Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения
Размеры подошвы фундамента Ф4 определяем методом последовательного приближения.
1. Расчет площади подошвы в первом приближении:
м2
м. Принимаем b1 = 2,7 м
2. Определяем расчетное сопротивление грунта основания (формула 7 СНиП 2.02.01-83)
По таблицам 3, 4 СНиП определяем:
gс1 = 1,4; gс2 = 1,4; к =1,1; Кz =1; Мg =1,81; Мq = 8,24; Мc = 9,79.
Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:
кН/м3
Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:
кН/м3
Так как здание без подвала, то приведенная глубина заложения d1=0.
кПа
3. Определяем площадь подошвы во 2-м приближении
м2
Принимаем размеры подошвы
b2 = 2,1м l2 = 2,6 м, А2 = 5,46 м2
4. Вычисляем среднее давление под подошвой фундамента:
кПа
где 
Gф,II=0,85dּbּlּγбет = 0,85·1,5·1,8·2,7·25 = 174,04 кН,
Gгр,II=0,15dּbּlּγгр = 0,15ּ1,5·1,8·2,7·19,28 = 23,69 кН.
кПа
5. Проверяем выполнение условий:
а) р £ R, т.е. 501,41 < 557,82.
Условие выполняется.
Недонапряжение составило 
б) рmax £1,2R; 0£ рmin
Определяем
,
где 
Получаем рmax= 657,8 кН < 1,2R = 669,42 кН
рmin=345,03 кН > 0
Все условия выполняются.
Окончательно принимаем размеры подошвы b =2,1 м l = 2,6 м.
Конструирование столбчатого фундамента
Фундамент монолитный с глубиной заложения 1,5 м. Подошва в плане прямоугольная со сторонами 2,1х2,6 м. При конструировании учитывают, что отношение высоты к вылету уступа было не более 1:2 при связанных грунтах и при песчаных не более 1:3
Класс бетона В25, арматура А-III. Под подошвой монолитного фундамента устраивается бетонная подготовка толщиной 10 см из бетона класса В7,5.
Защиту подземной части здания от поверхностных вод производим устройством отмостки. Кроме того, в стенах на высоте 15 см от отмостки предусматриваем непрерывную водонепроницаемую изоляцию из двух слоев рубероида на битумной мастике.
Расчет осадки фундамента
Так как ширина подошвы фундамента меньше 10 м, для расчета осадок применяем метод послойного суммирования.
Последовательность расчета.
1.Вычерчиваем расчетную схему.
2.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения от собственного веса грунта
и строим эпюру σzq слева от оси z и эпюру 0,2 σzq справа от оси.
а) на поверхности земли 
б) на уровне подошвы фундамента
б) на уровне подошвы 3-го слоя
в) на уровне подошвы 4-го слоя
г) в 5-м слое на уровне грунтовых вод
д) на уровне контакта 5 и 6 слоя с учетом взвешивающего действия воды
д) на уровне контакта 6 и 7 слоя с учетом взвешивающего действия воды
; 
3.Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента
где P = 501,41 кН – определено ранее.
4.Разбиваем толщину основания на элементарные слои толщиной hi = 0,42м, исходя из условия hi≤0,2b. Определяем координаты подошв элементарных слоев, причем z = 0 соответствует подошве фундамента, и начинаем заполнять таблицу 3.
5.Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоев грунта по формуле
где α – коэффициент учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления.
Строим эпюру σzp. Точка пересечения эпюр σzp и 0,2 σzq соответствует нижней границе сжимаемой толщи.
6. Определяем величины средних дополнительных давлений в каждом из дополнительных слоев.
7.Находим величины осадок каждого элементарного слоя
где β – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.
8.Суммарная осадка всех элементарных слоев составляет расчетную величину осадки основания S.
Результаты всех вычислений заносим в таблицу.
Таблица 5. – Результаты расчета фундамента Ф4 методом послойного суммирования
| Номер точек | z, м | 
| α |  кПа
| Номер слоя | 
кПа
| 
м
| 
| 
кПа
| 
м
| |
| 475,16 | |||||||||||
| 468,75 | 0,42 | 0,74 | 0,00455 | ||||||||
| 0,42 | 0,4 | 0,973 | 462,33 | ||||||||
| 433,82 | 0,42 | 0,74 | 0,00421 | ||||||||
| 0,84 | 0,8 | 0,853 | 405,31 | ||||||||
| 366,83 | 0,42 | 0,74 | 0,00356 | ||||||||
| 1,26 | 1,2 | 0,691 | 328,34 | ||||||||
| 293,42 | 0,42 | 0,74 | 0,00285 | ||||||||
| 1,68 | 1,6 | 0,544 | 258,49 | ||||||||
| 230,46 | 0,42 | 0,74 | 0,00224 | ||||||||
| 2,1 | 0,426 | 202,42 | |||||||||
| 200,05 | 0,42 | 0,74 | 0,00194 | ||||||||
| 2,2 | 2,1 | 0,416 | 197,67 | ||||||||
| 178,9 | 0,42 | 0,62 | 0,00412 | ||||||||
| 2,52 | 2,4 | 0,337 | 160,13 | ||||||||
| 144,45 | 0,42 | 0,62 | 0,00333 | ||||||||
| 2,94 | 2,8 | 0,271 | 128,77 | ||||||||
| 116,66 | 0,42 | 0,62 | 0,00269 | ||||||||
| 3,36 | 3,2 | 0,22 | 104,54 | ||||||||
| 95,51 | 0,42 | 0,62 | 0,0022 | ||||||||
| 3,78 | 3,6 | 0,182 | 86,48 | ||||||||
| 79,59 | 0,42 | 0,62 | 0,00183 | ||||||||
| 4,2 | 0,153 | 72,7 | |||||||||
| 68,9 | 0,42 | 0,62 | 0,00159 | ||||||||
| 4,62 | 4,4 | 0,137 | 65,1 | ||||||||
| 60,59 | 0,42 | 0,62 | 0,00139 | ||||||||
| 5,04 | 4,8 | 0,118 | 56,07 | ||||||||
| 55,6 | 0,42 | 0,62 | 0,00128 | ||||||||
| 5,07 | 4,83 | 0,116 | 55,12 | ||||||||
| 50,61 | 0,42 | 0,74 | 0,00058 | ||||||||
| 5,46 | 5,2 | 0,097 | 46,09 | ||||||||
| 44,43 | 0,42 | 0,74 | 0,00051 | ||||||||
| 5,8 | 5,52 | 0,09 | 42,76 | ||||||||
| 41,34 | 0,42 | 0,74 | 0,00048 | ||||||||
| 5,88 | 5,6 | 0,084 | 39,91 | ||||||||
| 37,54 | 0,42 | 0,74 | 0,00043 | ||||||||
| 6,3 | 0,074 | 35,16 | |||||||||
| 33,26 | 0,42 | 0,74 | 0,00038 | ||||||||
| 6,72 | 6,4 | 0,066 | 31,36 | ||||||||
| 29,22 | 0,42 | 0,74 | 0,00034 | ||||||||
| 7,14 | 6,8 | 0,057 | 27,08 | ||||||||
| S = 0,0405 |
Общая осадка составила S = 4,05 см < Su = 8 см, следовательно фундамент запроектирован правильно.