Установление закономерностей изменения сжимаемости грунтов по глубине и выбор несущего слоя

Обобщенное представление о прочности и сжимаемости грунтов дает установление полного наименования грунтов, находящихся в геологическом разрезе, по номенклатуре ГОСТ 25100-82. Для этого необходимо рассчитать следующие характеристики: уоэффицент пористости е, степень влажности Sr и показатель текучести I:

а). Песок пылеватый

Последовательно определяем:

-удельный вес сухого грунта

-пористость

-коэффициент пористости

- степень влажности

б). Суглинок

-удельный вес сухого грунта

-пористость

-коэффициент пористости

- степень влажности

- число пластичности

Показатель консистенции

в). Глина

-удельный вес сухого грунта

-пористость

-коэффициент пористости

- степень влажности

- число пластичности

-показатель консистенции

2.Проектирование фундаментов на естественном основании

При строительстве мостовых опор на местности покрытой небольшим слоем воды, либо на судоходах при близком залегании к поверхности прочных и слабосжимаемых грунтов целесообразно применять фундаменты мелкого заложения , глубиной заложения до 5 м. На естественном основании. Основание называется естественным, если слагающие его грунты предварительно подвергаются специальным техническим мероприятиям, с целью повышения прочности или устойчивости.

Выбор глубины заложения фундамента

Основная задача при выборе глубины заложения подошвы фундаментов состоит в решении вопроса о несущем слое грунта. При этом необходим уитывать следующие факторы:

1.Инженерно – геологические условия площадки строительства

2. Гидрогеологические и климатические условия

При пучинистых грунтах грунтах подошву фундаментов следует распологать ниже расчетной глубины промерзания, не менее чем на 0,25 м

Для береговой опоры:

Определяем глубину заложения по формуле:

 – расчетная глубина промерзания:

-принимаем 0,23 для суглинков и глин, а коэффицент Mt=23 (по СНиП 2.01.01-82)

м

Для промежуточной опоры: при наличии размыва грунта у опоры глубина заложения подошвы фундамента назначается не менее 2,5 м ниже линии теорического размыва

Определение размеров подошвы фундамента:

Для установления размеров подошвы фундамента определяются:

A). Минимальные размеры площади подошвы фундамента

c – уступ, принимается 0,5 м

B₀, L₀ – размеры опор в плоскости обреза фундамента. B₀ =3,6м  L₀=10,4м

Б). расчетное значение вертикальной нагрузки в уровне подошвы фундамента, кН:

Где  - расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента

 - расчетный вес фундамента , кН

=1,2*52,44*0,85.*24=1288,32

 – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый 1,2

 - удельный вес бетона, равный 24 кН\м³

В).Выполняется проверка напряжений под подошвой фундамента:

R₀ – условное расчетное сопротивление грунта, кПа;

k₁,k₂ – коэффициенты, принимаемые принимаемые по таблице 1

b – ширина подошвы фундамента

d – глубина заложения фундамент

 - среднее значение удельного веса грунта

Поскольку условие (7) выполняется, то максимальные площади подошвы фундамента мы определять не будем.

3. Рассчеты фундамента по I группе предельных состояний

Для оснований сооружений, как и для конструкций вообще, установлены две группы предельных состояний: первая группа по потере несущей способности и устойчивости; вторая группа – по деформациям. Для оснований транспортных сооружений, в частности опор мостов, воспринимающих значительные горизонтальные нагрузки, большое значение приобретают расчеты по несущей способности и устойчивости.

1.  Проверка напряжений по подошве фундамента

Давления по подошве фундамента должны удовлетворять следующим условиям:

Где Pср, Pmax Pmin – среднее , максимально и минимальное давления по подошве фундамента от расчетных нагрузок, кПа.

 кН

(Расчетная вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента кН)

Расчетный вес фундамент:

 кН

кН

 кн\м3

Если фундамент врезается в водонепроницаемый грунт, необходимо учитывать вес воды на уступах фундамента.

кН

м3

кНм

2.  Устойчивость фундамента против опрокидывания

 

Момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота через крайнюю точку подошвы фундамента , кНм

3.  Устойчивость фундамента против сдвига по подошве:

4.  Расчеты фундамента по 2 группе предельных состояний

1.проверка положения равнодействующей сил или относительно эксцентриситета для случая действия на опору нормативных нагрузок:

Нормативный момент относительно центра тяжести подошвы фундамента:

*1000=

2.проверка осадки фундамента

 – осадка по расчету

Строим эпюру природных давлений , возникающих в основании от веса выше лежащих слоев грунта. При этом размвы у опоры не учитывается. Значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого элементарного слоя определяются по формуле

Если грунт находится во взвешанном сотоянии, то его удельный вес определяется с учетом взвешивающего действия воды.

=10,5256

Номер элементарного слоя	Глубина подошвы элементарного слоя Zi	Толщина слоя hi	Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды	Природное давление на глубине Zi	Коэффицент m=2z/b	Коэффицент	Дополнительное давление  на глубине Zi, кПа	Среднее давление в слое , кПа	Модуль деформации каждого слоя , кПа	Осадка слоя, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	34,93	34,93	19,1	45	2	0,463	305,2	150	22	0,19
2	70,93	36	19,8	105	6,8	0,069	192	282	20	0,27
3	107,45	36,52	20,6	183,6	12	0,023	70	135	27	0,75

Все вычисления осадки выполняется в табличной форме

3.Проверка горизонтального смещения верха опоры:

=1,25

5 Проектирование свайных фундаментов

Свайный фундамент состоит из свай и плиты, объединящих сваи и передающей на них нагрузку от сооружения. Свайные фундаменты применяют при залегании слабых грунтов в основании с использованием низких или высоких ростверков

Глубина заложения подошвы ростверка для опоры на судоходе,с учетом