эл. учебник. И фундаменты

• Название: И фундаменты
• Дата: 21.10.2022
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: эл. учебник.doc
• Тип: Учебник; #746623
• страница: 6 из 26

лубки используют тонкостенные сборные железобетонные эле­менты, которые входят в состав конструкции фундамента.

Монолитные фундаменты из бетона, бутобетона и бутовой кладки, т. е. плохо сопротивляющиеся растягивающим напряже­ниям, применяют, когда они работают в основном на сжатие. Выступающие части фундаментов в таких случаях делают с уступами или наклонными (рис. 10.3). Наименьшее отношение высоты уступа к его выносу к: Iи высоты фундамента к его пол­ному выносу Н: Lустанавливается в пределах от 2 до 1 в зави> симости от прочности кладки фундамента и интенсивности дав­ления по подошве.

Под железобетонные монолитные фундаменты обычно уст­раивают подготовку из слоя щебня, втрамбованного в грунт и политого раствором, или из тощего бетона. Подготовка пред­назначается для предотвращения: 1) вытекания цементного мо­лока из бетонной смеси в грунт (при фильтрующих грунтах); 2) перемешивания бетонной смеси с грунтом (при несвязных и слабых грунтах); 3) возможности погружения арматуры в грунт (при тяжелой арматуре и слабом грунте). При плотных слабо-фильтрующих грунтах подготовку не делают, а принимают тол­щину защитного слоя бетона под арматурой в 5...8 см. При на­личии же подготовки толщина защитного слоя составляет 3 см.

Устройство верхней части фундаментов зависит от характера опирающихся на них конструкций. При сборных железобетон­ных колоннах для их установки в фундаментах делают стаканы (рис. 10.4, а) или предусматривают стык колонны с фундамен­том с помощью закладных деталей. Фундаменты выполняют с повышенной стаканной частью, чтобы можно было произвести обратную засыпку грунта до проектной отметки перед установ­кой колонн. При металлических колоннах обрез фундамента располагают на глубине 0,5... 1 м от поверхности грунта для воз­можности размещения металлического подколенника ниже от­метки планировки и пола здания (рис. 10.4,6).

10.1.6. Защита фундаментов !

от агрессивных подземных вод '

Подземные воды являются слабыми растворами химиче­ских веществ. Некоторые из этих веществ; при определенной

233

тггттгтп

Р ис. 10.5. Изоляция фундамента он агрессивных подземных вод

'It ill r (I IIIWill /It fit til II/ ///

концентрации образуют агрес­
сивную по отношению к бето­
ну среду. Под воздействием
агрессивных подземных вод
бетон фундаментов разрушает­
ся, арматура оголяется и кор­
родирует. Интенсивность про-
¹ цесса зависит от степени и

вида агрессивности подземных вод, водопроницаемости грунтов, скорости перемещения воды относительно фундамента, плотно­сти бетона, наличия в нем трещин, особенно в зоне растяжения, и от толщины конструкции.

Для конструкций, располагающихся в грунте, установлены определенные нормы содержания химических веществ в подзем­ной воде, при которых она считается агрессивной по отношению к бетону (СНиП 2.03.11—85). Избежать воздействия некоторых видов агрессивности подземных вод на бетон можно примене­нием более стойких к данному виду агрессивности цемен­тов (например, сульфатостойких цементов при сульфатной агрессивности воды). Хорошо сопротивляются агрессивности подземных вод очень плотные бетоны в трещиностойких кон­струкциях.

Если нет гарантии получения очень плотного бетона, прихо­дится изолировать фундаменты от агрессивных подземных вод (рис. 10.5). Особое внимание уделяют гидроизоляции фунда­мента снизу, где арматура защищена лишь небольшим слоем бетона. Для этого при устройстве монолитных фундаментов де­лают подготовку / из щебня, втрамбованного в грунт и поли­того битумом, или из асфальта. Подготовку покрывают за 2 раза битумной мастикой или мастикой из полимерных смол 2. В ис­ключительных случаях по подготовке, выровненной стяжкой, укладывают рулонную гидроизоляцию на соответствующей ма­стике.

