5.5 Расчет на устойчивость положения фундамента

5.5.1 Проверка устойчивости против опрокидывания.

Устойчивость против опрокидывание проверяется согласно /1,п.1.40/ вдоль и поперек моста в сочетаниях нагрузок №3 и №6 ( табл.2). За ось возможного поворота принимается наиболее нагруженная сторона подошвы

Рис. 5.2. Схема к проверке устойчивости вдоль и поперек

Моменты опрокидывающих М_u и удерживающих М_z сил вычисляются относительно осей поворота в соответствующих сочетаниях.

Условие равновесия:

где M_u - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного

поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам

опирания; M_z - момент удерживающих сил относительно той же оси; -коэффициент условий работы, принимаемый равным: при проверке

конструкций, опирающихся на отдельные опоры: в стадии строительства -0,95; в стадии постоянной эксплуатации - 1,0; при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов: на скальных основаниях - 0,9; на нескальных основаниях - 0,8; - коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным 1,1 при расчете в стадии постоянной эксплуатации и 1,0 - при расчетах в стадии строительства. Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке, большими единицы. Удерживающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке: для постоянных

нагрузок - < 1; для временной вертикальной подвижной нагрузки - =1.

M_u=М_о+F_о*h_ф;

М_z=P_o*(в _или а)/2

Вдоль моста сочетание №3

M_u=2003,995+211,432*3,6=2765,15 кНм

М_z= 6747,094*5,2/2=17542,44 кНм

Условие выполняется.

Поперек моста сочетание №6

M_u=1351,169+250,43*3,6=2252,717 кНм;

М_z= 5014,438*11,7/2=29334,46 кНм;

Условие выполняется.

5.5.2 Проверка устойчивости против сдвига.

Устойчивость против сдвига (скольжения)по подошве проверяется согласно /1,п.1.41/ вдоль и поперек моста в сочетаниях нагрузок №3 и №6 (см табл.2).

,

Q_u=F_о – сдвигающая сила;

Q_z=м(P_o+G) – удерживающая сила трения;

м=0,3 –коэффициент трения бетонной кладки по поверхность грунта основания,

=0,9 – коэффициент условий работы,

- коэффициента надежности по назначению.

Вдоль моста сочетание №3

Q_u= 211,432 кН,

Q_z=0,3*(6747,094+4104,672)= 3255,53 кН,

Условие выполняется.

Поперек моста сочетание №6

Q_u= 250,43 кН

Q_z=0,3*(5014,438+4104,672)= 2735,733 кН,

Условие выполняется.

5.6 Определение осадки.

Осадка фундамента зависит от деформаций основания, которые в обычных не скальных грунтах с модулем деформации Е<100 МПа определяется методом послойного суммирования с использованием схемы линейно-деформируемого полупространства .

Последовательность расчета включает в себя разбиение грунта под подошвой на 8…12 слоев, отвечающих требованием:

1. Толщина слоев не должны превышать 0,4*в=0,4*5,2=2,08м;

2. Граница слоев необходимо совмещать с границами грунтов;

Далее вычисляются вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоев:

,

удельный вес воды в русле реки и грунта, лежащий выше подошвы; глубина воды и толщина грунта, лежащий выше подошвы; По вычислением , строится график Рис.5.3

Подошва фундамента

Вычисляем дополнительные, вертикальные напряжения на границе слоев:

,

,

,

Р₀ - дополнительные напряжения на основание (в сочетании №3 по табл.2); А=60,84 м² - площадь подошвы; - напряжение от собственного веса под подошвой фундамента. - коэффициент ,зависящий от формы подошвы (n=а/в=2,25) и от координаты границы слоя z_i, ( =2*z_i/в,).

По вычисленным значениям строится график Рис 5.3.

Послойное вычисление _и для любых горизонтальных сечений ведем в табличной форме (табл 3)

Таблица 3. Послойное определение осадки фундамента

hi	z,м	ξ	α	σzp,i	σzg,i	0,2σzg	σzp,iср.	Еi
	0	0	1	74,548	79,12	15,824		27000
1,8							71,018		0,0047
	1,8	0,69	0,905	67,488	113,68	22,736		27000
1,8							58,845		0,0039
	3,6	1,39	0,673	50,201	148,24	29,648		27000
1,8							42,91		0,0029
	5,4	2,08	0,478	35,619	184,06	36,812		31000
1,9							30,356		0,0019
	7,3	2,81	0,337	25,093	224,46	44,892		31000
1,9							21,753		0,0013
	9,2	3,54	0,247	18,413	263,125	52,62		26000
1,54							16,4825		0,00098
	10,74	4,13	0,195	14,552	293,604	58,721		26000
1,54							13,151		0,00079
	12,28	4,72	0,158	11,749	324,558	64,912		26000
1,54							10,694		0,00063
	13,82	5,32	0,129	9,639	355,512	71,1024		26000
1,54							8,8145		0,00052
	15,36	5,91	0,107	7,999	386,466	77,29		26000
1,54							7,58		0,00049

Нижняя граница сжимаемой толщи («граница активной зоны» - ГАЗ) принимается на глубине Н_с, где выполняется условия

Осадка основания:

,

где h_i и E_i – толщина и модуль деформации, i – ого слоя; - среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-ом, слое грунта;

В предположении отсутствия осадок соседних опор:

_,

где S_u – предельно допустимая осадка, см;

l_p – длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м;

Выполняется проверка:

S_u=0,0623м,

0,014488 < 0,0623