Определение площади подошвы и размеров уступов фундаментов

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров надфундаментной части опоры на величину обреза с = 0.25...0.5м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ (рис. 5.1.).

Рис.5.1. Конструкция фундамента мелкого заложения.

Минимальная площадь подошвы фундамента

Максимальную площадь подошвы фундамента при заданной его высоте . определяют исходя из нормированного условия обеспечения жесткости фундамента. Она заключается в том, что линия уступов или наклон граней фундамента, как правило, не должны отклоняться от вертикали на угол более 30° (см. рис. 5.1). отсюда:

где - высота фундамента ( расстояние от обреза фундамента до его подошвы); b₀ и l₀ - ширина и длина надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента (b₀=1.6м, l₀=7.225). При общей высоте фундамента d ,его устраивают ступенчатым с высотой ступени 1...3 м. Уширение фундамента может быть обеспечено путем устройства уступов. Высоту фундамента принимают равной 0.7-2 м, а ширину обычно не более 0.5h . При этом отношение ширины уступа к его высоте не должно превышать tg30° = 0,577 (рис. 5.1.).

Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента

Расчетное сопротивление основания осевому сжатию:

где - условное сопротивление грунта;

и - коэффициенты - принимаются по [1] или (прил. 1);

-средний удельный вес грунтов, расположенных выше подошвы (допускается принимать =19.62 кН/м3).

- ширина фундамента

= 2.0

b = 4.48м

d = 3.9м

R = 1.7(230(1+0.06(6.124-2))+2 19.62(3.9-3))=322.2272кПа

Проверка несущей способности грунтового основания

В курсовой работе по I группе предельных состояний предлагается рассчитывать только несущую способность основания, устойчивость против сдвига и опрокидывания. По II группе - деформации основания. Предварительно вычисляются сила N и момент М, приложенные к середине подошвы в четырех сочетаниях: №№ 1 и 2 - вдоль и №№ 4 и 5 - поперек моста:

где , и - нагрузки из соответствующих строк табл. 2; - объем и удельный вес фундамента ( ; =1.1- коэффициент надежности по нагрузке; - вес фундамента

Расчет необходим для определения средних, максимальных и минимальных напряжений (давлений) на основание под подошвой фундамента и сравнения их с расчетным сопротивлением грунта. Несущая способность основания должна удовлетворять условиям

Вдоль моста, сочетание №1:

N = 7434.739+4643.25564 = 12077.9946кН;

M = 0кНм;

Вдоль моста, сочетание №2:

N = 6832.951+4643.25564 = 11476.2066кН;

M = 3779.102+142.464 3.9 = 4334.7116кНм;

Поперек моста, сочетание №4

N = 7434.7392+4643.25564 = 12077.9948кН;

M = 0кНм

Поперек моста, сочетание №5

N = 6832.9514+4643.25564=11476.2070кН;

M = 1160.42477+212.0884·3.9= 1987.56953кНм;

Несущая способность основания должна удовлетворять условиям :

где – среднее и максимальное давление под подошвой;

– площадь подошвы

/6=73.43786 м³ -вдоль моста

/6=140.8918 м³ -поперек моста

момент сопротивления подошвы; коэффициента надежности по назначению , (в сочетаниях №1 и №2), и (в сочетаниях №4 и №5) – коэффициент условии работы.

Вдоль моста сочетание №1

Вдоль моста сочетание №2

Поперек моста сочетание №4

Поперек моста сочетание №5

При рационально запроектированном фундаменте хотя бы одно из значений Р или Рmax должно быть возможно близко к допустимому, но каждое из них обязательно меньше величины допустимого значения. Если

условие (5.11) или (5.12) не удовлетворяется или имеет место большой запас прочности, следует изменить размеры подошвы в соответствующем направлении и путем последовательных попыток запроектировать наиболее рациональную конструкцию фундамента.