Расчет фундамента мелкого заложения по первой группе

Предельных состояний.

Проверка положения равнодействующей внешних нагрузок

Расчеты массивного фундамента мелкого заложения по первой группе предельных состояний предупреждают потерю несущей способности оснований, устойчивости положения фундамента против опрокидывания, сдвига по подошве, устойчивости фундаментов при воздействии сил морозного пучения грунтов, прочности и устойчивости конструкций фундаментов.

Расчеты по первой группе предельных состояний выполняют от сочетаний расчетных нагрузок, действующих в двух направлениях - в плоскости моста и плоскости опоры. Эти расчеты включают в себя следующие проверки:

1. проверки по среднему и максимальному давлению на основание в плоскости подошвы фундамента;

2. проверку несущей способности слабого подстилающего слоя основания;

3. проверку на опрокидывание фундамента относительно ребра;

4. проверку на сдвиг в плоскости подошвы;

5. проверка устойчивости против глубокого сдвига.

С целью обеспечения действия сжимающих напряжений по подошве фундамента требуется проверить положение равнодействующей внешних нагрузок относительно центра тяжести подошвы по формуле:

. (3.3)

Относительный эксцентриситет определяется выражением:

, , , (3.4)

где F_v и М - нагрузки, действующие по подошве; (при расчете поперек моста) и (при расчете вдоль моста) - момент сопротивления подошвы фундамента; А = ba - площадь подошвы фундамента.

Величина при действии постоянных и временных нагрузок принимается равной 1,0, а при действии только постоянных нагрузок 0,1.

 

Проверка несущей способности основания под подошвой

Фундамента

Проверки несущей способности основания под подошвой фундамента мелкого заложения выполняют отдельно вдоль и поперек моста по формулам:

,

, (3.5)

где p и p_max - среднее по подошве и максимальное под краем фундамента давление, кПа; g _с = 1,2 - коэффициент условия работ; g _n = 1,4 - коэффициент надежности по назначению сооружения; R - расчетное сопротивление грунта несущего слоя для принятых размеров подошвы фундамента и глубине ее заложения от проектной отметки поверхности грунта или дна водотока (с учетом размыва).

Расчетное сопротивление R является основной характеристикой прочности грунта основания. Величина R устанавливается по эмпирической формуле [16]:

, (3.6)

где R ₀ - условное сопротивление грунта несущего слоя (табл. 3.1, 3.2, 3.3); k ₁ и k ₂ - табличные коэффициенты для грунта несущего слоя (табл. 3.4); g = r g - средний в пределах глубины заложения d удельный вес грунта, кН/м³, r - средняя плотность грунта в пределах той же глубины, которую допускается принимать равной 2 т/м³, или определять по формуле:

, (3.7)

где r _i, h_i – средняя плотность, т/м³, без учета взвешивающего действия воды и толщина отдельных слоев грунта, м, в пределах глубины заложения фундамента d; n – число слоев в пределах глубины d.

При ширине подошвы b > 6 м в формуле (2.5) принимают условно b = 6 м.

 

Таблица 3.1

 

Примечание. Значения R ₀ даны для грунтов с песчаным заполнителем. Если в крупнообломочном грунте содержится свыше 40 % глинистого заполнителя, то значения R ₀ принимают по табл. 2.3 в зависимости от I_p, I_L и e заполнителя.

Таблица 3.2

Примечание. Для плотных песков R ₀ увеличивают в два раза, если их плотность определена статическим зондированием, и в 1,6 раза — лабораторными испытаниями.

 

 

Таблица 3.3

Примечание. При значении числа пластичности грунтов I_p в интервале 5…10 и 15…20 значение R ₀ устанавливают интерполяцией по I_p, а для промежуточных значений показателя текучести I_L и коэффициента пористости e — интерполяцией по I_L и e.

Таблица 3.4