Проектирования фундамента опор железнодорожного моста с расчетным пролетом 88м, страница 3

Глубина заложения фундамента зависит от глубины залегания несущего слоя грунта в основании, который должен являться надежным с точки зрения безопасного восприятия им внешних нагрузок. Если несущий слой залегает первым от поверхности, то заглубление в него фундамента определяют с учетом промерзания грунта или его размыва. В пучинистых грунтах подошву фундамента назначают на отметке  ниже расчетной глубины промерзания, а при наличии размыва дна реки - не менее 2,5 м ниже отметки местного размыва.

2.1.2 Предварительное определение основных размеров фундамента

К основным размерам фундамента относятся размеры подошвы фундамента  b и a), а также глубина ее заложения d, отсчитываемая от расчетного уровня поверхности грунта с учетом срезки или размыва, и высота фундамента h. Давление, которое  может воспринять несущий слой грунта (расчетное сопротивление грунта несущего слоя), существенно зависит от указанных размеров фундамента, которые пока неизвестны. Исходя из правил конструирования жестких фундаментов мелкого заложения при любой глубине заложения, размеры подошвы находятся в границах:

b_min £ b £ b_max             a_min £ a £ a_max                         (2.1)

                                   b_min  = b₀ + 2c₀                  a_min  = a₀ + 2c₀                           (2.2)

                                   b_max = b₀ + 2h tg30°         a_max = a₀ + 2h tg30°               (2.3)

где b₀  и a₀ - размеры опоры в плоскости обреза фундамента вдоль и поперек моста,

с₀ = 0,2…1,0 м.

 м;

                     м           (2.4)

                     м       (2.5)

 м;

 м;

 м;

 м.

При фиксированных размерах b и d  размер a приближенно определяется по формуле:                                                          (2.6)                 

   где  и  вертикальная и горизонтальная силы, кН;  - момент из первого сочетания нагрузок, действующих в плоскости моста на уровне обреза фундамента, кН×м, g_с = 1,2; g_n = 1,4 - коэффициенты условий работы и надежности; g_F = 23 кН/м³  - расчетный удельный вес материала фундамента с грунтом на его уступах; R - расчетное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа, определяемое по формуле:

                                                       (2.7)

где  R₀ - условное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа, k₁ и k₂ - табличные коэффициенты, g = 9,81r - средний в пределах глубины заложения d удельный вес грунта, кН/м³ ,r - средняя плотность грунта в пределах той же глубины, т/м³.

При ширине подошвы  м:

  кПа;

 м.

Так как  м      при   м, то увеличиваем глубину заложения фундамента. Пусть  м, тогда:

 м

 м

 м;

 м;

м;

 м;

При  м:

   кПа;

 м.

Подобранные размеры фундамента:  м,  м.

2.1.3 Конструирование фундамента мелкого заложения

Развитие размеров массивного фундамента мелкого заложения от обреза к подошве выполняют в форме ступеней. Высоту ступеней обычно принимают одинаковой в пределах 1…2 м. Угол развития фундаментов не должен превышать 30°. Зная высоту фундамента, определяем количество ступеней и все их размеры.

Рисунок 1.1 – Фундамент мелкого заложения в трёх проекциях с подобранными размерами

2.1.4 Приведение нагрузок к подошве фундамента

Прежде чем приступать к расчетам основания и фундамента следует привести нагрузки к центру тяжести подошвы фундамента. Вертикальная сила, действующая в уровне подошвы фундамента, определяется по формуле:

  ,(2.8)

            где   - соответственно расчетные значения веса фундамента, грунта и воды, расположенных на уступах фундамента,  - взвешивающая сила давления воды на подошву фундамента.

                        (2.9)

  где   – соответственно объемы фундамента, грунта и воды на его уступах,  - удельный вес бетона,  - удельный вес грунта,  - удельный вес воды,  для сочетания I,  для сочетания II,  для сочетаний IIIи IV;

Взвешивающая сила давления воды на подошву фундамента равна: