Проектирование фундаментов под опору моста (стр. 5 из 10)

, (3.8)

где γ_i – удельный вес i-го слоя грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м³; h_i – толщина i-го слоя грунта, м.

кН/м³.

Тогда

R = 1,7·(125,77·(1 + 0,02·(6 – 2)) + 1,5·18,66·(4 – 3))+1,5∙10∙3,95 = 337,75 кПа.

Для сочетаний 1 и 2 γ_С = 1, тогда

/ = 337,75·1/1,4 = 241,25 кПа.

Для сочетаний 3…6 γ_С = 1,2, тогда

/ = 337,75·1,2/1,4 = 289,5 кПа.

Результаты вычислений, приводимые в таблице 3.3, показывают, что грунты основания во всех сочетаниях не обладают достаточной несущей способностью, чтобы воспринять передаваемые на них нагрузки.

Увеличим высоту фундамента до 6м, т. е. заглубим фундамент во второй слой на 2,8м и пересчитаем фундамент.

– первая ступень а₁хb₁ = 9,6х6,1 м;

– вторая ступень а₂хb₂ = 10,6х7,1 м;

– третья ступень а₃хb₃ = 11,6х8,1 м;

– четвёртая ступень а₄хb₄ = 12,6х9,1 м;

– пятая ступень а₅хb₅ = 13,6х10,1 м;

– шестая ступень а₆хb₆ = 14,6х11,1 м

Рисунок 3.2.1 – Размеры обреза опоры и ступеней фундамента (после увеличения).

G_Ф = 24∙(1∙9,6∙6,1+1∙10,6∙7,1+1∙11,6∙8,1+1∙12,6∙9,1+1∙13,6∙10,1+1∙14,6∙11,1) = =24·(58,56+75,26+93,96+114,66+137,36+162,06) = 15404,64 кН.

G_W= 527,60 кН.

кН/м³;

G_ГР = 9,07∙(16,6∙11,1∙6 – (14,6∙11,1∙1 + 13,6∙10,1∙1 + 12,6∙9,1∙1 + 11,6∙8,1∙1 +

+10,6∙7,1∙1 + 9,6∙6,1∙1))=9,07·(1105,56 – (162,06 + 137,06 + 114,66 + 93,96 + 75,26 + +58,56)) = 4208,48 кН.

Общий вес фундамента

Р = G_Ф + G_W+ G_ГР = 15404,64 + 527,60 + 4208,48 = 20140,72 кН.

Таблица 3.1.1 –Усилия в сечении по подошве фундамента

Силы, действующие в сечении по подошве фундамента	Вертикальные силы, кН			Горизонтальные силы, кН			Плечо относительно оси, м		Момент относительно оси
	Нормативные FVH	γf	РасчетныеFV	Нормативные, FhH	γf	Расчетные Fh	х	у	МХ	МУ
1Вес опоры и фундамента:8097,89 + +20140,72	28238,61	1,1	31062,47
2 Вес пролетных строений и проезжей части, 2Р1	18400	1,2	22080
3 Временная нагрузка АК в одном пролете, Р2	2400	1,2	2880	0,75	2160
4 То же в двух пролетах, 2Р2	4800	1,2	5760
5 Сила торможения, FТ	735	1,2	882	18,8	16561,6
6 Давление льда при высоком ледоходе, F1Л	1011,61	1,2	1213,93	9,95	12078,62
7 Давление льда при низком ледоходе, F2Л	1755,47	1,2	2106,57	8,6	18116,49

Таблица 3.2.2 – Сочетание нагрузок, действующие по подошве фундамента

Номер сочетаний	Вид усилий	Коэффициент сочетаний η	Силы, кН		Моменты, кН∙м		Эксцентриситеты, м
			FV	Fh	Мх	Му	еСХ=	еСУ=
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Вес опоры и фундаментаВес пролетного строения, 2Р1	1 1	31062,47 22080
	Всего постоянная нагрузка	53142,47
	Временная нагрузка АК, Р2	1	2880	2160	0,039
	Итого	56022,47	2160	0,039
2	ПостояннаяВременная 2Р2	1 1	53142,47 5760
	Итого	58902,47
3	ПостояннаяВременная:Р2FT	1 0,8 0,8	53142,47 2304	705,6	1728	13265,28	0,031	0,239
	Итого	55446,47	705,6	1728	13265,28	0,031	0,239

