Проектирование фундамента мелкого заложения

2.1. Определение расчетного сопротивления грунта.

 

Расчетное сопротивление грунта определяем по формуле:

R = 1,7∙ (R₀∙ (1 + k₁(b – 2)) + k₂∙γ∙ (d_f – 3))+14,7d_w; где

 

где R₀ — условное сопротивление грунта, 100 кПа (тс/м²), принимаемое по табл. 1, СНиП 2.05.03-84;

b — ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента;

d — глубина заложения фундамента, 3м, принимаемая по п. 2;

g — осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать g = 19,62 кН/м³ (2 тс/м³);

k₁, k₂ — коэффициенты, принимаемые по табл. 4, СНиП 2.05.03-84.

 

Расчет минимальной ширины подошвы фундамента определяется по формуле:

b = b₀ + 2∙c = 1,2 + 2∙0,5 = 2.2 м.

Ширина подошвы фундамента поперек оси моста определяется по формуле:

a = a₀ + 2∙c = 5 + 2∙ 0.5 = 6 м.

Глубину заложения фундамента принимаем равной 2,5 м от глубины размыва.

 

R = 1,7 ∙ (100 (1 + 0,04(2,2 – 2)) + 2 ∙19,62∙ (3 – 3))+14.7∙2 = 200.7 кН/м³.

Определение действительных размеров подошвы фундамента.

 

Площадь подошвы фундамента определяется, как:

A = a∙b = N⁰_I/(R – h∙g_ф ) = 8460 / (200,7 – 3 ∙ 22) = 62 м²

b = √A∙b₀/a₀ = √62∙1.2/5 = 10,3 м

a = A/b = 22,6/2.4 = 6 м

 

После установления размеров подошвы фундамента определяем ширину уступов фундамента вдоль оси моста:

l₁ = 0.5∙ (b – b₀) = 0.5∙ (10,3 – 2.2) =4 м;

поперек оси моста: l₂ = 0.5∙ (a – a₀) = 0.5∙ (6 – 6) = 0 м.

Высота уступов: h_y = l_i∙ctgα, где α= 30⁰ –угол распределения напряжений, обеспечивающий работу материала фундамента только на сжатие. Высота каждого уступа при проектировании принимается 1-2 м.

h_y1=0 м; h_y2 = 2,5 м.

 

2.3 Расчет по первому предельному состоянию.

 

Вес фундамента и грунта на его уступах определяется исходя из геометрических размеров по конструктивному чертежу:

G_ф^I = 1.1∙V_ф∙γ_б

G_гр= 1.2∙ V_гр∙γ₀

V_ф=1,25∙6∙10,3 + 1,25∙10,3∙8 + 0,5∙6∙10,3 =173,8 м³

V_гр= 3∙6∙10,3 – 82,8 =11,6 м³

G_ф^I = 1,1∙173,8∙24 = 4588,3кН

G_гр^I = 1.2∙11,6∙17 = 236,6 кН

 

1. σ_ср=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A ≤ R

σ_ср = (8460+ 4588,3 + 236,6)/24 = 553,5 кН/м² ≥ R = 200,7кН/м³

1. σ₁=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A + (M⁰_I+T₀∙h)/W ≤ R,

где W=b∙h²/6=10∙2,2²/6=9,6

σ₁=(8460 + 4588,3 + 236,6)/24 +(520 + 650∙3)/9,6 = 810,8кН/м² ≥ R = 200,7 кН/м³

1. σ₂=(N⁰_I + G_ф^I + G_гр^I)/A - (M⁰_I+T₀∙h)/W ≥ 0

σ₂=153 кН/м³ ≥ 0

Т.к. первое и второе условия не выполняется - найденные σ₁ и σ₂ больше, полученного ранее значения R = 200,7 кН/м³, значит, проектирование фундамента мелкого заложения в данных условиях невозможно, поэтому принимаем решение на проектирование свайного фундамента.

 

 

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА