3.2.4. Приведение нагрузок к подошве ростверка

Прежде чем приступить к расчетам предварительно запроектированного фундамента, необходимо привести нагрузки к плоскости подошвы ростверка, первоначально уточнив его вес с учетом взвешивающего действия воды по формуле:

где - объем ростверка, вычисленный по уточненным размерам, м³.

После этого поступают следующим образом. К вертикальной составляющей сочетаний нагрузок добавляют силу , рассчитанную для первого сочетания при  1,1 , для второго сочетания при  0,9 , для третьего и четвертого сочетаний при  1. Горизонтальные силы во всех сочетаниях остаются без изменений.

К моменту любого сочетания нагрузок добавляют величину , где - горизонтальная сила из того же сочетания нагрузок.

Перечисленные нагрузки сводят в таблицу, форма которой подобна таблице 2.1 для сочетаний нагрузок, действующих в плоскости подошвы фундамента мелкого заложения.

3.3. Расчет усилий в сваях

3.3.1. Общие сведения о расчетной схеме

Свайный фундамент в расчетах рассматривают как многостоечную раму в которой стойками являются сваи, а ригелем служит ростверк [6,7,9]. Для определения усилий в сваях применяют известный в строительной механике метод перемещений. При этом ростверк считают абсолютно жестким телом, а сваи  упругими стержнями, расположенными в среде ФуссаВинклера, податливость которой характеризует коэффициент постели, изменяющий пропорционально глубине:

(3.5)

где - коэффициент пропорциональности (кН/м⁴), принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю, по табл. Ж.3 приложения Ж; - глубина расположении сечения сваи в грунте, м, для которой определяется коэффициент постели по отношению к поверхности грунта при высоком ростверке или к подошве ростверка при низком ростверке; - коэффициент условий работы, принимаемый равным 3.

При многослойном основании коэффициент определяют по грунту, расположенному ниже уровня размыва в случае высокого ростверка или ниже подошвы ростверка в случае фундамента с низким ростверком на глубину (в м) [3,9]:

(3.6)

Если этот размер захватывает два слоя грунта основания с различными значениями , то вычисляется приведенное значение коэффициента пропорциональности по формуле:

где - коэффициенты пропорциональности 1-го и 2-го слоев грунта; - толщина первого (верхнего) слоя грунта, отсчитываемая от уровня размыва или подошвы ростверка, м.

Деформируемость свай в грунте зависит от упругих свойств грунта, жесткости ствола сваи , длины погруженной части сваи и характеризуется приведенной глубиной погружения:

(3.7)

где - коэффициент деформации, м^1, определяемый по формуле:

(3.8)

- то же, что в формуле (3.5); - условная ширина сваи, м, принимаемая по зависимости:

- модуль упругости материала сваи, кПа, разрешается принимать для бетона  30000000 кПа; - момент инерции поперечного сечения сваи, м⁴.

Фактическая длина сваи в расчетах заменяется расчетной длиной на сжатие , которая вычисляется по формуле:

(2.9)

где - расстояние от подошвы ростверка до поверхности грунта с учетом размыва (для фундаментов с низким ростверком  0), м, а величины и в м² и кН, соответственно – площадь поперечного сечения сваи и несущая способность сваи на вдавливание.

В курсовой работе расчет фундамента допускается проводить по плоским расчетным схемам в плоскости моста. При этом наклонные сваи заменяют их проекциями на расчетную плоскость.

Канонические уравнения метода перемещений для симметричной плоской схемы (безотносительно расчетной плоскости) имеют вид:

; ; (3.10)

где - реакция -ной условной связи закрепления ростверка, вызванная единичным перемещением ростверка в направлении -ной условной связи (положительные направления перемещений: -вправо, - вниз и угла поворота ростверка - по ходу часовой стрелки).