Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 13

Таблица 3.5

При многослойном в пределах сжимаемой толщи H_c основании с разными E_i и n_i для приближенного определения крена также используют формулу (3.27) с подстановкой в нее осредненных по глубине H_c (см. рис. 3.7)значений E и n:

                                                             ,                                    (3.28)
где A_i - площадь эпюры дополнительных напряжений s_zp в пределах i­‑го слоя; E_i - модуль деформации i-го слоя грунта;

                                                             ,                                         (3.29)
где n_i и h_i - коэффициент Пуассона и толщина i-го слоя грунта; n - число слоев, отличающихся значениями E и n в пределах сжимаемой толщи H_c.

Значения коэффициента поперечного расширения грунта (коэффициента Пуассона) принимаются равными: 0,27 - для песков; 0,30 - для супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин.

Горизонтальное перемещение верха опоры, вычисленное по формуле (3.26), ограничивается предельно допустимым его значением U_u, которое назначается равным, см:

                                                          ,                                         (3.30)

где L₀ - длина большего примыкающего к опоре пролета.

3.5. Расчет оснований фундаментов устоев мостов

Особенности расчета оснований фундаментов устоев мостов обусловлено наличием подходной насыпи и ее силовым воздействием как на устой моста, так и на основание его фундамента. На рис. 3.8 показана схема силового воздействия подходной насыпи на устой моста, его фундамент и основание.

Рис. 3.8. Расчетная схема силового воздействия насыпи устоя на основание

Горизонтальное давление на устой моста включается в систему внешних нагрузок на фундамент. Этим, в сущности, и ограничивается учет силового воздействия подходной насыпи на береговую опору. Горизонтальное давление принимается равным активному давлению грунта и определяется в соответствии с правилами механики грунтов.

Вторая составляющая силового воздействия подходной насыпи выражается в возникающих в грунте основания дополнительных напряжениях, которые также должны учитываться в расчетах прочности и деформируемости основания.

Для практических расчетов принимается трапецеидальная эпюра дополнительных давлений, возникающих от веса подходной насыпи в основании в уровне подошвы фундамента устоя. Задача заключается в определении величины этого давления под передней и задней гранью подошвы фундамента устоя. Для практических расчетов принимается трапецеидальная эпюра дополнительных давлений p¢, возникающих от веса подходной насыпи в основании в уровне подошвы фундамента устоя. Задача заключается в определении величины этого давления под передней и задней гранью подошвы фундамента устоя.

Напряжения под передней гранью фундамента устоя даются выражением:

                                                           .                              (3.31)

Напряжения под задней гранью устоя определяются формулой

                                                            .                                           (3.32)

          Значения коэффициентов  приведены в таблицах 3.6 и 3.7.

Дополнительные давления на грунт учитываются в расчетах прочности несущего и подстилающего слоев основания, а также при определении осадки основания и крена фундамента.

Таблица 3.6

Примечание. Для промежуточных значений d и h₁ коэффициент a₁ определяют по интерполяции.

Таблица 3.7

Примечание. Для промежуточных значений d и h₂ коэффициент a₂ определяют по интерполяции.

3.6. Расчет прочности фундаментов

В жестких фундаментах, очертание которых не выходит за угол жесткости их кладки a = 30°, растягивающие напряжения от изгиба в уступах практически отсутствуют, а сжимающие напряжения существенно меньше сопротивления материала кладки сжатию и потому не требуют проверки расчетом.

В конструкциях гибких фундаментов возникают значительные изгибающие моменты и расчет их прочности становится необходимым. В таких расчетах часто используют схему линейного распределения давлений по подошве фундаментов. От этих давлений определяют изгибающие моменты и поперечные силы в сечениях той или иной фундаментной конструкции.

Так, например, при внецентренном загружении внешней нагрузкой вытянутого в плане фундамента расчетные усилия в сечении его консольного выступа (рис.3.9, а) на 1 м длины вычисляют по формулам:

                   M = С₂(2p_max + p_c)/6,                 Q = C(p_max + p_c)/2,                    (3.33)

где C - ширина консольного выступа; p_max и p_c - соответствующие давления от расчетных внешних нагрузок (формула (3.5)), передаваемые на грунт под краем фундамента в расчетном сечении.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях фундаментной плиты под отдельную колонну с размерами подошвы l и b(рис. 3.9, б) вычисляют по формулам:

в направлении l (большего размера подошвы)

;

в направлении b (меньшего размера подошвы)

                                        ,                                           (3.34)
где C_i - длина консоли от края фундамента до расчетного сечения; p_max - максимальное краевое давление на грунт; p_i - давление на грунт в расчетном сечении.

Поперечная сила в сечении

                                                          Q = C_i(p_max + p_c)/2.                                    (3.35)

Рис. 3.9.Расчетные схемы прочности гибких фундаментов при линейном распределении давлений на грунт

По найденным значениям расчетных усилий M и Q проверяют прочность материала в сечениях фундамента, назначают армирование железобетонных фундаментных конструкций и проверяют их трещиностойкость.

Отметим, что фундаментные плиты под отдельные колонны, кроме расчета на изгиб, проверяют еще на продавливание, которое предполагается по поверхности пирамиды, грани которой наклонены к вертикали под углом 45°(см. рис. 3.9, б). Проверку выполняют по формуле