Проектирование фундаментов под опору моста

                                                    А= К₃∙F_V/R,                   (3.2) 

    где К₃ – коэффициент, равный при внецентренном действии силы F_V –1,2… 1,6; при центральном – 1,2 … 1,3;

           F_V – расчетная вертикальная сила, действующая по обрезу фундамента, кН;

           R – определяется по формуле 3.1.

    По  найденному значению А устанавливают  размеры подошвы фундамента, намечают число и размеры его ступеней. При этом учитывают форму и  размеры площадки, по которой фундаменту передается (на уровне обреза) нагрузка от сооружения и необходимость устройства выступов на уровне обреза. Затем с учетом принятых в первом приближении размеров фундамента определяют нагрузки в различных сочетаниях, действующие по его подошве, и расчетное сопротивление грунта при уточненных размерах фундамента.

    При вычислении веса фундамента и грунта на его уступах нужно учитывать  взвешивающее давление воды. В несвязных  и супесчаных водонасыщенных грунта взвешивание водой учитывается во всех случаях, в связных грунтах – только не в водоупорных грунтах.

    Решение

    В первом приближении при соответствующих  грунтовых условиях можно определить размеры фундамента под опору моста из конструктивных требований (рисунок 3.2), учитывая, что ширина уступов фундамента во всех направлениях одинакова и принимается в пределах С_У = 0,2 – 1 м. Таким образом, приняв С_У = 0,5 м, получаем следующие размеры:

    – первая ступень а₁хb₁ = 9,6х6,1 м;

    – вторая ступень а₂хb₂ = 10,6х7,1 м;

    – третья ступень а₃хb₃ = 11,6х8,1 м;

    – четвёртая ступень а₄хb₄ = 12,6х9,1 м.

    

    Рисунок 3.2 – Размеры обреза опоры и  ступеней фундамента. 

    Высоту  ступени принимаем 1м, чтобы выполнить  условия развития угла α= =30⁰.

    Определяем  нормативный собственный вес фундамента 

    G_Ф = 24∙(1∙9,6∙6,1+1∙10,6∙7,1+1∙11,6∙8,1+1∙12,6∙9,1) = 24·(58,56+75,26+93,96+

    +114,66) = 8218,56 кН. 

    Вес воды на поверхности уступа фундамента 

    G_W = 10∙(9,6∙6,1 – 5,1∙3,5 – 3,14∙5,1²/4)∙2,6 = 10·(58,56 – 17,85 – 20,42)∙2,6 = =527,60 кН. 

    Нормативный вес грунта на уступах фундамента с учетом взвешивающего действия воды 

    

кН/м³; 

G_ГР = 9,32∙(12,6∙9,1∙4 – (12,6∙9,1∙1 + 11,6∙8,1∙1 + 10,6∙7,1∙1 + 9,6∙6,1∙1))=

=9,32·(458,64 – (114,66 + 93,96 + 75,26 + 58,56)) = 1082,98 кН. 

    Общий вес фундамента 

    Р = G_Ф + G_W + G_ГР = 8218,56 + 527,60 + 1082,98 = 9829,14 кН. 

    Нормативные значения остальных нагрузок были определены при проверке прочности по обрезу фундамента (таблицы 2.1 и 2.2).

    Все расчеты усилий от действующих нагрузок и их сочетаний по подошве фундамента производить в табличной форме (таблицы 3.1 и 3.2).

 

    

    Таблица 3.1 –Усилия в сечении по подошве  фундамента

 

    Таблица 3.2 – Сочетание нагрузок, действующие  по подошве фундамента

 

    Окончание таблицы 3.2

 

    Так как эксцентриситеты в таблице 3.2 не превышают 1 от постоянной и временной нагрузок, то расчет крена фундамента не производим. 
 

    3.3 Определение несущей способности  основания 
 

    Размеры подошвы фундамента определяют по расчетным нагрузкам, действующим на уровне подошвы и по расчетному сопротивлению грунта, расположенного непосредственно под фундаментом, исходя из условий 

                                                                 p ≤ R / γ_n;                                                    (3.3) 

                                                          p_max ≤ γ_с R / γ_n                                                                          (3.4) 

    где p и p_max  - среднее и наибольшее давление под подошвой фундамента;

             R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию;

          γ_n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для фундаментов мостов и труб равным 1,4;

          γ_с – коэффициент условий работы, принимаемый равным: при нескальный грунтах в случае учета действия постоянных нагрузок, временных вертикальных подвижных нагрузок, давления грунта от подвижных нагрузок и нагрузки от центробежной силы – 1,0; при дополнительном учете одной или нескольких других временных нагрузок – 1,2.

    Если  какое–либо из значений p и p_max не удовлетворяет условиям прочности (3.3),  (3.4), то это означает, что принятые размеры подошвы фундамента недостаточны. В этом случае принимают новые (увеличенные) размеры подошвы фундамента и снова проверяют выполнение условий прочности (3.3), (3.4).

    Если  какое–либо из значений p и p_max  удовлетворяет условиям прочности (3.3), (3.4), но значительно меньше их правой части, то это означает, что принятые размеры подошвы фундамента завышены. В этом случае принимают новые

 

(уменьшенными) размерами  подошвы фундамента  и снова проверяют выполнение условий прочности (3.3), (3.4).