Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста (стр. 3 из 7)

Pf+Pw+Pq = А*hф* с

где

ср = 0,02 мН/м3

Производим расчёты:

N1=(P0+ Pп +А • hф • ср )+ f • Pk

N1 =(4.30+1,0 + 37,38• 6,5• 0,02) + 1,14• 4,80 = 15,632 мН

PM = N1 / Amin =15,632 / 37,38 = 0,418 МПа

R*= R/

_п=0,348 / 1,4 = 0,42 МПа

R*³P_M

Условие выполняется.

Ми =l,l•0,48(l,l + 6,4 + 6,5) = 0,528 •14,0=7,392 мНм

W = 10,4 • 12,96 / 6 =22,464м3

0,418+7,392 / 22,464 1,2• 0,42

0,75>0,504 --- условие не выполняется ,

Значит, примем b=7м и произведем перерасчет

W = 10,4 • 49,0 / 6 =84,933м3

0,418+7,392 / 84,933 1,2• 0,42

0,503<0,504

Условие выполняется.

Pmin = 0,418 – 0,087 = 0,33 Мпа >0

Условие выполняется.

3.5 Расчёт на устойчивость положения фундамента

Расчёт на устойчивость фундамента обычно производят для устоев мостов и в случаях, когда равнодействующая сил по подошве фундамента выходит за пределы ядра сечения. В курсовой работе с методологической целью выполняется расчёт на опрокидывание и на сдвиг по подошве. Расчёт на устойчивость против опрокидывания производится по формуле:

М_и/ M₂£

_с/

_п

_с/

_п= 0,8 / 1 = 0,8

где M2 - предельный удерживающий момент, определяемый по формуле:

M2 = b/2 • {0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk }

где 0,9 - коэффициент перегрузки, уменьшающий воздействие сопротивляющихся опрокидыванию сил; ус - коэффициент условий работы, для фундаментов на нескальных основаниях принимаем с = 0,8; п - 1 - коэффициент надёжности по назначению сооружения. Производим расчёты:

Mz=3,2/2• {0,9• [4,3 + 1,0 +( 37,38•6,5•0,02)]+ 1,14•4,8O)=22,51 мН• м

Ми / M2 =7,392 / 22,51 = 0,328 < 0,8 –

Устойчивость фундамента на опрокидывание обеспечена.

Расчёт на устойчивость против сдвига производится по формуле:

Q -расчётная сдвигающая сила:

Q = 1.1 • T

Q =м•{0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk },

где Q - предельная удерживающая сила; м - коэффициент трения, принимаем равным - 0,25; с -коэффициент условий работы, с = 0,9; n-1 - коэффициент надёжности по назначению сооружения.

Производим расчёты: Q = 1,1• 0,48 = 0,528

Qz= 0,25• 14,07 = 3,518

0,528 / 3,518 = 0,15 < 0,9

Устойчивость фундамента на сдвиг обеспечена

3.6 Расчёт осадки фундамента при наличии водотока

Метод послойного суммирования рекомендуется для расчёта осадок фундаментов. Величина осадки фундамента определяется по формуле:

где

- безразмерный коэффициент, равный 0,8; - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-M слое грунта; hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта; п - число слоев, на которые разбита, сжимаемая толща основания.

Техника расчёта:

1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы фундамента, разбиваем на элементарные слои толщиной hi , где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3*b.

2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя.

Где

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

= d*
';
';

удельный вес грунта i-го слоя; hi -толщина i-го слоя грунта;

'- среднее значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод или ниже воды в реке, но выше водоупора, следует определять с учётом взвешивающего действия воды. В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учёта взвешивающего действия воды.

Водоупором принимают слой суглинка или глины с I₁

0.25.

По результатам расчёта строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта

3. Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:

=P_m₁₁-

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

N11=P0+Pn+Pf+Pq+Pw

Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:

где

- коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента

и относительной глубины, равной

Вычисления

для любых горизонтальных сечений ведутся в табличной форме. По полученным данным сг_щи a_zpстроятся эпюры.

4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В. С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

5. Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:

где

= 0.8 - безразмерный коэффициент для всех видов грунтов; -

- среднее дополнительное вертикальное напряжение в i - м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, толщиной hi.

Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя в пределах HC- Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения данного типа, определяемой по формуле:

где Su - предельно допустимая осадка, см; lр - длина меньшего примыкающего к опоре пролёта, м.

Затем следует выполнить проверку условия:

S_U

Выполним расчёты:

Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры по обрезу фундамента Ро = 4,3 МН ; расчетный пролет для примыкающих к опоре пролетных строений Lp = 33 м; нормативная вертикальная нагрузка на опору от пролетных строений Рп = 1 МН ; глубина водотока 2 м; возможная глубина размыва грунта — 0,5 м.

Но-	Наименова-	Мощ-	Удель-	Удель-	Коэф-	Пока-	Модуль
мер	ние	ность	ный вес	ный вес	фициент	затель	дефор-
слоя	грунта	слоя,	частиц	грунта	порис-	теку-	мации
м	грунта	Y, кН/м³	тости	чести	Е,
Ys кН/м³	е	Il	МПа
I	глина	2,8	27,5	19,5	0,82	0,61	13,0
мягкоплас-
тичная
II	глина	7,4	27,4	19,8	0,73	0,3	20,0
тугоплас-
тичная
III	песок	~10	25,8	18,4	0,54	---	37,0

Определяем полную вертикальную расчетную нагрузку Nn по подошве фундамента. Нагрузка по обрезу фундамента

N = po + рп = 4,3+1 = 5,3 МН .

Поскольку фундамент врезан в водопроницаемый грунт, учитывается взвешивающее действие воды на фундамент. Тогда при удельном весе материала фундамента (бетон) во взвешенном состоянии

у_s_Ьф = у_ь - y_w = 24 - 10 =14 кН/м³, получим

Р_ф = 14 • (2,2 • 3 • 10,4 + 3,2 • 3,5 • 10,4) = 2591,68 кН

Так как фундамент находится в водопроницаемом и водонасыщенном грунте, то вода не будет оказывать давление на уступы фундамента Рв = 0.

Давление суглинка на нижние уступы фундамента определяется с учетом взвешивающего действия воды