2. Проектирование фундамента мелкого заложения.

2.1 Выбор материала фундамента.

Принимается материал фундамента – бетон класса В20.

2.2 Назначение отметки обреза фундамента и его минимальных размеров в плоскости обреза.

Принимается отметка обреза фундамента на глубине 0,5 м ниже поверности грунта, т.е.-500.

Принимаются минимальные размеры фундамента в плане равными:

в_min= в_о + 2с

а_min=а_о+ 2с

Рис.4 Схема фундамента

Принимаем минимальные размеры фундамента равными :

b_min=b₀+2c=1.7+2×0,4=2.5м

a_min=a₀+2c=4.1+2×0,4=4,90 м

с=0,3 0,5 м

2.3 Определение глубины заложения подошвы фундамента.

Производится исходя из условий:

а) Глубины залегания несущего слоя

d=d_н.с+0,5=3,1+0,5=3,6м

б) Глубины промерзания грунта

d=d_f+0,25=2,25+0,25=2, 5 м

Принимаем d_min=3,6 м

2.4. Предварительное определение размеров подошвы фундамента

В первом приближении размеры подошвы фундамента принимаем равным его размерам по обрезу, т.е.

b=b_min=2.5 м

a=a_min=5 м

Окончательные размеры подошвы фундамента определяем расчётом по несущей способности основания.

2.5. Расчет основания по несущей способности.

Принятые размеры подошвы фундамента должны удовлетворять следующим условиям:

где где _f – коэффициент надёжности по нагрузке, равный 1,1;

_mt – вес фундамента, равный 22.

N_пост, N_вр – соответственно постоянная и временная нормативная нагрузки на фундамент, кН;

где М_у, F_hx – соответственно момент, кНм, и горизонтальная сила, кН, действующая вдоль оси моста;

Приведённый расчётный удельный вес грунта равен:

₁ =  _1ih_c/ h_c = (15,87×3,1+16,85×0.5)/(3,1+0.5)=16 кН/м³

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

R = 1.7 ( R_o ( 1 + K₁ ( b – 2 ) ) + K₂ ₁ ( d – 3 ) ) =

=1.7 ( 172 ( 1 + 0,06 ( 2,5 – 2 ) ) + 2× 16 ( 3,6 – 3 ) )=334 кПа

Р_max=1132>239 кПа –на 374%, следовательно, условие не выполняется необходимо увеличить площадь подошвы фундамента в 3,74 раза и произвести расчёт заново.

Принимаем: а = 8,1 м; b = 5,7 м; А = 46,17 м²

R = 1.7 ( 172 ( 1 + 0,06 ( 5,7 – 2 ) ) + 2× 16 ( 3,6 – 3 ) )=390 кПа

Р_max=282>279 кПа –на 1,1%, следовательно, условие выполняется.

Принимаем размеры подошвы фундамента:

а = 8,1 м; b = 5,7 м; А = 46,17 м².

2.6 Конструирование фундамента и уточнение размеров

т.к. а_max < а_min, b_max < b_min, то необходимо увеличить размеры подошвы фундамента, путём нарезания уступов с одновременным увеличением глубины его заложения.

Принимаем размеры и глубину заложения фундамента а = 8,1 м,

b = 5,7 м, d = 4 м.

2.7 Проверка давления на подстилающий слой

Проверку производить не нужно, т.к. под несущим слоем грунта залегает более прочный слой, условное сопротивление которого R₀ = 320 кПа больше, чем у несущего слоя.

2.8 Расчёт фундамента на устойчивость

Заключается в определении следующих проверок:

а) Проверка на опрокидывание, производится по формуле:

М_u  m / _n × M _z

где М_u- момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота, конструкции, проходящей по крайней точки опирания.

M_z – момент удерживающих сил относительно оси возможного поворота конструкции, проходящей по крайним точкам опирания.

M _z = [0,9 × ( N _пост.+ G_ф ) + N_вр] × b/2

M _z = (0,9 × (2950 + 3657)+2500) ×5,7/2 = 24072 кНм

2838 кНм  0,8/1,1×24072 = 17507 кНм

3050  17984,3

Проверка на опрокидывание выполняется.