6.3. РАСЧЕТ БУРОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ

6.3.1. Общие положения

Буробетонные фундаменты применяются в твердых, полутвердых, и тугопластичных пылевато-глинистых грунтах при отсутствии подземных вод.

Устройство таких фундаментов целесообразно при значительных внецентренных и горизонтальных нагрузках, когда в работу включается боковая поверхность, за счет чего происходит перераспределение контактных давлений по подошве.

Размеры подошвы фундамента определяют по сочетанию нагрузок, при котором действует максимальная вертикальная нагрузка, и проверяют на максимальное краевое давление. При наличии у фундамента пяты, расположенной ниже уширения, глубина заложения фундамента, учитываемая при назначении расчетного сопротивления, принимается до середины пяты.

Для характеристики жесткости основания используется коэффициент равномерного сжатия

(6.80)

где р₀ — дополнительное к природному давление на грунт по подошве фундамента; s — осадка условного фундамента, границы которого определяются согласно схеме, приведенной на рис. 6.19.

Коэффициент неравномерного сжатия определяется по формуле

(6.81)

где k — коэффициент, принимаемый равным 2,68.

Возникновение сил трения поподошве учитывается коэффициентом

(6.82)

Рассматриваются следующие расчетные сочетания нагрузок на фундамент:

а) N_max, M_a, Q_a;

б) M_max, N_a, Q_a;

в) N_min, M_a, Q_a;

где N_max, N_min и N_a — максимальная, минимальная и соответствующая вертикальная сила; М_mах и М_а — максимальный и соответствующий момент, включающий момент от горизонтальной силы Q_a.

При проектировании используются характеристики грунта, полученные на основе материалов инженерно-геологических изысканий [10]. Расчетная схема буробетонного фундамента представлена на рис. 6.20.

Расстояние от поверхности до места приложения равнодействующей сил трения принимается по формуле

(6.83)

где А и А_l — площади уширения и пяты.

6.3.2. Метод расчета

По первому сочетанию нагрузок определяются размеры подошвы фундамента и по другим сочетаниям они проверяются. По первому сочетанию нагрузок проверяется прочность опорного уширения.

Размеры подошвы проверяются исходя из условия непревышения краевого давления, определяемого по формуле

(6.84)

где N — вертикальная нагрузка на фундамент, включая его вес; i — крен фундамента:

(6.85)

здесь

;

(6.86)

;

(6.87)

;

(6.88)

(6.89)

(W — момент сопротивления подошвы фундамента относительно центральной оси).

Прочность опорного уширения определяется по формулам с использованием расчетных схем, приведенных на рис. 6.21.

Высота опорного уширения

,

(6.90)

где М — момент в рассматриваемом сечении; R_bt — расчетное сопротивление бетона при растяжении; b — ширина рассматриваемого сечения;

;

(6.91)

здесь r_t — радиус верхней цилиндрической части.

Момент М в расчетном сечении от действия реактивного давления, действующего на площади А_м, определяем по формуле

(6.92)

где

;

(6.93)

p_N+M — среднее давление по подошве уширения в пределах площади А_M; y_N+M — расстояние от боковой грани цилиндрической части до центра тяжести эпюры давления:

(6.94)

(6.95)

(6.96)

здесь N — расчетная нагрузка на фундамент;

(6.97)

;

(6.98)

При центральной нагрузке в формулу (6.92) вместо у_N+M следует подставлять у_N.