5. Расчет на устойчивость положения фундамента

Расчет на устойчивость фундамента обычно производят для устоев мостов и в случаях, когда равнодействующая сил по подошве фундамента выходит за пределы ядра сечения. В курсовой работе с методологической целью выполняют расчет на опрокидывание и на сдвиг по подошве.

5. 5. 1. Проверка устойчивости против опрокидывания

Устойчивость против опрокидывания проверяется согласно [1] вдоль и поперек моста в сочетаниях нагрузок №№ 3 и 6 (табл. 2). За ось возможного поворота принимается наиболее нагруженная сторона подошвы Рис. 5.2.

а) б)

Рис.5.2. Схема к проверке устойчивости вдоль (а) и поперек (б).

Моменты опрокидывающих М_u и удерживающих М_z сил вычисляются относительно осей поворота в соответствующих сочетаниях.

Условие равновесия

, (5.15)

где M_u - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания; M_z - момент удерживающих сил относительно той же оси; _с - коэффициент условий работы, принимаемый равным: при проверке конструкций, опирающихся на отдельные опоры: в стадии строительства - 0,95; в стадии постоянной эксплуатации - 1,0; при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов: на скальных основаниях - 0,9; на нескальных основаниях - 0,8; _n - коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным 1,1 при расчете в стадии постоянной эксплуатации и 1,0 - при расчетах в стадии строительства.

Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке, большими единицы. Удерживающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке: для постоянных нагрузок - _f < 1; для временной вертикальной подвижной нагрузки - _f=1. [1].

2. Проверка устойчивости против сдвига

Устойчивость против сдвига (скольжения) по подошве следует рассчитывать по [1] в сочетаниях №№ 3 и 6:

При расчете фундаментов опор мостов на устойчивость против сдвига по основанию сила Q_u стремится сдвинуть фундамент, а сила его трения о грунт Q_z (по подошве фундамента) сопротивляется сдвигу.

Устойчивость фундамента против сдвига следует проверять по формуле:

, (5.16)

где Q_u - сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига ; Q_z - удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига ;  - коэффициент трения бетонной кладки о поверхность грунта основания, принимаемый по [1] или (прил. 1); _с - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9; _n - коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным 1,1 при расчете в стадии постоянной эксплуатации и 1,0 - при расчетах в стадии строительства.

При расчете фундаментов мелкого заложения на сдвиг по подошве необходимо принимать следующие значения коэффициентов трения кладки  о поверхность [2]:

• скальных грунтов с омыливающейся поверхностью (глинистые известняки, сланцы и т.п.) и глин:

а) во влажном состоянии - 0,25

б) в сухом состоянии - 0,30

• суглинков и супесей - 0,30

• песков - 0,40

• гравийных и галечниковых грунтов - 0,50

• скальных грунтов с неомыливающейся поверхностью - 0,60.

Согласно [1] при проверках на опрокидывание и сдвиг следует принимать удерживающие силы с коэффициентами надежности по нагрузке < 1 и без учета динамических коэффициентов. Однако в курсовой работе допускается упрощение проверок с использованием ранее найденных значений сил и моментов (см. сочетания №№ 3 и 6 в табл. 2).