3.5. Проверка давлений на грунт по подошве фундамента.
Определение нагрузок в плоскости подошвы:
1). Вдоль моста – основное сочетание
N 15980 + 3689.8+ 3292.3 = 22962.1кН
400 + 40*5.5=620 кНм
Вдоль моста – дополнительное сочетание
=13800 +3689.8+ 3292.3 =20782.1кН
=2600 + 160·5.5= 3480 кНм
2). Поперек моста
=11700 + 3689.8 + 3292.3 = 18682.1кН
=8280 + 1030*5.5= 13945 кНм
3). Определим R при b=6,7 м
R=1,7{165[1+0.06(7.3-2)]+2·19.62*(3.5-3)}=403 кПа
4). Среднее напряжение по подошве фундамента:
Р=
кПа
кПа
Несущая способность фундамента обеспечена (т.к. разница между нормативным и рассчитанным давлением не менее 5% (7%), что является допустимым)
5). Max давление по подошве вдоль пролета от основного сочетания
кПа
м
=307,65
кПа <
кПа – несущая способность основания
обеспечена
От дополнительного сочетания:
=
< 345.4 кПа
От основного поперек моста:
=
< 318.5 кПа
Условия прочности грунта под подошвой фундамента выполнены.
3.6. Проверка положения равнодействующей нагрузок.
Положение
вертикальной нагрузки
относительно подошвы определяется
расстояниями
.
м
Согласно таблице 127 (СНиП «Мосты и трубы») предельно допустимый эксцентриситет не должен быть больше 1.
Условия
выполняются
подошва не имеет отрыва от основания.
3.7.Проверка устойчивости положения фундамента против плоского сдвига по подошве.
Max
сдвигающая сила:
кН
Определим объем грунта на уступах с учетом наибольшего размыва дна у опоры:
12·7.3·(3-1.2)
– 5.5*10.3*1.2-3.7*8.6*0.6=70.6 м
Определим вес грунта с коэффициентом надежности =0.9:
70.6·0.9·10.264=
652.2 кН
Принимаем, что при первой подвижке льда уровень воды на 1,5 м выше межени.
Сила взвешивания вследствие погружения части опоры на 2.3 м ниже уровня льда.
1.5·6.5·(0.8
+ 1.5) ·10=224.3 кН
Вес фундамента с учетом взвешивающего действия воды:
0.9·239.6·(24
– 10)=3018.9 кН
Удерживающая сила:
(15980
+ 3018.9 + 652.2 – 224.3) ·0.3= 5828.04кН,
где
=0.3
– коэффициент трения.
Проверим условие устойчивости (m – коэффициент условия работы, m=0,9)
кН
Устойчивость против плоского сдвига обеспечена. Фундамент устойчив против сдвига по подошве.
3.8. Расчет осадки.
Осадки определяются от воздействия на фундамент максимальной вертикальной нагрузки, веса фундамента и грунта на его уступах.
Поскольку глубина d=3.5 < 5 м осадку основания определяем методом послойного суммирования (без учета разуплотнения грунта).
Разобъем толщу на слои:
м
Находим среднее давление по подошве от вертикальной нагрузки NII, второй группы предельных состояний из задания:
кН
Находим вес фундамента и грунта на обрезах с коэффициентом надежности
γf = 1,0;
Определяем вес фундамента:
кН
Определяем вес грунта:
кН
кН
кПа
Характеристики грунтов:
№ слоя |
Вид грунта |
Модуль общей деформации кПа |
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии γкН/м |
I |
Супесь |
11000 |
10.264 |
II |
Песок средней крупности |
33000 |
9.645 |
III |
Глина |
28000 |
10.329 |
Находим вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:
кПа
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на границе слоя, расположенного на глубине Z от подошвы фундамента:
,
где γIIi – удельный вес грунта i-го слоя, hi – толщина i-го слоя грунта.
Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z:
Где α – коэффициент, принимаемый по таблице 11 приложения 2 СНиП 2.02.01 – 83, значения коэффициента α для соотношения сторон η=a/b=1.64
определим с помощью интерполяции;
p0 – дополнительное вертикальное давление на основание:
Таким образом, p0 = 216.9 – 35.9=181 кПа
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие
σzp = 0.2 σzg
Среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта находится по формуле:
Находим природное напряжение на границе слоев:
кПа
кПа
кПа
кПа
Приведем все вычисления к табличной форме:
z |
ξ=2z/b |
α |
σzp |
0.2σzg |
σzpi |
|
|
|
|
|
|
0.00 |
0.00 |
1.00 |
181.00 |
7.18 |
|
1.46 |
0.40 |
0.9738 |
176.20 |
10.20 |
178.60 |
1.50 |
0.41 |
0.9709 |
175.70 |
10.26 |
175.95 |
2.96 |
0.81 |
0.8549 |
154.70 |
12.80 |
165.20 |
4.42 |
1.20 |
0.7030 |
127.20 |
15.70 |
140.95 |
5.58 |
1.60 |
0.5596 |
101.30 |
18.50 |
114.25 |
7.34 |
2.00 |
0.4434 |
80.25 |
21.30 |
90.78 |
8.80 |
2.40 |
0.3544 |
64.14 |
24.20 |
72.20 |
10.26 |
2.80 |
0.2864 |
51.80 |
26.90 |
57.1 |
11.72 |
3.20 |
0.2349 |
42.46 |
29.80 |
47.13 |
13.18 |
3.60 |
0.1946 |
35.20 |
32.60 |
38.8 |
14.64 |
4.00 |
0.1636 |
29.60 |
35.20 |
32.40 |
Определяем глубину сжимаемой толщи Н
как точку пересечения эпюр природных
и дополнительных давлений
,
Глубина сжимаемой толщи Н =12.44 м
Расчет производится согласно СНиП 2.02.01 – 83 исходя из условия:
,
где
– предельно допустимая осадка
(L – длина наименьшего пролета, примыкающего к опоре);
β – безразмерный коэффициент, равный 0.8;
σzpi – среднее значение дополнительного вертикально напряжения в i – ом слое грунта;
hi – толщина слоя i – ого грунта;
Еi – модуль деформации i – ого грунта;
n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща.
больше
Вывод: все вышеуказанные условия выполнены, следовательно, фундамент мелкого заложения подобран.