Проектирование конструкции фундамента ІІ типа сооружения, страница 4

ΔM = Fn0h

где Fn0суммарная горизонтальная сила в рассматривае­мом сочетании расчетных нагрузок, кН; W—момент сопро­тивления площади подошвы, м3, относящийся к более нагру­женной грани, параллельной оси, относительно которой опре­делен M; gc =1,2 — коэффициент условий работы; γn = 1,4 — коэффициент надежности по назначению сооружения; R — расчетное сопротивление грунта несущего слоя для приня­тых размеров подошвы фундамента и глубине ее заложения от проектной отметки поверхности грунта или дна водотока (с учетом размыва), определяется по формуле (       ), кПа.

I сочетание:

N=9902+0,9(14×172,26+9,81×9,9)=12160 кН;

     ab=9,9×6=59,4 м2;

      p=12160/59,4=205 кПа £ 380/1,4=271 кПа  - условие выполняется.

М=2577,8+289,6×3,35=3548 кН×м;

     W=ab2/6=9,9×62/6=59,4 м3;

      pmax=12160/59,4 + 3548/59,4=264 кПа £  R×gc/gn=380×1,2/1,4=326 кПа

- условие выполняется.

IV сочетание:

N=11162+1,1(14×172,26+9,81×9,9)=13922 кН;

     ab=9,9×6=59,4 м2;

      p=13922/59,4=234 кПа £ 380/1,4=271 кПа  - условие выполняется.

M=2676,2+1089×3,35=6324 кH×м;

     W=ba2/6=6×9,92/6=98,01 м3;

      pmax=13922/59,4 + 6324/98,01=299 кПа £  R×gc/gn=380×1,2/1,4=326 кПа

- условие выполняется.

4.3.3. Проверки устойчивости положения фундамента

1. Проверки устойчивости фундамента против опрокиды­вания. Эти проверки производятся на возможность опрокидывания фундамента вокруг одного из нижних ребер от действия нагрузок отдельно в плоскости моста и в плоскости опоры (2-е и 5-е сочетания нагрузок) по условию

Mu£ m×Mz/gn                                                                (1.14)где Mu момент опрокидывающих сил относительно соот­ветствующего ребра фундамента:

Mu=Mo + Fnoh

Mz момент удерживающих сил относительного того же ребра:

Mz=(Fuo +G)b/2    или      Mz=(Fuo +G)a/2 (1.15)

G — расчетный вес фундамента с грунтом на его уступах, кН, принимается во взвешенном водой состояниях во всех без ис­ключения грунтах и определяется по формуле (1.9), в кото­рой следует принять gf=0,9; m=0,8 - коэффициент условий работы; gn=1,1—коэффициент надежности по назначению сооружения.

II сочетание:

Mu=2577,8+289,6×3,35=3548 кH×м;

Mz=(9902+0,9(14×172,26+9,81×9,9))6/2=36480 кН×м;

Mu=3548 кН×м < 36480×0,8/1,1=26530 кН×м – условие выполняется.

IV сочетание:

Mz=(11162+1,1(14×172,26+9,81×9,9))9,9/2=68914 кН;

Mu=2676,2+1089×3,35=6324 кH×м;

Mu=6324 Н×м < 68914×0,8/1,1=50119 кН×м – условие выполняется.

2. Проверки устойчивости фундамента против сдвига в плоскости его подошвы выполняются по условию

Qr£Qz×m/gn

где Qr — сдвигающая сила, которая принимается равной сумме проекций сдвигающих сил на направление возможно­го сдвига; в курсовом проекте разрешается принимать сдви­гающую силу равной горизонтальной нагрузке на фундамент отдельно вдоль и поперек моста (из 2-го и 5-го сочетаний на­грузок), кН; Qz— удерживающая сила, кН;

Qz=y((Fuo +G)

здесь ψ — коэффициент трения кладки материала фундамен­та (бетона) по грунту, принимаемый равным [5]: для глин— 0,25, для суглинков и супесей—0,30, для песков—0,40; m=0,9—коэффициент условий работы; gn=1,1—коэффи­циент надежности.

II сочетание:

Qr=289,6 кН;

Qz=(9902+0,9(14×172,26+9,81×9,9))0,3=3648 кН;

Qr=289,6 кН < 3648×0,9/1,1=2653 кН – условие выполняется.

IV сочетание:

Qz=(11162+1,1(14×172,26+9,81×9,9))0,3=4176 кН;

Qr=1089 кH;

Qr=1089 кН < 4176×0,9/1,1=3417 кН – условие выполняется.

4.4Расчеты по второй группе предельных состояний

4.4.1. Общие положения

Расчеты по второй группе предельных состояний выпол­няются с целью проверить назначенные размеры фундамента по предельно допустимым деформациям, при которых сооружение (мост) может еще нормально выполнять свои эксплуа­тационные функции.

В соответствии с требованиями СПиП [5] различные по величине осадки соседних опор моста не должны вызывать появления в продольном профиле моста углов перелома, пре­вышающих предельно допустимые значения. Нормами огра­ничиваются также величины продольных и поперечных сме­щений верха мостовых опор. Таким образом, расчеты по вто­рой группе предельных состояний включают: определение осадки отдельных опор моста, определение горизонтальных смещений верха опор.

Эти расчеты производят, используя нагрузки из 3-го, 6-го и 7-го сочетаний нагрузок, вычисленных с коэффициентом надежности gf =1.

4.4.2. Определение осадки основания фундамента

Равномерную осадку основания фундамента определяют по среднему дополнительному давлению на грунт от верти­кальной нагрузки (из 7-го сочетания). При этом рекомен­дуется пользоваться методом послойного суммирования, при­держиваясь следующего порядка расчета (рис. 1.2).

1. Определяют среднее давление (кПа) на основание по подошве фундамента

p=N/A

где N=Fuo +Gрезультирующая вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента; Fuo  —результирующая нагрузка на фундамент (из 7-го сочетания), кН; G — вес фундамен­та с грунтом на его уступах кН, определяемый по формуле (1.9) при gf ==1.

VII сочетание:
N=10900+14×172,26+9,81×9,9=13409 кН;

p=13409/9,9×6=225,7 кПа. 

2. Определяют природное напряжение в уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта

szg,o = g¢×dn

где γ'—усредненный по глубине dn удельный вес грунта (кН/м3) при средней в пределах этой глубины плотности грунта ρ (см. формулу 1.6) с учетом взвешивающего дейст­вия воды на грунт во всех случаях, кроме суглинков и глин (см. формулу 1.10); dn—глубина заложения фундамента от природной поверхности грунта или дна водотока (без учета размыва), м.

 Схема к расчету осадки фундамента .

При заглублении подошвы фундамента ниже водоупора (суглинка или глины) к напряжению szg,o добавляют давле­ние воды, равное gwhw, где hwвысота столба воды над кровлей водоупора от заданного уровня поверхности воды.

gsb=9,81 кН/м3;

szg,o = 9,81×2,8=27,5 кПа.

3. Определяют избыточное над природным среднее давле­ние по подошве фундамента

po = p - szg,o                                                                                      

po = 225,7 - 27,5 = 198 кПа

4. Разбивают грунтовую толщу ниже подошвы фундамен­та на отдельные слои толщиной (0,20—0,4)b  (b—меньший размер подошвы), но не более 2 м. Разбивку основания на слои производят с таким расчетом, чтобы их границы совпа­дали с границами геологических слоев. Послойная разбивка представлена на рис.