Разрушение бетона с боков фундамента менее опасно, по­этому в таких местах часто ограничиваются покрытием поверх­ностей фундамента за 2 раза черным вяжущим или мастикой из полимерых смол 3. Дополнительно вокруг фундамента делают замок из перемятой глины 4. Когда агрессивность грунтовых вод велика или возможен разлив агрессивных химических раство­ров на пол по грунту, устраивают более сложную гидроизоляцию из рулонных материалов.

При агрессивной среде тщательно изолируют стены здания для предотвращения подсоса капиллярной воды из грунта через фундамент,

234

10.1.7. Гидроизоляция подвальных помещений ^!

При высоком стоянии уровня грунтовых вод или воз­можном его подъеме возникает опасность проникания влаги в подвальные помещения и даже угроза затопления подвалов и приямков. В таких случаях устраивают гидроизоляцию этих по­мещений. Конструкцию гидроизоляции выбирают в зависимости от характера грунтов основания, типа фундаментов, допустимой влажности воздуха в подвале и превышения уровня грунтовых вод над отметкой пола подвала (рис. 10.6).

Если уровень грунтовых вод (W-L) располагается ниже от­метки пола подвала (рис. 10.6, а) и не поднимается выше нее, но по капиллярам влага может проникать в подвал, то пол и шту­катурку стен выполняют из плитки или в виде цементного слоя с железнением, а с наружной стороны фундаменты покрывают гидроизоляционной мастикой. В этом случае осадки здания, развивающиеся после устройства пола и покрытия штукатуркой стен в подвале, могут повредить их. Однако вследствие неболь­шого проникания капиллярной влаги по трещинам это мало от­ражается на влажностном режиме подвалов. Кроме того, такие трещины легко можно заделать со стороны подвала.

Если уровень грунтовых вод находится или может подни­маться выше отметки пола подвала, необходимо делать сплош­ную гидроизоляцию под полом и по стенам на высоту 0,5 м выше отметки его ожидаемого положения. Такая гидроизоляция испытывает гидростатическое давление, направленное в сторону изолируемого помещения. Для удержания гидроизоляции в про­ектном положении ее прижимают специальной конструкцией, способной воспринять указанное давление (рис. 10.6, в, г).Если при этом уровень грунтовых вод может подниматься выше от­метки пола подвала не более чем на 0,5 м (рис. 10.6,6), то гидроизоляцию пола можно удержать пригрузочным слоем бе­тона. Вес слоя бетона на единицу площади должен быть не ме­нее гидростатического давления, а толщина пригрузочного слоя из тощего бетона в этом случае равняться приблизительно

^<W

7777\

1

™

Рис. 10.6. Гидроизоляция подвальных помещений

1 — обмазка; 2 — гидроизоляция между фундаментом и стеной; S — цементный слой

или плитка; 4 — подготовка; 3 — пригрузочный слой бетона; 6 — рулонная гидроизоля-¹

дня; 7 — железобетонный кессон; 8 — фундаментная плита; 9 — защитная стенка

235

расстоянию по вертикали от пола подвала до максимального уровня грунтовых вод. Если уровень грунтовых вод поднимается выше отметки пола подвала более чем на 0,5 м, то для удержа­ния гидроизоляции в проектном положении делают специаль­ную конструкцию, работающую на изгиб. В зависимости от ха­рактера этой конструкции различают гидроизоляцию внутрен­нюю и наружную.

Внутреннюю гидроизоляцию (рис. 10.6, в) устраи­вают изнутри подвального помещения, прижимая ее железобе­тонной плитой со стенками (кессоном) после возведения фунда­ментов и самого здания. Стенки кессона упирают в выступающие части фундаментов или в перекрытие. Тем самым исклю­чают поднятие (всплытие) кессона. Одновременно создается возможность передачи части давления от сооружения на грунт через вертикальные стенки и днище кессона (плиту). Если по­сле устройства -гидроизоляции и кессона будет происходить осадка фундаментов, то вместе с ними переместится и кессон. Однако это возможно лишь при уплотнении грунтов под кессо­ном, сопровождающемся значительным увеличением реактивно­го давления. Чтобы избежать такого явления, надо гидроизо­ляцию и кессон делать после стабилизации осадки сооружения или устраивать под днищем кессона (плитой) легко сжимаемые прокладки (например, из торфа). Однако в этом случае целесо­образнее выполнять наружную гидроизоляцию.

