 
от подошвы фундамента, м; 
– поровое давление на рассматриваемой границе слоя, кН/м2.
Для неводонасыщенных грунтов поровое давление принимается равным нулю.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при коэффициенте фильтрации слоя грунта больше 1х 
м/сут и 
0,25 (для глинистых грунтов).
При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с коэффициентом фильтрации менее 1х м/сут и 
0,25 (для глинистых грунтов) его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды, для определения в этом слое и ниже его следует учитывать давление столба воды, расположенного выше этого слоя.
Осадку основания фундамента 
, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяют методом послойного суммирования по формуле
(21)
где 
– безразмерный коэффициент, равный 0,8;
– среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа;
– толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;
– модуль деформации 
-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;
– модуль деформации -го слоя грунта по ветви вторичного нагружения, кПа;
– число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
– среднее значение вертикального напряжения в -м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта, кПа;
(22)
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа (при планировке срезкой 
, при отсутствии планировки и планировке подсыпкой 
, где – удельный вес грунта, кН/м3, расположенного выше подошвы; 
и 
, – глубина заложения, м, от уровня планировки и от естественного уровня соответственно.
При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле (21) не учитывать второе слагаемое.
При этом распределение вертикальных напряжений по глубине основания принимают в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4 .
Средние значения напряжений , и 
в 
-м слое грунта допускается вычислять как полусумму соответствующих напряжений на верхней 
и нижней 
границах слоя.
При возведении сооружения в отрываемом котловане глубиной более 5м следует различать три следующих значения вертикальных напряжений:
– от собственного веса грунта до начала строительства; 
– после отрывки котлована; 
– после возведения сооружения.
Если среднее давление под подошвой фундамента 
£ 
, осадку основания фундамента определяют по формуле:
(23)
Вертикальные напряжения от внешней нагрузки 
зависят от размеров, формы и глубины заложения фундамента, распределения давления на грунт по его подошве и свойств грунтов основания. Для прямоугольных, круглых и ленточных фундаментов значения ,кПа, на глубине от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле:
(24)
где 
– коэффициент рассеивания напряжений, зависящий от соотношений 
, учитывающий уменьшение дополнительных вертикальных напряжений по глубине, определяется по табл. 13 приложения;
– среднее давление под подошвой фундамента, кПа.
Расчет осадки ленточных с угловыми вырезами и прерывистых фундаментов производят как расчет сплошного ленточного фундамента на среднее давление, отнесенное к общей площади фундамента, включая промежутки между плитами и угловые вырезы.
Вертикальные напряжения 
, кПа, на глубине 
от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади (включая вес обратной засыпки) определяют по формуле
(25)
где 
- то же, что и в формуле (24), кПа;
- вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок; 
- число влияющих фундаментов или нагрузок.
При сплошной равномерно распределенной нагрузке на поверхности земли интенсивностью 
, кПа (например, от веса планировочной насыпи), значение по формуле (25) для любой глубины определяют по формуле
(26)
Пример расчета осадки с учетом влияния соседнего фундамента приведен в [2].
Рис. 4. Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве
DL– отметка планировки; NL– отметка поверхности природного рельефа; FL– отметка подошвы фундамента; WL– уровень подземных вод; ВС– нижняя граница сжимаемой толщи; 
и – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки и поверхности природного рельефа; 
– ширина фундамента; – среднее давление под подошвой фундамента; 
и – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине от подошвы фундамента и на уровне подошвы; и 
– вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине 
от подошвы фундамента и на уровне подошвы; – вертикальное напряжение от собственного веса вынутого в котловане грунта в середине -го слоя на глубине от подошвы фундамента; – глубина сжимаемой толщи.
Пример 6. Расчет осадки отдельно стоящего фундамента
Задание:
Определить осадку отдельно стоящего фундамента. Инженерно-геологические условия и размеры подошвы принять по примеру 3.
Исходные данные:
1. Грунты основания:
– песок пылеватый, плотный, маловлажный, имеет характеристики 
= 300 кПа; 
= 18,3 кН/м3; 
= 26,6 кН/м3; = 23 МПа; мощность слоя – 
= 2,3 м;
– супесь пластичная, имеет характеристики: 
= 239 кПа; = 19,0 кН/м3; = 26,8 кН/м3; 
= 0,75; = 16,1 МПа; мощность слоя – 
= 2,6 м;
– песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой, имеет характеристики: = 200 кПа; 
= 20,0 кН/м3; = 26,6 кН/м3; = 28 МПа; мощность слоя – 
= 2,2 м;
– глина полутвердая, имеет характеристики: = 361 кПа; = 20,0 кН/м3; = 27,4 кН/м3; = 0,22; = 21,3 МПа; мощность слоя – 
=4,1 м.
2. Уровень грунтовых вод на отметке (– 5,00) м от уровня планировки.
3. Глубина заложения подошвы фундамента – = 2,8 м.
