2.3 Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания

Несущая способность грунтов основания оценивается послойно сверху вниз (см. рис.1).

Для первого слоя грунта значение R определяют на глубине d₁ = 3 м, если d₁ <3 м; при d₁ >3 м d₁ принимается равным расстоянию от середины насыпи (H_н/2) до середины первого слоя грунта основания, а для второго и третьего слоев грунта соответственно на уровне их кровли (d₂, d₃).

Для каждого i-го слоя грунта основания (нескального) определяют расчетное сопротивление осевому сжатию R согласно СНиП 2.05.03 [4]:

R_i =1.7{R_oi [1+k₁ (b_лб – 2)]+k₂(d_i–3} (11)

где R₀ - условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по прил. 2 и 3 в зависимости от вида грунта и его физических характеристик (табл.3); k₁ и k₂ - коэффициенты, принимаемые по прил.4; d_i - глубина, м, на которой определяется R_i, принимаемая от середины высоты насыпи (см.рис.1);  - средний удельный вес слоев грунта, без учета взвешивающего действия воды принимается равным 19,62 кН/м³; b_лб - ширина подошвы лекального блока, м (табл.4).

Грунты, у которых R₀ не нормируется, относятся к слабым. Они, как правило, не могут служить естественными основаниями фундаментов. В этом случае необходимо для улучшения основания проводить такие мероприятия, как замена грунта, улучшение его физико-механических свойств, применение свайных фундаментов. В курсовой работе рассматривается замена грунта.

d₁=4,75 м; R₀₁ =98 кПа; k₁₁= 0,02 м^-1; k₂₁= 1,5 м^-1;

d₂=5,85 м; R₀₂ =98 кПа; k₁₂= 0,06 м^-1; k₂₂= 2,0 м^-1;

d₃=10,25 м; R₀₃ =196 кПа; k₁₃= 0,02 м^-1; k₂₃= 1,5 м^-1;

Таким образом:

R₁ = 254,38 кПа; R₂ = 357,4 кПа; R₃ = 696,39 кПа;

Вывод: самый слабый слой грунта – 1 слой.

2.4. Определение нагрузок, действующих на основание

фундамента трубы

Cогласно СНиП 2.05.03 [4], параметры фундамента мелкого заложения устанавливаются расчетами по первой группе предельных состояний на основе сочетания расчетных (постоянных и временных) нагрузок.

К постоянным нагрузкам относятся: давление от веса насыпи, собственный вес конструкции трубы и гидростатическое давление.

К временной нагрузке – давление от подвижной нагрузки.

2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья

трубы от постоянных нагрузок веса насыпи [4]

Рис.3. Схема к определению расчетного вертикального давления на звенья трубы от постоянных нагрузок

1. Расчетное вертикальное давление грунта на звенья трубы [4], кПа,

, (12)

где _f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке; p_ – нормативное вертикальное давление, кПа.

Нормативное вертикальное давление грунта от веса насыпи на звенья трубы определяют по формуле 4, кПа,

p_v=c_v_нh_н , (13)

где h_н – высота засыпки от верха дорожного покрытия до верха звена, м; _н – удельный вес грунта насыпи, кН/м³, принимаемый 17,7кН/м³;

p_v=17,7*5,1*1,41 = 127,32 кПа

с_v – коэффициент вертикального давления грунта, определяемый для железобетонных звеньев трубы по формуле

(14)

Здесь:

. (15)

Если В_о >h_н /d , то следует принимать В_о=h_н /d; _n– нормативный угол внутреннего трения грунта засыпки трубы, равный 30 град; d – внешний диаметр звена водопропускной трубы, м; а – расстояние от основания насыпи до верха звена трубы, м; S – коэффициент, принимаемый равным 1,0; _п– коэффициент нормативного бокового давления грунта для звеньев трубы, определяемый по формуле

. (16)

2. Нагрузка от веса 1 п.м звена трубы, кН,

=V_зв_b_f, (17)

где V_зв – объём 1п.м звена, м³ (см. табл.4); _b – удельный вес железобетона (24 кН/м³); _f – коэффициент надежности по нагрузке (_f =1).

3. Нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента, кН,

=V_лб_b_f, (18)