Нару ясную гидроизоляцию (рис. 10.6, г) устраи­вают до возведения фундамента, прижимая ее сплошной фунда­ментной плитой. Выполнение таких работ значительно проще устройства внутренней гидроизоляции, упрощаются и работы по устройству фундаментов. В этом случае на бетонную подготов­ку, выровненную стяжкой из цементного раствора, укладывают сплошной слой гидроизоляции, который покрывают слоем стяж­ки из цементного раствора для защиты от повреждений во время устройства железобетонной фундаментной плиты. Изоля­ционный ковер выпускают за пределы контура фундаментной плиты, защищая выпуски обычно присыпкой песка. После бето­нирования фундаментной плиты и устройства стен подвалов выпуски изоляционного ковра отгибают вверх, наклеивая на на­ружные стены фундамента. Вертикальную гидроизоляцию за­щищают стенками из кирпича или сборными плитами от воз­можности повреждения при обратной засыпке грунта и сполза­ния в случае неплотной укладки грунта в пазухи фундаментов. Наружная гидроизоляция более надежна, так как имеет меньшее число изгибов (переломов) по сравнению с внутренней. Для устройства наружной гидроизоляции применяют рулонные материалы (стеклорубероид, гидроизол, изол, бризол и др.), сваренную полиэтиленовую и другие пленки, а также материалы, наносимые набрызгом. Материал¹?! на битумной основе недолго-, j

23 е

вечны. Особенно быстро они разрушаются выше уровня грунто­вых вод и в зоне его колебания. Гидроизоляцию следует выпол-. нять в сухом котловане, поэтому под подготовкой часто уклады­вают временный пластовый дренаж в виде песчаного слоя, из которого во время устройства гидроизоляции и фундаментов от­качивают воду. При этом не допускают всплытия под напором грунтовых вод уже сделанных конструкций.

10.2. Определение размеров

подошвы жестких фундаментов

10.2.1. Исходные положения

В п. 9 было отмечено, что в случае малосжимаемых грунтов и грунтов средней сжимаемости, залегающих на пло­щадках строительства жилых зданий большой протяженности высотой до 9 этажей и башенного типа высотой до 14 этажей, при расчете оснований по второй группе предельных состояний "(по деформациям) достаточно удовлетворить условие (9.10). При грунтах, обладающих повышенной сжимаемостью, а также при проектировании фундаментов под тяжелые здания основа­ния рассчитывают, исходя из выполнения условий (9.5) или (9.6). Однако для расчета осадок фундаментов надо знать размеры подошвы и давление, передаваемое фундаментами на грунты основания. С этой целью предварительно определяют размеры подошвы фундаментов исходя из расчетного сопротивления грунта основания, т. е. сначала выполняют простейший расчет по второй группе предельных состояний (по деформациям).

10.2.2. Нагрузки, учитываемые при расчете оснований по деформациям

Расчет основания по расчетному сопротивлению грунта является этапом проектирования оснований по деформациям, поэтому его проводят на основное сочетание расчетных нагрузок по СНиП 2.01.01—82, при этом нежелательно как занижение, так и завышение нагрузок.

В основное сочетание нагрузок входят постоянно действую­щие и временные нагрузки, принимаемые с соответствующими коэффициентами сочетания. Постоянной нагрузкой является соб­ственный вес конструкций сооружения. Под его действием уплотняются грунты основания. Фактическое значение времен­ных нагрузок трудно определить точно. Расчетные значения по­лезных нагрузок на перекрытия зданий при расчете по деформа­циям часто завышены. Если здание имеет однотипные несуЩЙё конструкции (например, внутренние и наружные несущие сте­ны), это приводит к более или менее одинаковому завышений

237

нагрузки и осадки всех фундаментов во время строительства. При наличии разнотипных конструкций (например, здание с не­полным каркасом), как уже отмечалось, приводит к неодинако­вой загрузке фундаментов во времени, что способствует разви­тию неравномерных осадок.

