Расчёт столбчатого фундамента на естественном основании

Расчётные нагрузки от колонны по верхнему обрезу фундамента (рис. 2) приведены в табл. 4.

Таблица 4

Расчётные нагрузки по верхнему обрезу фундамента

Определяем ширину подошвы фундамента.

Принимаем d_b = 2 м, так как глубина подвала 2,2 м > 2 м.

Для суглинка j =24°, с =20 кПа, g_II =21,0 кН/м³, I_L = 0,36.

По табл. 4 [1] имеем M_g = 0,72; M_q = 3,87;  M_c = 6,45.

По табл. 3 [1] принимаем при 0,25 < I_L £ 0,5 и L/H < 1,5 g_С1 = 1,2; g_С2 =1,1.

k = 1; k_z = 1.

При глубине заложения подошвы фундамента 3 м получаем

.

 м.

Определяем расчётное сопротивление грунта при ширине фундамента b = 1 м по формуле (7) [1]

 кПа.

Вычисляем требуемую площадь фундамента при g_mt = 20 кН/м³

м².

По справочнику [10] принимаем сборный фундамент Ф 9-4: l = 3,0 м; b = 2,4 м; А =7,2 м²; V = 5 м³.

Уточняем

кПа.

Уточняем нагрузки на основание:

вес фундамента  кН;

вес стены подвала  кН;

вес грунта на уступах фундамента  кН.

Определяем нагрузки от горизонтального давления грунта на стену подвала. Грунт обратной засыпки – песок с j = 30° и g_II = 19,0 кН/м³. По поверхности земли приложена нагрузка q = 12,0 кПа. Расчётная схема показана на рис. 2.

Приведённая высота грунта  м.

Из теории давления грунтов на подпорные стенки:

 кПа;

 кПа.

Нагрузку на стену раскладываем на равномерную и треугольную. При шаге колонн 6 м

 кН/м;

 кН/м.

Фундамент считаем защемлённым в грунте на уровне подошвы. Определяем момент и горизонтальное усилие в заделке как для статически неопределимой балки по табл. 8.1.3. [11] при .

Таблица 5

Усилия на уровне подошвы фундамента

Выполняем проверки давлений на грунт.

Среднее давление на грунт

 кПа < R = 379 кПа.

Краевые давления:

– комбинация 1  м;

;

p_max = 425 кПа < R = 455 кПа;

p_min = 295 кПа > 0.

– комбинация 2  м;

;

p_max = 380 кПа < R = 455 кПа;

p_min = 152 кПа > 0.

Проверка слабого подстилающего слоя

Ниже несущего слоя суглинка залегает супесь с меньшими прочностными характеристиками. Требуется проверка прочности супеси. Исходные данные приведены в разделе 3.3. Расчётная схема показана на рис. 2.

Проверка производится по формуле (9) [1]. Должно удовлетворяться условие s_zp + s_zg £ R_z.

s_go = 15,0 × 1,0 + 21,0 × 2,0 = 57 кПа; p_II = 360 кПа;

p_o = p_II - s_go = 360 – 57 = 303 кПа.

Расстояние от подошвы до подстилающего слоя z = 1,5 м.

Площадь условного фундамента  м².

 м.

Ширина условного фундамента  м.

Определяем расчётное сопротивление супеси для условного фундамента шириной b_z = 3,63 м и глубиной заложения d = 4,5 м.

h_s = 0,6 + 1,5 = 2,1 м;  м;

d_b = 2,0 м.

Супесь выдержит передаваемое на неё давление.