Фундамент промежуточной опоры моста

 

  1 Сочетание.

 

  ⁼  (5,36x11.66x2.3+(5.36-2x1.33)(11.66-2x1.33)x1.5)x(24.5-9.81) = 2647,14 кН

⁼  0 т.к. грунта на ступенях нет. 

 =(5,36x11,66(3.8+0.5)-180.2-8x1.7x0.5)x9.81= 801,87 кН

 = 10000+1,1 х 2647,14 + 1,15 х 0 + 801,87 = 13614,57 кН

кНм , кНм

= 121,45   , = 55,83

А = 62,5

 

 

Условия (4.3) выполняются.

 

  2 Сочетание.

 

  ⁼  (5,36x11.66x2.3+(5.36-2x1.33)(11.66-2x1.33)x1.5)x(24.5-9.81) = 2647,14 кН

⁼  0 т.к. грунта на ступенях нет. 

 = 801,87+(5,36x11.66-8x1.7)x3x9.81=2240.93 кН

 = 8100+1,1 х 2557 + 1,15 х 0 + 2240,93= 13153,63 кН

470 кНм , 2000+250х3,8=2950 кНм

= 121,45   , = 55,83

А = 62,5

 

 

 

 

 

 

Условия (4.4) выполняются.

 

 

  3 Сочетание.

 

  ⁼  (5,36x11.66x2.3+(5.36-2x1.33)(11.66-2x1.33)x1.5)x(24.5-9.81) = 2647,14 кН

⁼  0 т.к. грунта на ступенях нет. 

 = 2240,93-(5,36х11,66-8х1,7)х9,81=1761,24 кН

 = 7100+1,1 х 2557 + 1,15 х 0 + 1761,24 = 11673,94 кН

4400+510х3,8=6338 кНм , 650 кНм

= 121,45   , = 55,83

А = 62,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условия (4.4) выполняются.

 

 

 

  4 Сочетание.

 

  ⁼  (5,36x11.66x2.3+(5.36-2x1.33)(11.66-2x1.33)x1.5)x(24.5-9.81) = 2647,14 кН

⁼  0 т.к. грунта на ступенях нет. 

 = 2240,93-(5,36х11,66-8х1,7)х9,81=1761,24 кН

 = 1700+1,1 х 2557 + 1,15 х 0 + 1761,24 = 6631,32 кН

800+340х3,8=2092 кНм , кНм

= 121,45   , = 55,83

А = 62,5

 

Условия (4.4) выполняются.

 

Так как проверки выполняются, то принятый размер фундамента (11,66 х 5,36 м)

 

 

 

4.2.2. Проверка несущей  способности слабого подстилающего  слоя грунта.

 

Проверка производится в соответствии с обязательным приложением 26 СНиП 2.05.03-84.

 

Условие проверки:                                  (4.11)

где:   

p – среднее давление на грунт, действующее под подошвой условного фундамента мелкого    заложения , кПа  ( 244,48 кПа )

- среднее значение расчетного  удельного веса грунта, расположенного  над кровлей проверяемого слоя  грунта, кН/м³ (19,62 кН/м³ )

d – заглубление подошвы фундамента, м ( 1,75м)

- расстояние от подошвы фундамента  до поверхности проверяемого  подстилающего слоя грунта, м (3,25м)

- коэффициент, принимаемый по  таблице. ( = 0,6433)

R – расчетное сопротивление подстилающего грунта, определенного по формуле (4.2) для глубины расположения кровли проверяемого слоя грунта, кПа. ( 329 кПа)

 

 ,кПа

, , 2

кПа

Проверим условие (4.11)

Условие (4.11) не выполняется.

Перегрузка  допускается.

 

4.2.3. Проверка на опрокидывание  и плоский сдвиг.

 

Проверка на опрокидывание и плоский сдвиг по подошве фундамента производится на четвертое сочетание нагрузок, которое может воздействовать на опору в строительный период.

В это сочетание входит давление льда поперек оси моста с коэффициентом  сочетаний  =1.0 и собственный вес фундамента и опоры с еще неустановленными пролетными строениями с коэффициентом надежности по нагрузке у_н-0.9.

Собственный вес опоры и фундамента вычисляется с учетом гидростатического  взвешивания. Уровень воды принимается невыгоднейший - ГВЛ или ГПЛ.

