Фундамент под опору моста (стр. 3 из 6)
b- меньшая сторона (ширина прямоугольной подошвы фундамента), м;
h - глубина заложения фундамента от уровня планировки, м:
- осредненное расчетное значение объемной массы грунта, залегающего выше отметки заложения фундамента, т/м 
; 
- то же, но залегающего ниже подошвы фундамента;С - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, МПа;
R= 
Окончательно площадь фундамента:
F= 
.
Принимаем размеры фундамента b=2,04 м, l=12,24м.
1.4.1 Проверка принятых размеров фундамента
Напряжения под подошвой фундамента должны удовлетворять условиям:
P
<R ; P 
<1,2R ; P 
>0.Напряжения под подошвой фундамента определяются из следующих зависимостей:
для центрально нагруженного фундамента
P
=0,001 
.P
= 
= 0,284MПа < R= 0,316MПаНеобходимое условие выполняется.
Для внецентренно нагруженного фундамента
P
= 
.P
= 
.где P
, P , P - соответственно среднее, максимальное и минимальное давления на фунт под подошвой фундамента, кПа; 
- расчетная нагрузка на уровне обреза фундамента, кН;Mx, My - расчетные изгибающие моменты, кН·м;
F - площадь подошвы фундамента, м
;W – момент сопротивления площади подошвы фундамента в направлении действия момента, м
.М
,.M
= 
;W
W
P
= 
=0,432MПа >1.2R=0,395 MПа,Условие не выполняется, следовательно увеличиваем площадь фундамента.
l=12.9м
b=2.15м
P
= 
=0,387MПа < 1.2R=0,395 MПа P = 
=0,201 MПа > 0.Необходимые условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны верно.
1.4.2 Проектирование поперечного профиля бетонного фундамента
При намеченных параметрах фундамента (высоте тела, ширине и длине подошвы) следует на изображении поперечного и продольного сечения показать возможность устройства жесткого фундамента, используя понятие "угол жесткости"
. Если при намеченных параметрах, хотя бы в одном сечении, нельзя сделать фундамент жестким, то нужно в разумных пределах изменить намеченные параметры тела фундамента. В частности, уменьшить ширину (или длину) и увеличить длину (или ширину), увеличить глубину заложения, а, следовательно, высоту тела фундамента.При принятых параметрах фундамент удовлетворяет условию жесткости (рис.1.4.1).
1.5 Построение эпюр распределения напряжений ниже подошвы фундамента и определение сжимаемой (активной) толщи грунта
На геологический разрез наносятся контуры сооружения или расчетные сечения фундамента. Затем от оси фундамента влево откладываются ординаты эпюры природного (бытового) давления Р 
в мПа, а вправо - ординаты эпюры дополнительного давления Рz.
Значение ординат эпюры природного давления определяется по формуле
Р = 
где
- объемная масса грунта 1-го слоя;g -ускорение силы тяжести;
h 
- толщина слоя фунта, м.
Величина бытового давления определяется на границе каждого слоя грунта. Если в пределах выделенной толщи залегает горизонт грунтовых вод, то объемный вес грунтов определяется с учетом гидростатического взвешивания:
где
- плотность твердых частиц грунта;g - ускорение силы тяжести;
е - коэффициент пористости грунта.
Для построения эпюры дополнительного давления Рz, толщина грунта ниже подошвы фундамента в пределах глубины, приблизительно равной трехкратной ширине фундамента, разбивается на ряд слоев мощностью не более 0,4b (обычно 0.2b). Дополнительное давление PZ0 непосредственно под подошвой фундамента определится как разность между средним давлением по оси фундамента и природным давлением на том же уровне:
P 
=P 
- P 
Дополнительное давление P 
для любого сечения, расположенного на глубине z ниже подошвы фундамента, вычисляется по формуле
P = 
,
где 
- коэффициент рассеивания, определяемый по таблице СНиП в зависимости от n=l/b, где lи b - соответственно длина и ширина фундамента.
Построив эпюры бытового и дополнительного давлений, определяют нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта, находящегося ниже подошвы фундамента в точке, где Рz = 0,2Рбz.
Рассчитаем бытовое и дополнительное давления :
Pбz0=0 кПа;
Pбz1= ρ1*g*h1= γвз* h1=16,82*1,2=20,19 кПа;
γвз=
;Pбz1= ρ*g*h +Pбz1== 2,07*9,81*5+20,19=121,62 кПа;
Pбz2= ρ2*g*h2+Pбz1=2,04*9,81*4+121,62=201,59 кПа;
Pбz3= ρ3*g*h3+Pбz3=2,15*9,81*10+201,59=412,29 кПа;
Pz0=270,52-20,19=250,33 кПа;
Pz1=250,33 *0,929=232,55 кПа;
Pz2=250,33 *0,667=166,97 кПа;
Pz3=250,33 *0,507=127,04 кПа;
Pz4=250,33 *0,385=96,37кПа;
Pz5=250,33 *0,315=78,85 кПа;
Pz6=250,33*0,250=62,58 кПа;
Pz7=250,33*0,208=52,07 кПа;
PzPz8=250,33*0,172=43,05 кПа.
По вычисленным значениям строим эпюры бытового и дополнительного давлений (рис.1.5.1)
По эпюре определяем нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта: Нсж=6,9м .
1.6 Вычисление осадки фундамента
Основным методом определения полной (конечной) осадки фундаментов является метод послойного суммирования. По этому методу осадка каждого элементарного слоя, выделенного ниже подошвы фундамента, определяется по формуле
где S- конечная осадка отдельного фундамента, см;
hi, - толщина i-ro слоя грунта основания, см;
аo- показатель относительной сжимаемости, МПа.
- среднее вертикальное давление для i-го слоя, МПа.