Окончание таблицы 3.2.1

Номер сочетаний	Вид усилий	Коэффициент сочетаний η	Силы, кН		Моменты, кН∙м		Эксцентриситеты, м
			FV	Fh	Мх	Му	еСХ=	еСУ=
1	2	3	4	5	6	7	8	9
4	ПостояннаяВременная:2Р2FT	1 0,8 0,8	53142,47 4608	705,6	13265,28	0,230
	Итого	57750,47	705,6	13265,28	0,230
5	ПостояннаяВременная:2Р2F1Л	1 0,8 0,7	53142,47 4608	849,75	8455,04	0,146
	Итого	57750,47	849,75	8455,04	0,146
6	ПостояннаяВременная:2Р2F2Л	1 0,8 0,7	53142,47 4608	1474,60	12681,54	0,220
	Итого	57750,47	1474,60	12681,54	0,210

Таблица 3.3.1 – Проверка прочности грунтового основания

Номер сочетаний	FV, кН	А, м2	FV/А, кПа	Мx, кН∙м	Мy, кН∙м	Wx=(a∙b2)/6, см3	Wy=(b∙a2)/6, см3	Pmax, кПа	Pmax, кПа
1	56022,47	162,06	345,69	2160	299,81	352,89	338,49	306,76
2	58902,47		363,46	363,46	306,76
3	55446,47		342,14	1728	13265,28	299,81	394,35	375,77	308,50	368,12
4	57750,47		356,35	13265,28	394,35	389,99	322,71	368,12
5	57750,47		356,35	8455,04	299,81	384,55	328,15	368,12
6	57750,47		356,35	12681,54	299,81	398,65	314,05	368,12

кН/м³.

Тогда

R = 1,7·(125,77·(1 + 0,02·(6 – 2)) + 1,5·18,21·(6 – 3))+1,5∙10∙3,95 = 429,47 кПа.

Для сочетаний 1 и 2 γ_С = 1, тогда

/ = 429,47·1/1,4 = 306,76 кПа.

Для сочетаний 3…6 γ_С = 1,2, тогда

/ = 429,47·1,2/1,4 = 368,12 кПа.

Результаты вычислений, приводимые в таблице 3.3, показывают, что грунты основания во всех сочетаниях не обладают достаточной несущей способностью, чтобы воспринять передаваемые на них нагрузки. Следовательно предпочтительно укладывать свайный фундамент.

4 Конструирование свайного фундамента

4.1 Определение глубины заложения и назначения размеров ростверка

Высота ростверка – это расстояние между обрезом и подошвой плиты. Положение обреза назначается на 0,5…1,0 м ниже межени или поверхности грунта или задаётся. Подошву ростверка заглубляют ниже расчётной глубины промерзания пучинистого грунта на 0,25м. В непучинистых грунтах высоту ростверка назначают конструктивно.

Обрез свайного фундамента (верх плиты) располагают по тем же правилам, что и в фундаментах мелкого заложения. Плиту делают из бетона, бутобетона или железобетона.

Ориентировочно толщину плиты можно принять h_p=1,4…2,0м при диаметре ствола d_c=30…60см; h_p=2,0…3,0м при d_c>60см.

Ориентировочно толщину плиты можно принять

м при диаметре см.

Размеры ростверка в уровне обреза зависят от размеров опоры, а в уровне подошвы – от количества свай и расстояния между ними. Если количество свай невелико, то боковые грани ростверка могут быть вертикальными, в противном случае делается развитие ростверка под углом 30 градусов. Угол отсчитывают от грани опоры, при этом ростверк делают ступенчатым.

В данном примере принимаем толщину плиты равной 2м.