Проверка на опрокидывание производится по формуле

                     (4.12)

Где:

              (4.13)

Момент опрокидывающих сил относительно ребра фундамента

- момент относительно обреза  фундамента.

- расчетная горизонтальная сила.

                               (4.14)

Момент удерживающих сил относительно того же ребра фундамента

m – коэффициент условий работы в стадии строительства 0,95.

- коэффициент надежности в  стадии строительства равный 1,0.

- плечо вертикальных сил относительно  того же ребра фундамента.

 

  

Условие (4.12) выполняется.

 

Проверка на плоский сдвиг производится по формуле:

            (4.15)

Где:

- сдвигающая сила, равная в  IV-ом сочетании расчетному давлению льда.

- сумма расчетных вертикальных  постоянных нагрузок.

  - коэффициент трения, принимаемый  по п 7.14 СНиП 2.05.03-84. ( =0.4)

,

Проверка (4.15) выполняется

4.3. Расчет по второй группе предельных состояний.

 

4.3.1. Проверка положения  равнодействующей.

 

Для ограничения крена фундамента и более равномерного распределения  давления по подошве фундамента производится проверка положения равнодействующей нагрузок относительно центра тяжести подошвы фундамента.

Проверка выполняется, исходя из условия

 (4.16)

где - относительный эксцентриситет равнодействующей; r=w/A - радиус ядра сечения подошвы фундамента; w - момент сопротивления подошвы фундамента площадью А для менее напряженного ребра; - предельный относительный эксцентриситет, величина которого принимается равной -0,1 - при расчете на постоянные нормативные нагрузки; 1.0- при расчете на наиболее невыгодные сочетания нормативных нагрузок.

  A=62,50

 

              (4.17)

 

          (4.18)

           (4.19)

                  (4.20)

Где: - нормативные моменты относительно осей подошвы фундамента.

- нормативные вертикальные нагрузки  на подошву фундамента.

 

1 cочетание.

 

 = 8600+ 2557 +  801,87 = 11958,87 кН

;

м;     м

;  

Условие (4.16) выполняется.

 

2 сочетание.

 

 = 7100+ 2557 + 2240,93 = 11897,93 кН

;

,м; , м

;  

Условие (4.16) выполняется.

3 сочетание.

 

 = 7600+ 2557 + 1761,24 = 11918,24 кН

;

, м ; , м.

;  

Условие (4.16) выполняется.

 

4сочетание

 

 = 1600+ 2557 + 1761,24 5918,24 кН

;

, м ;  , м.

;  

Условие (4.16) выполняется.

 

4.3.2. Расчет осадки  фундамента.

 

Расчет осадки производится от I-го сочетания нормативных нагрузок. Осадку определяют методом послойного суммирования ( Приложение 2 СНиП 2.02.01-83*).

Среднее давление по подошве фундамента  не должно превосходить значения R, определенного по формуле (7) СНиП 2.02.01-83:

     (4.21)

Где: - вертикальная нагрузка в плоскости подошвы фундамента.

- вес фундамента ( по формуле  4.8 )

- вес грунта на уступах фундамента  ( по формуле 4.9 )

- вес воды над фундаментом  ( по формуле 4.10 )

=8600+2557+0+801,87=11958,87 кН

,кПа.

 

R определим по формуле :                 (4.22)

 

 

 

где:     - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3. СНиП 2.02.01-83*

равны соответственно 1,1 и 1.

k - коэффициент,  принимаемый   равным:  1, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями. k = 1 

- коэффициент, принимаемый равным: при b < 10 м =1, =1

b – ширина подошвы фундамента.

- осредненное  расчетное  значение   удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с  учетом взвешивающего действия воды), кН/м³

 

- осредненное  расчетное  значение   удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³

- коэффициенты, принимаемые по  таблице 4. СНиП 2.02.01-83*

= 0,84 ; = 4,37 ; = 6,9

- расчетное      значение      удельного    сцепления    грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа. =10 кПа.

d – заглубление фундамента в несущий слой. (1,75 м )

 

Проверим условие (4.21)            Условие выполняется.

 

Последовательность расчета.

