Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа (стр. 4 из 6)
абсолютной осадкой основания S, м;
креном сооружения i;
горизонтальным перемещением фундамента u, м.
где
- предельные значения совместной деформации основания сооружения.5.1. Контактное давление
Среднее давление под подошвой фундамента:
не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле:
где γс1 и γс2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по СНиП 2.02.01-83; k - коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями, и 1,1, если приняты по таблицам; Мγ, Мq, Мс - коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83; kz - коэффициент, принимаемый равным:
при b < 10 м kz=1;
при b ≥ 10 м kz=z0/b + 0,2 (здесь z0=8м);
- удельный вес грунта ниже и выше подошвы фундаментной плиты. 
В связи с внецентренностью приложения нагрузки проверяются условия:
Условие
не соблюдается, необходимо увеличить ширину подошвы b или глубину заложения d фундамента.  |
Рисунок 5.1.: Распределение контактного давления по подошве.
5.2. Абсолютная осадка фундамента
Осадка основания S, м, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства, определяется методом послойного суммирования по формуле:
где β - безразмерный коэффициент, равный 0,8;
- среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; 
- толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.Расчет выполняется в последовательности:
На чертеже в масштабе М 1: 100 (М 1: 200) наносится поперечное сечение сооружения ниже дна, с указанием отметок FL и LL.
Слева от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы (точка О), строится эпюра давления σzg, от собственного веса с учетом взвешивания песка водой и положения литологической границы LL.
Дополнительное вертикальное давление ро непосредственно под подошвой фундамента определяется как разность между контактным давлением р и вертикальным напряжением σzg,o от собственного веса грунта на уровне отметки FL:
Для построения эпюры дополнительного давления σzp толща грунта ниже отметки FL разбивается на ряд слоев мощностью 0,2b. Значение величины σzp для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:
где α - коэффициент затухания давления, принимаемый по таблице 1 приложения 2 СНиП 2.02.01-83.
Расчеты удобно выполнять в табличной форме.
Эпюра σzp откладывается справа от оси в том же масштабе, что и σzg.
Устанавливается положение отметки ВС из условия:
, для чего вправо от оси откладывается эпюра σzg, уменьшенная в 5 раз.Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (5000 кПа) или такой слой залегает непосредственно ниже отметки FL, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szр = 0,1szg.. Устанавливается количество слоев n, шт., в пределах сжимаемой толщи Нсж. Определяется значение величины осадки S методом послойного суммирования.
Построение эпюры дополнительного давления
Таблица 5.1.
Относительная глубина  | Глубина ниже отметки FL z, м | α | σzp, кПа |
| 0 | 0 | 1 | 15,3 |
| 0,4 | 1,8 | 0,972 | 14,8716 |
| 0,8 | 3,6 | 0,848 | 12,9744 |
| 1,2 | 5,4 | 0,682 | 10,4346 |
| 1,6 | 7,2 | 0,532 | 8,1396 |
| 2 | 9 | 0,414 | 6,3342 |
 |
n=1
Рисунок 5.2: Схема к расчету осадки основания
Согласно приложению 4 СНиП 2.02.01. - 83 Sи=20 см.
Условие
выполняется: 0,09 см < 20 см5.3. Крен сооружения
Крен фундамента ib при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле:
где ke=0,19 - коэффициент, принимаемый по таблице 5 приложения 2 СНиП 2.02.01. - 83; v - коэффициент поперечного расширения (Пуассона), v=0,3; kт=1 - коэффициент, учитываемый при расчете крена фундаментов по схеме линейно деформируемого слоя принимаемый по таблице 3 приложения 2 СНиП 2.02.01. - 83.
Согласно приложению 4 СНиП 2.02.01. - 83 iu=0,004<ib=0,0077. Условие не выполняется.
5.4. Горизонтальное перемещение фундамента
Расчет горизонтального смещения и следует производить по формуле:
где Ф - функция, определяемая из выражения:
Нs - толщина сжимаемого слоя
Расчет предельного горизонтального смещения производится по формуле:
Условие
не выполняется: 1,76 > 0,7.6. Строительный котлован водозабора
6.1. Особенности строительства
Строительные площадки в поймах рек могут затапливаться поверхностными (паводковыми) водами, что усложняет условия производства работ при возведении сооружений. К числу особенностей в таких случаях можно отнести:
Необходимость защиты строительной площадки от затопления внешними водами с помощью перемычек.
Выполнение мероприятий по закреплению откосов перемычек, обеспечению устойчивости стен котлованов и устройству их ограждений.
Потребность в специальных средствах, технологиях и оборудовании.
Проведение работ по защите котлованов от грунтовых вод или отводу их за пределы застройки.
6.2. Назначение размеров выемки
 |
Рисунок 6.1.: Габариты котлована. 1-пойма, 2-искусственно отсыпаемый полуостров, 3-дно котлована, 4-откос котлована, 5-контур сооружения, 6-ограждающая стена из металлического шпунта.
Строительный котлован со стороны русла и с боков выполняется в ограждающих стенках из металлического шпунта, а со стороны поймы - с естественным откосом. До начала погружения стальных элементов в части русла со стороны берега устраивается искусственный полуостров, по которому впоследствии перемещается копровое устройство с вибропогружателем. Размеры котлована в плане в уровне его дна диктуются габаритами сооружения b x l с запасами, обеспечивающими возможность выполнения необходимых технологических операций во время строительства (рисунок 6.1).
6.3. Перемычки
Это временное сооружение для ограждения места постройки фундамента или подземной части конструкции от поверхностных вод. При возведении береговых водозаборов перемычки устраивают как со стороны русловой части, так и на пойме. В современном водохозяйственном строительстве применяют следующие их основные типы: грунтовые; однорядные шпунтовые с грунтовой обсыпкой; двухрядные шпунтовые с грунтовой засыпкой; из металлического или железобетонного шпунта. На реках с песчаным руслом перемычки могут быть устроены средствами гидромеханизации из местного грунта, как на пойме, так и в русле. При скорости течения воды в русле до 0,5...0,7 м/с песок не уносится при отсыпке его непосредственно в воду, а в результате заиливания взвешенными в воде мелкими частицами его водопроницаемость снижается. Песчаные перемычки применяют при глубине воды в русле до 4 метров, а иногда - до 4... б метров с шириной поверху не менее 2...3 метров и крутизной откосов 3: 1 - 5: 1 (наружный) и 3: 1 (внутренний).