Конструирование фундамента

 

Принимаем конструктивно фундамент без развития. Фундамент высотой м.

Так как это фундамент мелкого заложения, то на подошву передаётся сила веса фундамента и расчётные силы.

Вес фундамента определяется по формуле

 

, (3.11)

 

где -площадь фундамента, м²;

- удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, кН/м³.

 

, (3.12)

 

кН/м³.

кН.

Нагрузка на уровне подошвы фундамента

 

, (3.13)

 

Н;

Момент уровня подошвы фундамента

 

(3.14)

 

где - .

Н.

МН.

Моменты сопротивления:

;

.

м³;

м³.

 

Проверка давлений по подошве фундамента

 

Давления по подошве правильно запроектированного фундамента должны удовлетворять условиям:

) в основном сочетании

 

 

) в дополнительном сочетании

 

 

где и - расчетные значения нормальной силы и момента в уровне подошвы фундамента, кН м, взятые с основного и дополнительного сочетаний;

- расчетное сопротивление грунта, соответствующее размерам и глубине заложения фундамента, кПа;

и - соответственно площадь, м², и момент сопротивления, м³, подошвы фундамента.

Проверка ведется в двух направлениях - вдоль и поперек оси моста. В наиболее близком совпадении значений разница при проверке не должна превышать 5%.

Рассчитаем условие в основном сочетании:

Рассчитаем условие в дополнительном сочетании:

Все условия выполняются, следовательно фундамент запроектирован правильно.

подошва фундамент осадка нагрузка

 

4. Определение осадки фундамента

 

В результате сооружения моста изменяется напряженное состояние основания и, как следствие, возникают осадки фундамента.

Для нормальной работы моста предельная осадка не должна превышать предельного значения

 

 

где - расчетная осадка, определенная для данного фундамента в данных грунтовых условиях, см;

- предельная осадка сооружения, определяемая из условий нормальной эксплуатации сооружения, м.

 

Определение расчетной осадки основания методом послойного суммирования

 

Расчетные осадки основания фундаментов опор мостов определяются при действии только постоянных нагрузок в силу того, что подвижная нагрузка является кратковременной. В расчете учитывается среднее давление от этих нагрузок, определяемое по формуле

 

, (4.1)

 

где - нагрузка в уровне подошвы фундамента;

- площадь подошвы фундамента.

 

 

4.2 Определение вертикальных давлений от собственного веса грунта

 

Вертикальное давление от собственного веса грунта - природное или бытовое давление на глубине z - в общем случае равно давлению, создаваемому столбом грунта высотой , и может быть определено по формуле

 

, (4.2)

 

где - удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды, кН/м³;

- глубина от поверхности грунта или дна водоема, в котором определяется природное давление, м.

Толщина слоя грунта разбивается на более мощные из условия

 

(4.3)

 

где - мощность вновь полученного слоя, м;

b - ширина подошвы фундамента, м.

м

При 13,4 кН/м³ принимаем м; при 10,11 кН/м³ принимаем м.

Напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента

 

(4.4)

 

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы:

-го слоя:

Дополнительное вертикальное давление на основания от внешней нагрузки в уровне подошвы фундамента

 

(4.5)

 

где P - среднее давление под подошвой фундамента;

- вертикальное напряжение от свободного веса грунта в уровне подошвы фундамента.

Удельный вес грунта ниже уровня грунтовых вод, но выше водоупора определяется с учетом взвешивающего действия воды

 

 

³

Дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента обозначается .

Дополнительные вертикальные напряжения в точках, расположенных на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, на глубине z определяется по формуле

 

(4.6)

 

где α - коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон подошвы прямоугольного фундамента η = l:b и относительности глубины, равной ξ = 2z/b;

z - расстояние от подошвы фундамента до точки на осевой вертикали, в которой определяется напряжение.

Методом интерполяции находим

 

 

Результаты вычислений вертикальных напряжений от собственного веса грунта и дополнительных напряжений сводим в таблицу.

 

Таблица 4.1 - Расчеты напряжений в основании фундамента

Номер слоя	Расстояние z, м	ξ = 2z/b ξ = z/b	α при			0,2
	0,0	0,0	1,0000	37,34	185,47	7,47
	1,25	1,25	0,731	51,34	135,58	10,27
	1,4	2,65	0,400	65,34	74,19	13,07
	1,4	4,05	0,236	79,34	43,77	15,87
	1,4	5,45	0,155	93,34	28,75	18,67
	1,4	6,85	0,104	107,34	19,29	21,47
	1,4	8,25	0,076	121,34	14,10	24,27
	1,4	9,65	0,061	135,34	11,31	27,07
	1,1	10,75	0,046	146,34	8,53	29,27

 

Деформация сжимаемой толщи грунта определим по формуле

 

(4.7)

 

где - среднее давление в пределах i-го слоя грунта, кПа;

- мощность i-го слоя грунта, м;

- модуль деформации i-го слоя грунта, МПа;

n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Предельная деформация основания фундаментов опор мостов определяется конструктивными особенностями моста. Для балочных разрезных мостов она рассчитывается по формуле

 

(4.8)

 

где - расчетная длина наименьшего пролетного строения, примыкающего к опоре, м.

м.

.

Условие выполняется, следовательно, фундамент запроектирован правильно.