 

1.       Основание ниже подошвы фундамента разделяется на горизонтальные однородные слои, толщина которых не должна превышать 0,4 b (b- ширина подошвы фундамента).

 примем среднюю толщину слоя 2 м.

2.       Слева от вертикальной оси симметрии фундамента строится эпюра природного давления. Ординаты эпюры вычисляются для границы каждого выделенного слоя и на границах геологических слоев по формуле:              , кПа                              (4.23)

Где:                                                    , кПа                                (4.24)

природное давление на уровне подошвы  фундамента.

- удельный вес грунта выше  подошвы фундамента.

d – глубина заложения фундамента от дна водотока, м.

- удельный вес грунта, i-го слоя.

- толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес водопроницаемых  грунтов вводится в расчет с учетом взвешивающего действия воды.

             (4.25)

 

При определении природного давления на кровле водоупора учитывается  скачок давления, равный весу столба воды от отметки ГМВ до кровли водоупора.

3.        Справа от оси симметрии строится эпюра дополнительных давлений. Ординаты эпюры вычисляются по формуле:      , кПа              (4.26)

Где :  -   среднее давление на грунт по подошве фундамента;

           - коэффициент распределения давления, учитывающий уменьшение давления с глубиной, определяется по табл.1 прил.2 СНиП 2.02.01.-83.

 

4.       Нижнюю  границу сжимаемой толщи  основания принимают на глубине , где выполняется условие .Ниже этой границы деформации грунта не учитывают.

Легче всего определить границу  сжимаемой толщи графически.

5.       Осадка фундамента вычисляется по формуле:

         (4.27)

Где: - среднее значение дополнительного давления в пределах i -го слоя,кПа;

- толщина i-го слоя;  

- модуль деформации i-го слоя , кПа;

  n - количество слоев в пределах сжимаемой толщи от подошвы фундамента до

 

Расчет :

 

Так как суглинок является водоупором, то будет скачек давления, равный : 9,81^.2,5=24,53 кПа

_zg0=24,53+18,84 ^. 1,8=58,44 кПа

_zg1=58,44 +2 ^. 18,84 =96,12 кПа

_zg2=96,12 +1.2 ^. 18,84 =118,7 кПа

_zg3=118,7+2 ^. 9.25=137,2 кПа

_zg4=137,2+2 ^. 9.25=155.7 кПа

_zg5=155.7+2 ^. 9.25=174.2 кПа

_zg6=174.2+2 ^. 9.25=192.7 кПа

_zg7=192.7+2 ^. 9.25=211.2 кПа

_zg8=211.2 +2 ^. 9.25=229.7 кПа

 

 

_zp0=α^. (P_ср- _zg0 )= 1^. (191.34-58,44)=132.9

_zp1=α^. (P_ср- _zg0)= 0.8866^. (191.34-58,44)=117.8

_zp2=α^. (P_ср- _zg0)= 0.7337^. (191.34-58,44)=97.51

_zp3=α^. (P_ср- _zg0)= 0.5075^. (191.34-58,44)=67.45

_zp4=α^. (P_ср- _zg0)= 0.3538^. (191.34-58,44)=47.02

_zp5=α^. (P_ср- _zg0)= 0.2544^. (191.34-58,44)=33.81

_zp6=α^. (P_ср- _zg0 )= 0.1888^. (191.34-58,44)=25.09

_zp7=α^. (P_ср- _zg0)= 0.1474^. (191.34-58,44)=19.59

_zp8=α^. (P_ср- _zg0)= 0.1133^. (191.34-58,44)=15.06

 

 

 

 

 

Таблица расчета.

i	h,м	z,м				0.2
0	-	-	0	1	58.44	11.69	132.9
1	2	2	0.746	0.8866	96.12	19.22	117.8
2	1.2	3.2	1.194	0.7337	118.7	23.75	97.51
3	2	5.2	1.940	0.5075	137.2	27.45	67.45
4	2	7.2	2.658	0.3538	155.7	31.15	47.02
5	2	9.2	3.433	0.2544	174.2	34.85	33.81
6	2	11.2	4.179	0.1888	192.7	38.55	25.09
7	2	13.2	4.925	0.1474	211.2	42.25	19.59
8	2	15.2	5.672	0.1133	229.7	45.95	15.06