Проектирование массивных фундаментов мелкого заложения

Общие сведения о фундаментах мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения сооружают в котлованах, отрываемых с поверхности на проектную глубину. Глубина заложения такого фундамента от уровня воды на водотоке или поверхности грунта обычно не более 6 метров.

Под опоры мостов фундаменты мелкого заложения устраивают обычно жесткими массивного типа. Фундаменты промежуточных опор проектируют симметричными с углом развития не превышающем 30.

Назначение основных размеров фундамента и его конструирование

Предварительное определение основных размеров фундамента

Глубина заложения фундамента зависит от глубины залегания несущего слоя грунта в основании, который должен являться надёжным с точки зрения безопасного восприятия им внешних нагрузок.

Если несущий слой залегает первым от поверхности, то заглубление в него фундамента определяют с учётом промерзания грунта. При наличии размыва дна реки — не менее 2.5 м ниже отметки местного размыва.

К основным относятся размеры подошвы фундамента a и b, а также глубина её заложения d, отсчитываемая от расчётного уровня поверхности грунта с учётом срезки или размыва, и высота фундамента h (см. рисунок 2). Глубина заложения фундамента d = 2,5 м. Тогда высота фундамента, путём вычислений:

FL = DL + d; (2.1).

FL = 2,3 + 2,5 = 4,8 м.

h = FL — OL; (2.2).

h = 4,8 — 0,75 = 4,05 м Отсюда следует, что тип грунта — супесь пластичная R₀=98 кПа.

Давление, которое может воспринять несущий слой грунта (расчетное сопротивление грунта несущего слоя), существенно зависит от указанных размеров фундамента, которые пока неизвестны. Исходя из правил конструирования жестких фундаментов мелкого заложения, размеры подошвы находятся в границах:

;, (2.3).

где ;

; (2.4).

;

(2.5).

где и — размеры опоры в плоскости обреза фундамента поперек и вдоль моста; м.

м;

м;

м;

м.

Примем м.

Рисунок 2 — Схема фундамента мелкого заложения.

При фиксированных размерах b и d (глубина заложения фундамента) размер a приближенно определяется по формуле:

a= (2.6).

где F^o — вертикальная, F_h^o — горизонтальная силы, кН; М_о — момент из первого сочетания нагрузок, действующих в плоскости моста на уровне обреза фундамента; _с=1,2; _n=1,4 — коэффициенты условий работы и надежности; _F=23 кН/м³ — расчетный удельный вес материала фундамента с грунтом на его уступах; R — расчетное сопротивление сжатию несущего слоя основания.

Согласно действующим нормам — это сопротивление определяют по формуле:

(2.7).

где R_o — условное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа; k₁, k₂ — табличные коэффициенты; - средний в пределах глубины заложения удельный вес грунта = 20 кН/м³.

Для супесей k₁=0,06 м^-1, k₂=2,0 м^-1.

Тогда:

R=1,7*[98*(1+4*0,06)+2*20*(2,5−3)]=172,58 кПа.

В данном случае получили размер a больше a_max, следовательно, необходимо увеличить глубину заложения, продолжить подбор размеров по формулам (2.4) — (2.7) при, соответствующем новой глубине заложения. Увеличение d в допустимых пределах производится до тех пор, пока не будет получено приближённое равенство aa_max. Увеличим d на 2 м.

d = 2,5+2=4,5 м; h = 4,5+2,3−0,750=6,05 м.

Отсюда следует, что тип грунта — суглинок тугопластичный R₀=196 кПа.

Для суглинков тугопластичных k₁=0,02 м^-1, k₂=1,5 м^-1.

м;

м;

м;

м.

Примем м.

R=1.7*[196*(1+4*0.02)+1,5*20*(4,5−3)]=436,36 кПа.

Получили размер a больше a_max, Увеличим d на 1 м.

d = 2,5+2+1=5,5 м; h = 5,5+2,3−0,750=7,05 м.

м;

м;

м;

м.

Примем м.

R=1,7*[196*(1+4*0,02)+1,5*20*(5,5−3)]=487,36 кПа.

В данном случае: a_min< а < a_max - полученный размер а находится в допустимом интервале, подбор основных размеров на этом заканчивается.

В итоге вычислений получили: а = 12,97 м;

в = 11,14 м;

d = 5,5 м;

h = 7,05 м;

R₀ = 196 кПа.