2.2 Определение расчетного сопротивления грунтов основания

Расчетное сопротивление основания из нескального грунта R кПа под подошвой фундамента мелкого заложения или фундамента из опускного колодца, определяется по формуле:

где Rо - условное сопротивление грунта кПа (кГс/см ²), принимаемое по [2], прил. 24;

b - ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м;

d - глубина заложения фундамента;

'- осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвеши­вающего действия воды;

;

где _i и h_i - соответственно удельный вес и мощность i - го слоя грунта, расположенного выше отметки подошвы фундамента.

k₁ и k₂ - коэффициенты, принимаемые по[2] прил. 24 табл. 4.

Расчеты по определению расчетного сопротивления грунтов сведены в таблицу 7. В этих рас­четах условно принято b = 2 м. Расчетное сопротивление определяется в точках соответствующих за­глублению фундамента, первая из которых принимается ниже отметки местного размыва на 2 м, а все последующие по подошве и на кровле каждого слоя грунта основания. Глубина d отсчитывается также от отметки местного размыва.

3 Расчет фундамента мелкого заложения

3.1 Расчет размеров фундамента

К фундаментам мелкого заложения относятся такие, у которых глубина заложения обычно превышает 6 метров. Отметка обреза фундамента составляет 25,1 м.

Проектирование фундамента мелкого заложения ведется в следующей последовательности.

1. Определение минимальной ширины и длины обреза фундамента.

а_min = а₀+2С,

b_min = b₀+2C,

где С = 0,2..0,6 – запас на предполагаемую неточность.

а_min = 7,4+20,3=8м, b_min = 0,4+20,3=1,0м

2. Определение глубины заложения фундамента.

Глубина заложения фундамента определяется ниже значения глубины местного размыва на 2,5 метра. Помимо этого необходимо учесть, что фундамент должен опираться на грунт, способный выдержать нагрузку.

d=2.5 м

3. Определение расчетного сопротивления грунта.

где Rо - условное сопротивление грунта кПа (кГс/см ²), Ro = 147 кПа;

b - ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м.

d - глубина заложения фундамента;

'- осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвеши­вающего действия воды;

4. Определение площади подошвы фундамента с учетом R₀

где m – коэффициент, учитывающий внецентренное приложение нагрузки, m = 1,5;

N₀ – вертикальная нагрузка, действующая на обрез фундамента, No=4597,93 кН;

_n – коэффициент надежности по нагрузке для фундаментов под мосты 1,4;

d – высота фундамента (2,5 м);

_ср – средний удельный вес грунта и материала фундамента

(20 кН/м³).

м²

5. Определение ширины уступов исходя из определенной площади фундамента.

,

м

6. Определение размера подошвы фундамента с учетом установленного уширения.

а₁ = 7,4+22,79=12,98м, b₁ = 0,4+22,79=5,98м

7. Установление высоты фундамента, с таким учетом чтобы, назначенная величина уступов вписывалась в призмы распределения сжимающих усилий.

С_У  h_ftg30,

где h_f – высота фундамента, 2,5-0,3=2,2м

2,79>2,2·0,58=1,28м,

значит фундамент не удовлетворяет требованиям и необходимо увеличение глубины заложения, а следовательно и перерасчет ширины уступов.

Принимаем d = 5 м, тогда

м²

м

Проверяем опять условие по назначению величины уступов

1,6<4,7·0,58=2,71

Для дальнейших расчетов принимаем размеры подошвы фундамента с установленной величиной уступов 1,6 м.

а₂=7,4+2·1,6=10,6 м;

в₂=0,4+2·1,6=3,6 м.

8. Зная, размеры подошвы фундамента и глубины его заложения назначаем количество уступов и их высоту: 3 уступа по 1,6 м.

9. Выполняем конструирование фундамента рис. 3.

Рис. 3. Схема фундамента

10. Определение веса фундамента и грунта над обрезом фундамента.

G_f = 1.1 V_f  _f ,

где V_f – обьем фундамента, м³;

_f - удельный вес бетона, равный 25 кН/м³.

G_g = 1.2 V_g  _g ,

где V_g- обьем грунта, м³;

_g- удельный вес грунта принимается во взвешенном состоянии, равен

10,6 кН/м³.

G_f = 1.1 (10,6·3,6·1,6+9,54·2,54·1,6+1,48·8,48·1,6)  25 = 3297,45кН

G_g = 1.2 (10,6·3,6·5 -119,91)  10,6 =901,72 кН

11. Определение давления по подошве фундамента.

N₁=N₀+G_f+G_g

T₁=H₀

M₁=M₀+H₀hf

N₁=4597,93+3297,45+901,72=8791,1 кН

T₁=79,03 кН

M_1x=889,1+79,03·4,7= 1260,54кНм

M_1y=2367,8+271,21·4,7= 3642,77кНм

12. Определение среднего давления действующего по подошве фундамента.

,

- условие выполнено

13. Опреленение максимального давления под подошвой фундамента от действия внецентренного приложения нагрузки.

,

где М₁х – расчетный момент действующий в плоскости подошвы

фундамента;

W – момент сопротивления площади подошвы фундамента,

определяется по формуле.

W_х = ab²/6=10.6·3.6²/6=22,90 м³

- условие выполнено

W_y = bа²/6=3.6·10.6²/6=67.42 м³

- условие выполнено

14. Опреленение минимального давления под подошвой фундамента от действия внецентренного приложения нагрузки

W_х = ab²/6=10.6·3.6²/6=22,90 м³

- условие выполнено

W_y = bа²/6=3.6·10.6²/6=67.42 м³

- условие выполнено

1. - условие выполнено.

2. - условие выполнено.

Так как фундамент удовлетворяет всем требованиям, то окончательно принимаем размеры фундамента: а=10,6 м, b=3,6 м, 3 уступа по 1,6 м высотой.