При выборе кратковременных нагрузок важно учитывать дли­тельность их действия. Если в основании залегают насыщенные водой пылевато-глинистые грунты, медленно деформирующиеся по мере выдавливания воды из пор и развития деформаций ползучести, то кратковременные нагрузки (например, порывы ветра) почти не отражаются на величине осадки зданий. В связи с этим из числа так называемых кратковременных на­грузок (по классификации СНиПа) при проектировании зданий выбирают такие, которые действуют относительно продолжи­тельное время. При быстро деформирующихся грунтах (пески, супеси) из кратковременных нагрузок учитывают все с коэффи­циентом сочетания.

Рассмотренные нагрузки действуют на конструкции сооруже­ний, которые передают их на основания. Деформации же осно­ваний приводят к деформациям конструкций. При неразрезной конструкции в местах с большей податливостью основания не­сущие конструкции (колонны, стены) будут разгружаться, и наоборот. Это приведет также к разгрузке соответствующих фундаментов и к дополнительной нагрузке фундаментов, распо­ложенных на участках основания с меньшей податливостью. В связи с этим требуется вести расчеты с учетом совместной работы грунтов в основании, фундаментов и надземных кон­струкций. Однако вследствие трудностей оценки изгибной жест­кости надземных конструкций сооружения в целом при проек­тировании такие расчеты проводятся относительно редко.

Учет указанной совместной работы при использовании ЭВМ позволит более точно и экономично проектировать основания. В настоящее время для этого необходимо исходить из работы всего сооружения в целом как балки или плиты на линейно де­формируемом основании (аналогично расчету балок и плит на упругом основании) или решать задачу последовательным при­ближением.

10.2.3. Определение размеров подошвы центрально нагруженных фундаментов

Центрально нагруженным считают фундамент, у кото­рого равнодействующая внешних нагрузок проходит через центр тяжести площади его подошвы.

Как было сказано, при проектировании сначала задаются глубиной заложения фундамента и определяют максимальное

233

Рис. 10.7, Расчетная схема центрально нагруженного фундамента

расчетное значение нагрузки, действующей на его обрез от ос­новного сочетания нагрузок Nouдля расчета основания по де­формациям.

Кроме Л/он на основание пе­редаются расчетные значения ве­са фундамента Gfnи грунта об­ратной засыпки, расположенной над уступами и наклонными гранями, G_su. Сумма этих нагрузок уравновешивается реактив­ным давлением грунта рц. Распределение реактивного давления по подошве жестких фундаментов принимается равномерным '(рис. 10.7). Если обозначить неизвестное значение площади по­дошвы фундамента А и составить сумму проекций всех сил на вертикальную ось, то получим уравнение равновесия, из которого найдем среднее давление по подошве фундамента:

Величина рп должна удовлетворять условию (9.10) и быть по возможности близка к значению расчетного сопротивления грунта основания R. Это приведет к наиболее экономичному ре­шению по рассматриваемому условию. Исходя из этого, подста­вим в формулу .(10.1) значение pn = R- Пока не найдены раз­меры фундамента, неизвестными являются также G/n и GgiuДа и значение R, согласно формуле (9.11), зависит от основных размеров фундамента. Это заставляет решать задачу последова­тельным приближением. Расчет упрощается, если величина Rпринимается постоянной для всех фундаментов проектируемого здания. Это соответствует случаям, когда расчетное сопротивле­ние грунта основания Rлибо определяется по опыту строитель­ства, либо с целью уменьшения неравномерности осадки при­нято одинаковым для всех фундаментов данного сооружения или его части по фундаменту наименьшей ширины, либо, нако­нец, установлено по таблицам приложения 3 СНиП 2.02.01—83.

Сумма Gfuи G_enзависит от объема параллелепипеда ABCDи удельного веса слагающих его материалов (см. рис. 10.7). Эту сумму с некоторым приближением можно найти из выражения

Gfn + G_gU = y_mAd,(10.2)

где у_т— средний удельный вес грунта и материалов, слагающих рассмат­риваемый параллелепипед, кН/м³.

