Основания и фундаменты: Методические указания к практическим занятиям, страница 3

d  d_fn + 0,25,

где d_fn - расчетная глубина промерзания. При непучинистых грунтах (пески гравелистые, крупные и средней крупности) минимальная глубина заложения

d_min = 1 м.

       После выбора несущего слоя грунта фундамент заглубляется в него не менее чем на 0,5 м.

       Обрез фундамента располагают на 0,5 м ниже горизонта меженных вод (ГМВ), а на суходоле – на 0,25м ниже поверхности грунта.

       Фундамент мелкого заложения мостовой опоры проектируется жестким, из бетона класса B 20 и марки водопроницаемости не ниже W4. Минимально возможные размеры фундамента устанавливается по размерам опоры с некоторым увеличением на с = 0,2 …… 0,5м, тогда:

A_min = b_min  l_min = (b₀+2_c) (l₀+2_c),           (1)

Где b₀, l₀ - размеры опоры в плане.

       Для решения вопроса – достаточны ли минимальные конструктивные размеры подошвы фундамента, или следует развивать его, нужно проверить условие:

                                   P_MAX = +     R,             (2)

Где F_VI⁰ = 1.2 F_VII⁰ - расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента;

G = b_min l_min  - вес фундамента; удельный вес фундамента принимается с учетом взвешивания  = 14, а без учета _ф = 24 ;

h_ф - высота фундамента;

W =   - момент сопротивления;

_с  = 1,2 и _n = 1,4-нормативные коэффициенты условий работы и надежности.

R-расчетное сопротивление грунта несущего слоя осевому сжатию.

Значение R определяется по формуле:

R=1.7 {R₀ [(1 +k₁(b - 2)] + k₂ (d-3)},       (3)

где R₀ – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по табл. 4 и 5;

b_min - ширина фундамента, м

d – глубина заложения, принимаемая при возможности размыва грунта от ЛТР (линии теоретического размыва);

^I - приведенный удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента, ;

k₁, k₂ - коэффициенты, определяемые по табл.6

                                                                                                        Таблица 6

Значения коэффициентов k₁, k₂ по СНиП 2.05.03-84

Грунт	k1, м-1	k2
Гравий, галька, песок гравелистый, крупный и средней крупности Песок мелкий Песок пылеватый, супесь Суглинок и глина полутвердые и твердые Суглинок и глина туго- и мягкопластичные	0,10          0,08          0,06          0,04          0,02	3,0    2,5    2,0    2,0        1,5

Значение определяется по удельным весам _i отдельных слоев мощностью h_i выше подошвы фундамента по формуле:

   =

Гидростатическое взвешивание при определении  не учитывается.

Расчетные сопротивления по (3) для глин и суглинков в основаниях фундаментов мостов, расположенных в пределах постоянных водотоков, следует повышать на величину, равную 14,7d (кПа), где d - глубина воды от ГМВ до уровня дна после размыва.

Если условие (2) не выполняется, следует увеличить размеры фундамента в плане. Фундамент развивают устройством уступов, соблюдая условие жесткости – угол уширения не должен превышать 30. Высота уступа принимается не менее 0,75 м.

П р и м е р . Нормативные нагрузки на уровне обреза фундамента

 F_vII⁰  = 8500 кН; F_hII⁰ = 1000 кН; М_II⁰ = 850 кНм.

Размеры опоры b₀ = 3м; l₀ = 10,5м.

Минимальная площадь подошвы фундамента при с = 0,5 м:

A_min= = 46 м²

Глубина заложения в полутвердый суглинок 2,5 м;

Условное сопротивление несущего слоя R₀ = 300 кПа.

Высота фундамента: h_ф  = 4 м  (рис 5а).

Проверяем условие (2)

Вес фундамента: 1,1G = 1.1V= 1.1= 4858 кНм.

Расчетные нагрузки:

F_vI⁰ = 1,2кН;

M_I⁰ = 1,2кНм;

F_hI⁰  = 1,2кНм.

Момент сопротивления:

W=м³.

Рассчитываем P_max - краевое давление под подошвой фундамента наименьших конструктивно назначенных размеров.

P_max = кПа

Определяем R в правой части (2) по формуле (3):

RкПа

Значения коэффициентов k₁, k₂ приняты по табл.6

=  = 18.5   - средневзвешенное значение удельного веса грунта в пределах глубины заложения фундамента.

     Увеличиваем полученное значение на пригружающее влияние столба воды  d = 2 м; тогда:

RкПа.

Соответственно правая часть (2) равна:

кПа

Таким образом, условие (2) не выполняется т. е. размеры фундамента недостаточны. Принимаем решение о его уширении (рис.5). При ширине уступа 0,5 м и высоте 2 м угол уширения  равен: ,

т. е. условие жесткости фундамента выполняется.

Практическое занятие № 3.

Тема. Расчеты фундамента мостовой опоры по I группе предельных состояний.

     Для назначенных размеров фундамента проверяется несущая способность основания и устойчивость опоры против опрокидывания и сдвига по подошве.

     Напряжения по подошве фундамента от расчетных нагрузок должны удовлетворять следующим условиям:

P_ср = ;                             (4)

     P_max = ;                    (5)

     P_min  = .                         (6)

В условиях (4…6) P_ср, P_max, P_min – соответственно, среднее, максимальное и минимальное напряжения по подошве фундамента от расчетных нагрузок. Они определяются для назначенных размеров фундамента с учетом веса грунта и воды на его уступах, т. е.

F_vI  =  F_vI⁰  +  G_Iф  +  G_Iг  + G_w          (7)

Величина G_Iф, G_Iг, G_w  определяются по назначенным размерам фундамента умножением соответствующих объемов на удельный вес, с учетом коэффициентов надежности по нагрузке= 1.1 для фундамента и =1,2 для грунта. При этом веса G_Iф и G_Iг определяются с учетом гидростатического взвешивания, если оно имеет место.

Расчетное сопротивление основания R определяется по формуле (3) для окончательно назначенных размеров фундамента. Если при уширении было получено b > 6, в формулу (3) подставляется b = 6 м.