4. Ширина подошвы фундамента – = 1,5 м.
5. Нагрузки на фундамент: 
кН; 
= 47,86 кН·м.
6. Среднее давление под подошвой фундамента – P = 241,75 кПа (пример 3).
Решение:
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента находим по формуле:
,
где 
– осредненное значение удельного веса грунта обратной засыпки от уровня планировки до подошвы фундамента, равное:
Разбиваем основание под подошвой на слои толщиной Δ ≤ 
. От второго слоя ниже подошвы осталось 2,1м – разбиваем – первый слой 0,6м и 3 элементарных слоя по 0,5м. Третий слой – до грунтовых вод -0,1м, 3 слоя по 0,5м и 2 слоя по 0,6м.
Для нахождения глубины сжимаемой зоны определим значения 
и 
по оси фундамента. Расчет сводим в таблицу 1.
К расчету осадки
| ,
м
|  ,
м
| , кН/м3
| , кПа
|
|  ,
кПа
| , кПа
| 
кПа
| E, мПа | S, мм
| |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | ||
| 0 | 2,8 | 17,5 | 49 | 1 | 49 | 241,75 | - | - | - |
|
| 0,6 | 0,6 | 19,0 | 68,6 | 0,848 | 41,55 | 205 | 178,1 | 16,1 | 5,3 | |
| 1,1 | 0,5 | 19,0 | 78,1 | 0,581 | 28,47 | 140,46 | 137,72 | 16,1 | 3,4 | |
| 1,6 | 0,5 | 19,0 | 87,6 | 0,385 | 18,87 | 93,07 | 93,10 | 16,1 | 2,3 | |
| 2,1 | 0,5 | 19,0 | 97,1 | 0,260 | 12,74 | 62,86 | 62,16 | 16,1 | 1,5 | |
| 2,2 | 0,1 | 20,0 | 99,1 | 0,244 | 11,96 | 58,99 | 48,58 | 28 | 0,2 | |
| 2,7 | 0,5 | 10,1 | 104,15 | 0,173 | 8,48 | 41.82 | 40,19 | 28 | 0.1 | |
| 3,2 | 0,5 | 10,1 | 109,2 | 0,130 | 6,37 | 25,01 | - | |||
| 3,7 | 0,5 | 10,1 | 114,25 | 0,1 | 4,9 | 19,23 | - | |||
| 4,3 | 0,6 | 10,1 | 120,31 | 0,076 | 3,72 | 14,65 | - | |||
| 4,3 | водоупор | 141,31 | - | |||||||
| 4,9 | 0,6 | 20,0 | 153,31 | 0,059 | 2,89 | 11,37 | ∑s= 12,8 | |||
Примечание : 
средние значения напряжений в пределах слоя
Скачок на уровне водоупора (глина полутвердая) за счет гидростатического давления определяем по формуле:
кПа
Где 
- расстояние от планировки до водоупора, 
-расстояние от планировки до грунтовых вод.
Граница сжимаемой зоны находится на отметке 2,7 м от подошвы фундамента:
Вычисляем полную осадку суммированием осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи:
=1,28 см
где 
– осредненные дополнительные напряжения и напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта в пределах каждого слоя, кПа (рис.5);
Сравниваем полную осадку фундамента с предельно допустимой осадкой для зданий с железобетонным каркасом (табл.17 приложения):
– условие выполняется.
Эпюры напряжений (слева) и (справа) приведены на рисунке 5.
Рис 5. Распределение напряжений в основании фундамента
Расчет крена
Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом должен вычисляться с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания. При определении кренов фундаментов, кроме того, необходимо, как правило, учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).
Крен фундамента при действии внецентренной нагрузки определяют по формуле
(27)
Где
(28)
- коэффициент, принимаемый по таблице 14 приложения; и ν - соответственно модуль деформации, кПа, и коэффициент поперечной деформации грунта основания (значение ν принимают по таблице 15 приложения); в случае неоднородного основания значение 
принимают средним в пределах сжимаемой толщи; 
- вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы, кН; 
- эксцентриситет, м ; 
- диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента, м, в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью 
принимают 
.
Пример 7. Расчет крена отдельно стоящего фундамента
Задание:
Определить крен отдельно стоящего фундамента. Инженерно-геологические условия и размеры подошвы принять по примеру 3.
Решение
Крен фундамента при внецентренной нагрузки определяем по формуле:
Где ν– осредненное значение коэффициента Пуассона в пределах сжимаемой толщи, для песков и супесей ν = 0,3;
кН*м
=18,74 МПа– осредненное значение модуля деформации в пределах сжимаемой толщи (табл. 1); ke = 0,65 – коэффициент, зависящий от соотношения 
, принимаемый по табл.14 приложения; 
м–большая сторона прямоугольного фундамента, в направлении которой действует момент.
Крен для данного типа зданий не ограничивается.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 461.