Приняв рп — Rи учтя выражение (10.2), из уравнения '(10.1) получим

А = N_oul(R- _v«d). (10.3)

• 239

Найдя А, подбирают размеры подошвы фундамента с округ­лением до 10 см, добиваясь по возможности одинакового выноса фундамента во все стороны. Это соответствует возникновению минимальных усилий в.теле фундамента. Обычно подошву фун­дамента делают прямоугольной или квадратной. В последнем случае

при прямоугольной подошве

bi = A/l,(10.5)

где Ь[ и li— соответственно требуемые ширина и длина подошвы фунда­мента; / — принимаемый участок длины подошвы фундамента.

, Площадь подошвы ленточных фундаментов определяют на участке длиной / (обычно 1 м), в пределах которого по обрезу действует нагрузка Л^ои. Ширину подошвы вычисляют по фор­муле (10.5). По полученным значениям Ь\ и hвыбирают фунда­ментные плиты по ГОСТ 13580—85 или подбирают размеры по­дошвы bи / с учетом модуля конструкции.

В процессе расчета следует уточнять значение расчетного со­противления грунта основания по формуле( 9.11) и иногда по­вторно определять А. Затем определяют размеры уступов фун­даментов, сечение арматуры и конструируют его в зависимости от материала по соответствующим указаниям нормативного до­кумента. С учетом принятых размеров подошвы проводят про­верку по формуле

При этом уточняют Ь и ■/, добиваясь наименьшего расхождения между рп и R.

10.2.4. Определение размеров подошвы внецентренно нагруженных фундаментов

Внецентренно нагруженным считают фундамент, у кото­рого равнодействующая внешних нагрузок не проходит через центр тяжести площади его подошвы. Обычно такое нагруженис фундамента является либо результатом передачи на него над земными конструкциями момента и горизонтальной составляю щей, либо результатом одностороннего давления грунта на его боковую поверхность.

Рассмотрим в самом общем виде ленточный фундамент под стену. Пусть на обрез фундамента действуют три составляющие нагрузки: №ш, Май и Foaii (рис. 10.8). Кроме того, на фундамент действуют его собственный вес Gfuи вес обратной засыпки с одной стороны фундамента G_gu, активное давление грунта, как

240

Р ис. 10.8. Расчетная схема внецеи-тренно нагруженного фундамента

на подпорную стенку, Е_а. Зная внешние силы, можно найти составляющие усилий, переда­ваемых через подошву на ос­нование:

ff_a-N_oa+O_fn + <3_gU; (10.7) ^мп = ^мо п + ^мт и + ^мв! и +

FhП = ^oA П + Я_о. (10.9)

^pmtlt

Здесь индексы у моментов по­казывают, от действия какого усилия они возникают, а ин-

у

декс II свидетельствует, что расчетные усилия определены для расчета по деформациям. Некоторые слагаемые могут равняться нулю или иметь отрицательный знак.

При проектировании, исходя из расчетного сопротивления грунта основания R, условно принимают, что реактивное давле­ние распределяется по подошве жестких фундаментов по линей­ному закону. Тогда sntbpa этого давления может иметь один из трех видов (рис. 10.8). Для построения эпюр найдем /?_шах и и pmin и по формуле внецетреиного сжатия:

(10.10)

Ртах П mm И

-N_u/A±M_n/W,

где W— момент сопротивления площади подошвы фундамента.

Для прямоугольной подошвы после подстановки значений А = lb, W= Ь²//6 и Мп = Nueдля первых двух эпюр получим

где 6 — размер подошвы прямоугольного фундамента в плоскости действия момента; I— размер подошвы в перпендикулярном направлении; е — экс­центриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы.

Поскольку давление р_тах п действует лишь под краем по­дошвы фундамента, а при удалении от края к центру фундамен­та реактивное давление уменьшается, СНиП 2,02.01—83 разре­шают принимать краевое давление на 20 % больше R;

Ртах II < 1.2Д, (10.12)

Кроме того, должно удовлетворяться условие "(9.10), т,е,

Pmii-Nu/A<R,(10.13)

где р_тч — среднее давление по подошве фундамента,

241

Рис. 10.9. Устройство несимметричного фуида-" мента

I

I f

f/

t

)

и

s

•ид

I

111

При проектировании задачу решают последовательным приближением, руко­водствуясь выражением (10.11), усло­виями /10.12) и (10.13). В случае необ­ходимости значение Rуточняют по вы­ражению (9.11). Для упрощения снача­ла размеры подошвы определяют, как для центрально нагруженного фундамен­та, по формуле (10.3). Если эксцентри­ситет меньше 0,03Ь, то достаточно удов­летворить условию (10.13), т. е. можно проектировать фундамент как центрально нагруженный, так как

В ЭТОМ Случае Ртах П.<С 1,2/?.

