Проектирование фундаментов под опору моста

    Расчет  можно считать законченным, когда  левые и правые части выражения (3.3), (3.4) мало отличаются друг от друга.

    Среднее давление под подошвой центрально загруженного фундамента 

                                                           p =                                                       (3.5) 

    Определяем  несущую способность основания  из условий:

    а) для среднего давления подошвы фундамента на основание, кПа 

                                        ,                               (3.6) 

    где F_V – сила, нормальная к подошве фундамента, из таблицы 2.2, кН;

    А – площадь подошвы фундамента, м²;

    R –  расчетное сопротивление основания, кПа;

    γ_n – коэффициент надежности, равный 1,4;

    б) для максимального давления подошвы фундамента на основание, кПа 

                                          ,                            (3.7) 

    где W – момент сопротивления подошвы  фундамента относительно оси Х (W_X = a∙b²/6) или Y (W_Y = b∙a²/6), м³;

          М – момент относительно оси Х или Y, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м;

          γ_С –коэффициент условий работы, принимаемый 1 или 1,2 в зависимости от действующих временных нагрузок.

    Если  условия (3.6) и (3.7) не выполняются, следует  изменить размеры или глубину  заложения фундамента, предусмотреть  искусственное закрепление грунтов, запроектировать фундаменты глубокого заложения.

    Решение

    Определяем  несущую способность основания, исходя из условий (3.6) и (3.7). Расчеты можно выполнять в табличной форме (таблица 3.3). 

    Таблица 3.3 – Проверка прочности грунтового основания

 

    

    где W_х – момент сопротивления в продольном направлении, см³;

          W_Y – момент сопротивления в поперечном направлении, см³;

    Расчетное сопротивление грунтов основания 

    R=1,7∙{R₀∙[1+к₁∙(b-2)]+к₂∙γ^'∙(d-3)}, 

    где R₀ – условное сопротивление грунта под подошвой фундамента;

          к₁,к₂ – коэффициенты;

          b – ширина подошвы фундамента , м;

          d – глубина заложения фундамента, м;

          γ^' – усредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента вычисленное без учета взвешивающего действия воды. 

                                                   ,                 (3.8) 

    где γ_i – удельный вес i-го слоя грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³; h_i – толщина i-го слоя грунта, м. 

    

 кН/м³. 

    Тогда 

R = 1,7·(125,77·(1 + 0,02·(6 – 2)) + 1,5·18,66·(4 – 3))+1,5∙10∙3,95 = 337,75 кПа. 

    Для сочетаний 1 и 2 γ_С = 1, тогда 

/ = 337,75·1/1,4 = 241,25 кПа. 

    Для сочетаний 3…6 γ_С = 1,2, тогда 

/ = 337,75·1,2/1,4 = 289,5 кПа. 

    Результаты  вычислений, приводимые в таблице 3.3, показывают, что грунты основания во всех сочетаниях не обладают достаточной несущей способностью, чтобы воспринять передаваемые на них нагрузки.

    Увеличим  высоту фундамента до 6м, т. е. заглубим фундамент во второй слой на 2,8м и  пересчитаем фундамент.

    – 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;

 

    

    – пятая ступень а₅хb₅ = 13,6х10,1 м;

    – шестая ступень а₆хb₆ = 14,6х11,1 м

    

    Рисунок 3.2.1 – Размеры обреза опоры и ступеней фундамента (после увеличения). 

    G_Ф = 24∙(1∙9,6∙6,1+1∙10,6∙7,1+1∙11,6∙8,1+1∙12,6∙9,1+1∙13,6∙10,1+1∙14,6∙11,1) = =24·(58,56+75,26+93,96+114,66+137,36+162,06) = 15404,64 кН. 

    G_W = 527,60 кН. 

    

кН/м³; 

G_ГР = 9,07∙(16,6∙11,1∙6 – (14,6∙11,1∙1 + 13,6∙10,1∙1 + 12,6∙9,1∙1 + 11,6∙8,1∙1 +

+10,6∙7,1∙1 + 9,6∙6,1∙1))=9,07·(1105,56 – (162,06 + 137,06 + 114,66 + 93,96 + 75,26 + +58,56)) = 4208,48 кН. 

    Общий вес фундамента 

    Р = G_Ф + G_W + G_ГР = 15404,64 + 527,60 + 4208,48 = 20140,72 кН.

 

    

    Таблица 3.1.1 –Усилия в сечении по подошве фундамента

 

    Таблица 3.2.2 – Сочетание нагрузок, действующие по подошве фундамента

 

    Окончание таблицы 3.2.1