Розрахунок фундаментів мілкого закладення – Унікальна методика розрахунку!

Розрахунок фундаментів мілкого закладення необхідний для уточнення його геометричних розмірів і вибору різновиду фундаменту. Він зводиться до розрахунку трьох чинників: величини тиску будівлі на грунт, сили тиску грунту в результаті морозного пученія і визначення міцності рами фундаменту.

Розрахунок фундаментів мілкого закладення

Навантаження будівлі – це сукупність переданих навантажень, в спрощеному розрахунку – маса всієї будови, розподілена на 1 м2 нижній площині фундаменту. Сила деформації обдимання визначається за довідковими даними для конкретного типу грунту. Міцність рами залежить від геометрії фундаменту і застосовуваної арматури.

Розрахунок навантаження будівлі

Для того щоб обчислити масу будівлі, необхідно мати проект, що враховує розміри будови, матеріали, конструкцію і інші його особливості. Розрахунок навантаження на фундамент ведеться з урахуванням зимової снігового навантаження. Спосіб розрахунку простий: обчислюють маси окремих конструктивних елементів будівлі, підсумовують їх і ділять на площу підошви фундаменту. Визначають для даного типу грунту питомий розрахунковий опір ґрунту R0 і зіставляють його з отриманим значенням питомого навантаження N. Якщо R0 < N, переглядають розміри або форму фундаменту: виконують його з широкою підошвою, з розширенням донизу або збільшують його ширину.

Приклад розрахунку: цегляний одноповерховий будинок 10х8 м, зі стінами з повнотілої червоної цегли шириною в 0,4 метра, з залізобетонним перекриттям підлоги і дерев’яними перекриттями стелі. Дах – двосхилий, крита профнастилом. Споруда планується на важкої суглинистой грунті, регіон – Київ.

За наведеною методикою розрахунку навантаження N = 23 т / м2.

Морозний пучение і вибір типу мелкозаглубленного фундаменту

Поняття «пучіністие грунти» багатьох ставить в тупик. Спробуємо розібратися, що це таке. Різні ґрунти мають різний здатність накопичувати вологу. Крупнозернистий пісок, скельні породи не затримують воду, а глини, навпаки, пов’язують її, стають пластичними і довго залишаються вологими. Вода при замерзанні розширюється, при цьому грунт, що містить багато вологи, збільшується в розмірах. Це явище отримало назву «морозне здимання».

Залежно від складу і розміру часток ґрунти можна розділити на 5 груп – вони наведені в таблиці 1.

Різновиди грунту (Типи грунтів)

Залежно від групи грунту вибирають конструкцію мелкозаглубленного фундаменту по малюнку і визначають його габаритні розміри, глибину закладення і висоту підсипання. Обчислюють площу нижньої основи фундаменту Af.

За даними таблиці і малюнку вибираємо групу фундаментів, що відповідає типу грунту III «важкі суглинки». Це фундамент, чи не заглиблений в ґрунт, на піщано-гравійної підсипання. Ширина фундаменту – 0,4 м; висота – 0,7 м; товщина підсипки – 0,5 м.

Методика розрахунку деформацій

Розрахунок проводять по двом умовам:

  • розрахункова величина деформації обдимання не перевищує допустимої граничної деформації;
  • відносна деформація грунту з урахуванням навантаження не перевищує граничної відносної для конкретного типу будови.

Граничні деформації для конкретного типу будови визначають по таблиці 2.

Таблиця 2 – Допустимі деформації

Щоб визначити зазначені величини деформацій для конкретного будови, потрібно провести ряд складних розрахунків.

Деформацію пучения обчислюють за формулою

Формула для розрахунку деформації обдимання

У цій формулі N – питомий тиск всієї будови на грунт, воно обчислюється по окремої методикою і виражається в тоннах на 1 м2.

Коефіцієнт b залежить від співвідношення товщини підсипки до ширини підстави, він визначається за таблицею 3.

Таблиця 3 – Визначення коефіцієнта

величина Pr – на підошву від пучинистого грунту, для стрічкового фундаменту воно обчислюється за формулою:

Величина Pr – на підошву від пучинистого грунту

Показник b – ширина стрічки фундаменту, а ss – опір промерзлого грунту, його можна знайти в СНиП 2.02.01-83.

Потужність шару грунту, схильного спучуванню під фундаментом dz визначається як dz = df – d – hп, де df – середня глибина промерзання, визначена за таблицею 4, а величини d і hП – висота фундаменту і товщина підсипки, в метрах.

Таблиця 4 – Середня глибина промерзання грунту по регіонах

Середня глибина промерзання грунту по регіонах

Після розрахунку потужності шару грунту dz визначають за графіками коефіцієнт умов роботи промерзає грунту ka визначається за графіками в залежності від величини dz і значення площі підошви фундаменту Af на одиницю його довжини.

Графік – коефіцієнт умов роботи промерзає грунту k

Деформацію пучения ненагруженного підстави hfi знаходять за формулою з таблиці 5, що відповідає типу обраного фундаменту і його геометричних розмірів: глибини закладення фундаменту d і товщини подушки hп.

Таблиця 5 – Розрахункові формули для різних типів грунтів

Розрахункові формули для різних типів грунтів

    1. Визначаємо потужність промерзає шару пучинистого грунту dz = df – d – hп. Розрахункова глибина промерзання df для Москви по таблиці 4 дорівнює 1,4 м. dz = 1,4-0,7-0,5 = 0,2 м.
    2. Визначаємо питому площу фундаменту на метр його довжини, при ширині фундаменту 0,4 м площа дорівнює 0,4 м2.
    3. За малюнком визначаємо коефіцієнт ka, він дорівнює 0,56.
    4. Знаходимо по СНиП 2.02.01-83 показник?s – 64.
    5. Визначаємо за формулою т / м2.
    6. Знаходимо за формулою м
    7. Знаходимо коефіцієнт b по таблиці 3 для фундаменту стрічкового типу: для вибраного співвідношення товщини підсипки до ширини підстави 0,5 / 0,4 = 1,25 він дорівнює фундаменту 0,88.
    8. Навантаження будівлі, згідно з розрахунками, дорівнює 23 т / м2.
    9. Визначаємо м = 0,1 см.

    Допустима деформація пучения по таблиці 2 дорівнює 2,5 см. Умова виконується.

Відносну деформацію пучения з урахуванням жорсткості рами будови знаходять за формулою

Формула – для деформацію пучения з урахуванням жорсткості рами

Показник w, що знаходиться в залежності від коефіцієнта гнучкості конструкцій будівлі l по ВСН 29-85, визначають за наведеним графіком.

Показник W визначають за графіком

Dhfp– різниця деформацій пученія при максимумі і мінімумі предзимней вологості грунту.

L – довжина стіни будівлі, м.

    • Визначаємо за методикою ВСН 29-85 значення показника гнучкості конструкцій будівлі l – 0,55.
    • Визначаємо за графіком значення показника w – 0,03.
    • Визначаємо різницю деформацій пученія за методикою ВСН 29-85. Dhfp = 0,0022 м.
    • Довжина стін будівлі дорівнює 10 і 8 м.
    • Відносна деформація з урахуванням жорсткості рами для довгої стіни м.
    • Для короткої стіни м
    • Допустиме значення за таблицею 2 – 0,0005 м. Умова виконується.

Якщо в результаті розрахунку виявиться, що умови не виконуються, необхідно збільшити розрахункову товщину подушки або площа фундаменту, змінивши ширину підстави.

Ссылка на основную публикацию