2. Нагрузка от веса 1п.М. Звена трубы, кН,

где V_зв – объём 1п.м. звена, м³ (см. табл. 3);

– удельный вес железобетона (24 кН/м³);

– коэффициент надежности по нагрузке ( =1).

3. Нагрузка от веса 1п.М. Лекального блока фундамента, кН,

где V_лб – объём лекального блока, м³ (см. табл. 3).

4. Погонная нагрузка от гидростатического давления, кН (см. Рис. 3)

где d_о – внутренний диаметр трубы, м;

– удельный вес воды (9,81 кН/м³).

2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки

Расчетное вертикальное давление, кПа, грунта от подвижного состава на звенья трубы вычисляют по формуле [4]

где =1,0 – коэффициент надежности по нагрузке [4];

(1+ ) – динамический коэффициент, который при нагрузке НК-80 определяется по формуле [4]

(1+ ) = 1,35 – 0,05d

Нормативное вертикальное давление, кПа, на звенья трубы от подвижной нагрузки вычисляют по формуле

где – линейная нагрузка, определенная по СНиП 2.05.03 [4], для нагрузки НК-80 при высоте засыпки 1 м и более равна 186 кН/м;

а₀ – длина участка распределения, определенная по СНиП 2.05.03 для на грузки НК-80, при высоте засыпки 1 м и более равна 3 м;

h_н – расстояние от верха дорожного покрытия до верха звена, м (см. рис.3).

(1+ ) = 1,35 – 0,05 1,82 = 1,260;

2.5. Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы

Отметка подошвы грунтовой подушки под оголовочным звеном и открылками назначается на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания d_f .

Фундаменты или грунтовые подушки средних звеньев одноочковых труб отверстием до 2 м допускается закладывать без учета глубины промерзания грунтов.

Для районов, где глубина промерзания 2,5 м, её расчетное значение рассчитывается по формуле СНиП 2.02.01 [3]

,

где d₀ – величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;

M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме Σ | Tм | абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур ^оС за зиму, принимаемых по СНиП 23.01-99 [6] (прилож. 9);

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима трубы принимается равным 1,1.

Принимаем отметку подошвы грунтовой подушки под оголовочным звеном и открылками равной 1,90 м.

2.6. Проверка достаточности ширины подошвы фундамента по прочности несущего слоя и несущей способности подстилающего слоя

Достаточность ширины подошвы фундамента b_лб определяют, исходя из обеспечения условия:

где р – давление под подошвой фундамента, кПа;

Р – расчетная вертикальная нагрузка действующая на уровне обреза фундамента, кН;

R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию под подошвой фундамента, определенное по формуле (12);

– коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для фундаментов труб равным 1,4.

Расчетная вертикальная нагрузка P, кН действующая на уровне обреза фундамента, составляет

где – нагрузка от веса 1 п.м. звена трубы, определяется по формуле (18);

– нагрузка от веса 1 п.м. лекального блока фундамента определяется по формуле (19);

– погонная нагрузка от гидростатического давления определяется по формуле (20);

– определяется по формуле (13);

– определяется по формуле (21);

d = d_o+ 2 –внешний диаметр трубы, м;

Так как сопротивление подстилающего слоя грунта не нормируется, условие не выполняется, поэтому устраиваем под подошвой фундаментов грунтовую подушку.

Проверку несущей способности подстилающего слоя грунта следует производить исходя из условия, регламентируемого СНиП 2.05.03[4] (рис.4):

где p – давление на грунт, действующее под подошвой фундамента, кПа, см. формулу (25);

– среднее (по слоям) значение расчетного удельного веса грунта, расположенного над кровлей проверяемого подстилающего слоя грунта (допускается принимать = 19,62 кН/м³);

h – заглубление подошвы фундамента от дневной поверхности грунта, м (см. рис.4);

z_i – расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, м;

– коэффициент затухания напряжений, принимаемый по прилож. 7;

R – расчетное сопротивление подстилающего грунта, кПа, определенное на глубине расположения кровли проверяемого слоя грунта (ИГЭ 2) по формуле (12) с учетом ширины условного фундамента (см. рис.4)

b_усл = b_лб / , b_усл = 1,60 / 0,463 = 3,46 м;

– коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4.

где

Выполнение условия достигается заменой слабой толщи грунта на грунтовую подушку.

Рис. 4. Схема к проверке несущей способности подстилающего слоя: H_H – высота насыпи; h – глубина заложения фундамента;

c – интенсивность давления от сооружения на уровне кровли подстилающего слоя; природное давление на уровне кровли подстилающего слоя;

1 – эпюра дополнительного давления от сооружения ;

2 – эпюра природного давления грунта ; 3 – кровля подстилающего слоя грунта; 4 - подошва подстилающего слоя грунта; 5 – граница ширины подошвы условного фундамента; 6 – эпюра распределения напряжений от фундамента.