Условие. (10.12) удовлетворяется для многих фундаментов зданий, в т. ч. для фундаментов, образующих стены подвалов, поскольку они опираются в горизонтальном направлении на подвальные перекрытия. При е > 0,03b площадь подошвы уве­личивают на 20...30 %. После получения первого значения А на­ходят приблизительный вес фундамента с обратной засыпкой грунта на его уступах, исходя из у_т(среднего удельного веса кладки фундамента и грунта). Определяют Nu, Мц и ртах и и проверяют условия (10.12) и (10.13). Если они не выполняются или имеется большой запас,' расчет повторяют до получения желаемых результатов.

Наименьшая площадь подошвы фундамента получается, когда pmii— Rи одновременно удовлетворяется условие (10.12), Чтобы добиться минимального значения А какого-либо фунда­мента,, увеличивают размер подошвы в направлении эксцентри­ситета и уменьшают перпендикулярный ему размер подошвы или придают подошве сложное очертание (тавровое, двутавро­вое и т. п.). Иногда смещают центр тяжести ее площади в сто­рону точки приложения равнодействующей (рис. 10.9). Если эксцентриситет обусловлен постоянными силами, то, располо­жив центр тяжести площади подошвы в точке приложения рав­нодействующей, получим центрально нагруженный фундамент, При различных расчетных сочетаниях нагрузок получаются не­одинаковые эксцентриситеты. В таком случае, смещая центр тя­жести площади подошвы фундамента на полусумму эксцентри­ситета, добиваются выравнивания моментов, действующих спра­ва и слева.

При внецентренном загружении подошвы фундамента кроме осадки происходит и его поворот. Чем меньше отношение Pmin и/ртах и, тем больше поворот. В связи с этим указанное отношение ограничивают. Для колонн, несущих тяжелые мосто-.

242

	У
f		1

Рис, 10.10. План подошвы фундамента, загру­женного внецентренно относительно двух глав­ных осей инерции

ВЫе краНЫ, Принимают P/pjS

^ 0,25, для остальных фундаментов принимают pminii/Pmaxii ^= 0, т. е. не допускают отрыва подошвы от осно­вания. Это обусловлено тем, что в за­зор между фундаментом и грунтом мо­жет проникать вода, приводя к размоканию грунтов под фунда­ментом. Частичный отрыв подошвы фундамента допускается лишь при действии монтажных нагрузок или в случае проверки его устойчивости при особом сочетании нагрузок. Кроме того, отрыв допускается при наличии скальной породы под подошвой, В случае возможности отрыва подошвы от основания ма­ксимальное давление по подошве приближенно определяют по формуле

Ртах П = 2ЛГц/[3 (0,56 - е) /]. (10.14)

В некоторых случаях точка приложения равнодействующей внешних сил смещена относительно обеих главных осей инерции площади подошвы фундамента (точка В на рис.10.10). Тогда для прямоугольной подошвы давление под угловыми точками фундамента находят по выражению

бе бе

Обозначения те же, что на рис. 10.10.

В этом случае, поскольку максимальное давление действует лишь в одной точке, должны соблюдаться условия (10.12), (10.13) и условие

Ртах II < 1.5*. (10,16)

После нахождения размеров подошвы фундамента при при­нятой глубине заложения выполняют расчеты по деформациям (см. п. 7) с учетом указаний п. 9 и при необходимости опреде­ляют устойчивость основания под действием основного и осо­бого сочетания нагрузок. Последний расчет обязателен при зна­чительных горизонтальных составляющих усилий, стремящихся сдвинуть фундамент по подошве или вместе с массивом грунта.

10.2.5. Расчет фундаментов

при действии горизонтальных и выдергивающих сил

При действии горизонтальных нагрузок возможны сле­дующие формы деформации фундамента: опрокидывание,

241
сдвиг по подошве, сдвиг с частью массива грунта.

