3 Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента должна определяться с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения;

- величины и характера нагрузок, воздействующих на основание;

- инженерно- геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований);

- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Отметку обреза фундамента промежуточной опоры назначают:

- в пределах водотока на 0,5м ниже вод.

Отметка обреза фундамента 112,4 - 0,5=111,9м.

Фундамент должен опираться на плотные грунты. В выбранный несущий слой (песок средней крупности) грунта фундамент должен быть заглублен не менее чем на 0,5 м, с учетом возможности наклонного расположения слоев.

В пределах водотока фундаменты закладываются не менее 0,5м. ниже местного размыва грунта у опор. Нормативная глубина промерзания грунта, если она менее 2,5м., определяется по формуле:

d_fп=d₀*M_Т (3.1)

где: - М_Т - коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных среднемесячных температур за зиму в данном районе (по заданию). М_Т=19;

- d₀ – глубина промерзания в см., зависящая от вида грунта:

для глин и суглинков принимается - 23см.

для супесей, песков мелких и пылеватых – 28см.

для песков гравелистых крупной и средней крупности – 30см.

для крупнообломочных пород – 34см.

В нашем случае слой №1 – вода. В водоемах на 2,5 метра ниже уровня местного разлива, а при его отсутствии не менее чем на 1м. от поверхности грунта; в любом случае не менее чем на 0,5м. ниже кровли опорного пласта грунта.

d_min=h_p+2.5=0.4+2.5=2.9м (3.2)

Согласно получившегося расчета и условий заложения фундамента принимаем глубину заложения фундамента d_ф=3,0 м.

3.2 Определение подошвы и размеров уступов фундамента

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров надфундамнетной части опоры на величину в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ. Для дальнейших расчетов принимаю С=0,5м.

Расчет минимальной площади подошвы фундамента производится по формуле:

(3.4)

где

- минимальная площадь подошвы фундамента;

- ширина опоры;

- длина опоры.

где b=3,6м; l=10,8м

Максимальная площадь подошвы фундамента определяется из нормированного условия обеспечения жесткости фундамента. Оно заключается в том, что линия уступов или наклон граней фундамента, как правило не должны отклоняться от вертикали на угол α не более .

Исходя из данных условий, рассчитываем максимальную площадь фундамента по формуле:

; (3.5)

где - высота фундамента (расстояние от обреза фундамента до его подошвы);

- ширина и длина над фундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента( ).

Требуемую площадь фундамента в первом приближении определяем по формуле:

; (3.6)

где - расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента;

(3.7)

- вес опоры;

- вес пролетных строений

- сила воздействия от временной вертикальной подвижной нагрузки;

- коэффициент надежности временной подвижной нагрузки.

, (3.8)

где условное сопротивление грунта, МПа

b – ширина подошвы фундамента, м

d – глубина заложения фундамента, м;

- осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

К₁=0,04 м^-1, К₂=3,0 – коэффициенты.

; (3.9)

где - удельный вес отдельных слоев грунта, лежащих выше подошвы фундамента, мН/м³

- толщина отдельных слоев грунта выше подошвы фундамента, м.

Теперь находим требуемую площадь фундамента

Условие выполняется.

Подбираем размеры подошвы

Ширина подошвы ;

Длина подошвы ;

где .

;

Принимаем размеры фундамента

; ; ; ; - так как, условия по давлению подошвы фундамента на основание с этими данными не сошлись, то принимаем другие размеры фундамента

; ; ; ;

Схема эскиза фундамента представлена на рисунке 1.

Рис.1 эскиз фундамента