Строительство и архитектура \ Механика грунтов, основания и фундаменты

Проектирование фундаментов опор мостов, страница 2

Необходимо также учесть следующее: при проектировании фундамента должны рассматриваться все возможные комбинации нагрузок, которые могут возникнуть как в процессе эксплуатации, так и при возведении сооружения. Однако количество комбинаций (сочетаний) может быть ограничено и принято в соответствии с таблицей 2, которая рассчитывается по данным таблицы 1.

Таблица 2 — Комбинации нагрузок, действующих в уровне обреза фундамента

Сочетания нагрузок		Нормальная сила N, кН	Усилия, направленные вдоль моста		Усилия, направленные поперек моста		Примечания
Сочетания нагрузок		Нормальная сила N, кН	F_x, кН	М_y, кН×м	F_y, кН	М_x, кН×м	Примечания
Постоянные нормативные		21130	-	-	-	-	Положительные моменты направлены по часовой стрелке
Основное сочетание		36144	-	847	-	-
Дополнительные сочетания	Основные нагрузки и ветер вдоль моста	33564	866	14988	-	-
	Основные нагрузки и ветер вдоль моста в обратном направлении	33564	-866	-16323	-	-
	Основные нагрузки и ветер поперек моста	33564	-	-668	865	11881

2 Инженерно-геологические условия площадки

Инженерно-геологические условия стройплощадки, на которой возводится фундамент, имеют важное значение, так как именно они в первую очередь определяют глубину заложения фундамента, его тип и размеры.

Описание геологического разреза выполняем в порядке напластования грунтов сверху вниз, приводя все необходимые характеристики:

1 слой - песок мелкий:

- коэффициент пористости ;

- песок средней плотности сложения;

- степень заполнения пор грунта водой – песок водонасыщенный ;

- удельный вес грунта ;

- влажность W = 1;

- угол внутреннего трения ;

- коэффициент сцепления ;

- модуль деформации ;

- условное сопротивление ;

2 слой - песок средней крупности:

- коэффициент пористости ;

- песок средней плотности сложения;

- песок водонасыщенный ;

- удельный вес ;

- влажность W = 1;

- угол внутреннего трения ;

- коэффициент сцепления ;

- модуль деформации ;

- условное сопротивление ;

3 слой – песок крупный с гравием и галькой:

- коэффициент пористости ;

- песок средней плотности сложения;

- песок водонасыщенный ;

- удельный вес ;

- угол внутреннего трения ;

- модуль деформации ;

- условное сопротивление R₀ = 343 кПа.

3 Определение размеров фундамента

3.1 Минимальные размеры фундамента в плане

Минимальные размеры определяются шириной и длинной опоры в уровне обреза фундамента

где С_о – уступы, принимаемые С_о = 0,5 м.

Для

Минимальная площадь фундамента

3.2 Минимальная глубина заложения и высота фундамента

Глубина заложения подошвы фундамента при наличии размыва речного дна и отсутствии не несущих грунтов равна d_min = 2.5 м, считая от уровня размыва.

Минимальная высота фундамента может быть определена следующим образом

где d_w – глубина воды (из задания d_w = 1.4 м), м;

d_раз– глубина размыва, (из задания d_раз= 1.1 м), м;

d₀– заглубление обреза ниже поверхности грунта или уровня воды (из задания d_o = 1 м), м.

3.3 Максимальные размеры фундамента в плане

Принимаем фундамент с развитием α = 30°.

Рисунок 1 — Конструкция фундамента с развитием

Максимальные размеры определяются по формулам

Максимальная площадь подошвы основания определяется по формуле

3.4 Расчетное сопротивление основания

Для фундамента заданных размеров расчетное сопротивление определяется по формуле

где R_o – условное сопротивление в уровне подошвы фундамента, кПа;

k₁ и k₂ – коэффициенты, определяемые по таблице 4(1), принимаем К₁=0.08; К₂=2.5;

b – ширина подошвы фундамента, м;

g – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³,

d – глубина заложения фундамента, м.

взвешивающего действия воды, kН/м³.

(9)

где g_i – значения удельных весов слоев грунта, залегающих выше подошвы фундамента, без учета взвешивающего действия воды, kН/м³;

h_i – мощности тех же слоев, м;

d – глубина заложения фундамента, м.

При R₀ = 147 кПа; b = 6 м; d = 2.5 м; γ = 17.4 , кН/м³; К₁=0.08; К₂=2.5

3.5 Требуемая площадь подошвы фундамента

Подошва фундамента должна иметь определенную площадь, которая рассчитывается по формуле

(10)

где – расчетное значение вертикальной нагрузки из основного сочетания (по таблице 2), кН;

R – расчетное сопротивление основания, кПа;

– осредненное значение удельного веса бетонной кладки фундамента принимаем, ;

– высота фундамента, м.

При = 4 м; = 36144 кН; R = 293 кПа.

Так как (165.43 м²), то глубина заложения не достаточна, следовательно, требуется корректировка в сторону увеличения глубины заложения фундамента или уменьшение развития бетонной кладки. Подбор глубины заложения фундамента ведем до тех пор, пока не будет удовлетворено соотношение (11)