При недопустимости отрыва части подошвы от основания, когда равнодействующая проходит внутри ядра сечения подош­вы фундамента, опрокидывание невозможно, поэтому проверку на опрокидывание не проводят.

Устойчивость фундамента на сдвиг по подошве рассчитывает ся по первой группе предельных состояний. Этот расчет являет­ся обязательным. Такой сдиг часто называют плоским сдвигом фундамента.

Расчетом на сдвиг подошвы фундамента по грунту должно быть удовлетворено условие(9.13). Величина F_uможет быть найдена согласно рис. 8.11 из выражения

где fooi — вертикальная составляющая внешней нагрузки, кЫ; Fj. _a\ — вес фундамента и грунта на его уступах; f— коэффициент трения кладки фун­дамента по грунту основания.

С целью определения Ff._s\ сначала находят размеры фунда­мента как при внецентренной нагрузке и для этих размеров определяют величину Ff._gi. Затем по формуле (10.17) уста­навливают F_uи проверяют условие (9.13). Если оно не удовле­творяется, то увеличивают вес фундамента или вертикальную нагрузку на него. Подставив значение F_uиз выражения (10.17) в условие (9.13), при его равенстве найдем

Ff. g i = (7Ла i - y_efF_w i)/(y_cf).(10.18)

При определении веса фундамента и грунта необходимо учитывать взвешивающее действие воды ниже наивысшего стоя­ния уровня подземных вод. В случае высокого стояния указан­ного уровня целесообразнее вертикальную нагрузку приклады­вать выше обреза фундамента.

Иногда при определении F_uдополнительно учитывают со­противление грунта по вертикальным граням фундамента. На первый взгляд кажется, что по грани АВ действует активное дав­ление на фундамент, как на подпорную стенку, а по грани CD— пассивный отпор грунта. Как показали наблюдения мно­гих исследователей, такие усилия развиваются лишь при значи­тельном горизонтальном перемещении фундамента по направ­лению сдвигающей силы F_MuЭто часто недопустимо, поэтому сопротивление засыпки по граням АВ и CDне учитывают. Од­нако по боковым граням (параллельным плоскости чертежа на рис.10.11) при плотной обратной засыпке целесообразно учесть активное давление на фундамент, равное 2 ^ Е_а\. Тогда

244




Рис. 10.11. Расчетная схема фундамен­та при значительной горизонтальной со­ставляющей внешней нагрузки

Если в основании залегает пылевато-глинистый грунт, об­ладающий сцеплением, но имеющий малый угол внутреннего трения, подошву фундамента иногда выполняют наклонной (рис. 10.12, а). При скальном основании подошву делают сту­пенчатой (рис. 10.12,6). При наклонной подошве фундамента угол отклонения равнодействующей от нормали п к подошве 02 намного меньше, чем соответствующий угол при горизонтальной подошве. Это увеличивает устойчивость фундамента на плоский сдвиг и приводит к развитию по горизонтальной плоскости АВ дополнительных сил сцепления грунта. При ступенчатой по­дошве фундамента скальная порода оказывает сопротивление его перемещению как по горизонтальным, так и по вертикаль­ным площадкам.

Рис, 10.12. Схемы фундаментов а — п|)н связном груцте в основании; 6 -г при ец|дьн.9м оспораннв ,

Устойчивость фундамента с частью массива грунта в основа' нии проверяется как это изложено в п. 9.7. Если такой расчет невозможен вследствие ломаного очертания поверхности грунта (склон местности) или сложного напластования грунтов, прове­ряют устойчивость фундамента по круглоцилиндрической по­верхности скольжения. Для этого задаются центром вращения О\ (рис, 10,13), проводят возможную круглоцилиндрическую

245

Рис. 10.13. Расчетная схема к определению устойчивости фундамента с мас­сивом грунта на сдвиг по круглоцидиндрической поверхности

поверхность скольжения АС и определяют коэффициент запа­са т] устойчивости на сдвиг по этой поверхности:

(10.20)

где M,t— момент удерживающих сил; Ms— момент сдвигающих сил. Эти моменты определяют из выражений