Сбор нагрузок по обрезу фундамента под промежуточную опору моста

    γ_п = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

    b = 3,4 – ширина подошвы фундамента. 

            ,   . 

    Условие выполняется, следовательно проверка устойчивости фундамента на опрокидывание  не производится.

4.6. Расчет устойчивости фундамента на сдвиг.

 

    Для устойчивости фундамента необходимо, чтобы сумма сдвигающих сил  Т_сдв. не превышала сумму удерживающих сил Т_уд.:

      ,           

где:

    γ_с = 0,9 – коэффициент условия работы;

    γ_п = 1,1 – коэффициент наюежности. 

                                              

                                                            

      ,               

где:

    f = tg φ_I – коэффициент трения;

    φ_I – угол внутреннего трения грунта, залегающего под подошвой фундамента. 

                       

                     

    Условие выполняется, следовательно проверка устойчивости фундамента на сдвиг не производится.

 

4.7. Проверка слабого подстилающего слоя.

Песок средней  крупности залегает под слоем  гравелистого песка и обладает меньшей, чем гравелистый песок несущей  способностью. Поэтому необходимо проверить его прочность.

    Определение расчетного сопротивления грунтов  основания как сравнительной характеристики несущей способности грунтов производится по формуле 15. По результатам расчетов строится эпюра в табличном виде (таблица 9). Расчетное сопротивление определяется в точках, соответствующих заглублению фундамента, а все последующие - по подошве и кровле каждого инженерно-геологического элемента грунтов основания, а глубина их (d) отсчитывается от отметки местного размыва. 

                                                           ,           (32)

где:

    σ_zp – напряжение на кровле слабого слоя;

    σ_zg – напряжение, возникающее на кровле слабого слоя от собственного веса грунтов; 

а). Определение дополнительного давления, действующего

на отметке  подошвы фундамента: 

                                ,             (33)

где:

     – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

γ  – средний удельный  вес грунтов,  расположенных   выше  отметки подошвы  фундамента, кН/м³; 

                           

б). Определение напряжения от дополнительного давления на отметке кровли слабого слоя: 

                                   ,             (34)

где:

α – коэффициент, учитывающий распределение напряжений по глубине, зависящий от двух параметров:

- относительной глубины 2z/b (z – глубина залегания рассматриваемой границы от подошвы фундамента);

- соотношения сторон подошвы фундамента.

      принимаем согласно [3 прил. 2 табл. 6];

    При  z = 3,2 и b = 3,4 : = 0,585 

 

в). Определение напряжения, возникающего на кровле слабого слоя от собственного веса грунтов: 

     

,     

где:

    d – глубина заложения фундамента, м;

γ_sв – удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, кН/м³; 

                      

 т. о. напряжение  на кровле подстилающего слоя  составляет:

г). Определение площади условного фундамента на отметке кровли слабого слоя: 

      ,                

       

д). Определение ширины условного фундамента: 

      ,             

где:

       

           

                              ,            

                     

     е). Расчетное сопротивление на уровне кровли слабого слоя: 

    

 

    

- условие соблюдается, следовательно  прочность слабого слоя обеспечена.

 

4.8. Расчет осадки основания фундамента.

    Конечная  деформация оснований фундаментов можно определять по СНиП 2.02.01-83 [3] и СП 50-101-2004[4].

    Осадку  основания определяют методом послойного суммирования с использованием расчетной  схемы линейно-деформированного полупространства по формуле:

     ,                                                                        где - безразмерный коэффициент, равный 0,8; - среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, кПа; - толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента; - модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа; - среднее значение вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного веса при отрывке котлована грунта, кПа.

    При расчете осадки фундаментов, возводимых в котлованах глубиной менее 5 м, допускается в формуле не учитывать второе слагаемое.

    Расчет  осадки основания выполняют от действия вертикальных нормативных постоянных и временных нагрузок, при этом размыв грунта не учитывается. По обрезу фундамента  действует нагрузка 4099.48 кН.

Осадку  основания определяем по формуле , при  этом второе слагаемое не учитываем, т.к. глубина заложения (2,5 м) не превышает  значение 5 м.

      Проектируемый фундамент совмещают  с инженерно-геологическими условиями  площадки строительства: приводят расчетную схему напластования грунтов и производят привязку фундамента к рассматриваемой схеме.

    Грунтовое основание ниже подошвы фундамента разбивают на элементарные слои .

    На  границе слоя вычисляют нормальные напряжения от собственного веса грунта ( ),  вертикальные нормальные напряжения от внешней нагрузки ( ), вертикальные напряжения от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта ( ). Расчетная схема представлена на Рис. .

    Нормальные  напряжения от собственного веса грунта ниже подошвы фундамента определяют по формуле:

                                                    ,                                               

    где - нормальные напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента, кПа.

    Напряжения  от собственного веса грунта рассчитывают от отметки устья скважины, без  учета местного размыва.

    Нормальные  напряжения от внешней нагрузки определяют по формуле:

                                                             ,                                                    

    где Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа; - коэффициент, зависящий от значений и , принимается по [4].

    Вертикальные  напряжения от собственного веса выбранного при отрыве котлована грунта определяют по формуле:

                                                                                                             

    Рассчитываем  среднее значение и в элементарном слое, которые вычисляют как полусумму соответствующих напряжений на границе слоя.

    Определение вертикальных деформаций основания  выполняем в следующей последовательности:

1. Определяем напряжения от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:

       2.  Определяем вес фундамента, грунта и столба воды на его уступах:

    Объём фундамента

м³,

     кН

Вес грунта на уступах:

где: = 33,36 , γ_g = 9,36 кН/м³ ,– объём и удельный вес грунта, залегающего над фундаментом.

Вес от столба воды:

м³,

 
 

Общий вес  фундамента, грунта и воды на его  уступах составляет:

.

3. Определяем среднее давление под подошвой фундамента:

.

4. Основание под подошвой разбиваем на элементарные слои , при этом обязательно граница элементарного слоя должна проходить по границам слоев грунтов, залегающих в

                  основании. 

5. На границах элементарных слоев вычисляем значения , , строим эпюры соответствующих напряжений.  Расчеты сводим в таблицу Таблица 7.