Расчет фундаментов мелкого заложения

Расчет фундаментов мелкого заложения

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

1.     Определение глубины заложения подошвы фундамента

 Глубина заложения фундамента ,    определяется из условия промерзания или размыва грунта. Если верхний слой вода, то глубина заложения рассчитывается из условия размыва, если грунт – из условия промерзания.

Расчет из условия промерзания:

d_f =1.54+0.25= 1.79

Определение размеров фундамента

мелкого заложениЯ     

  Обрез фундамента заглубляем на 0,3 м от нулевой отметки грунта. После назначения глубины заложения подошвы фундамента и отметки его обреза конструктивную площадь фундамента  определяют по формуле:

S_пк= (А + 2×h_ф×tga)×(В + 2×h_ф×tga),   

Угол a принимаю равным 25^о                                    

S_пк=(12+2*1.49*0,4663)*(2.2+2*1,49*0,4663)=48,07 м²

        А_n= (А + 2×h_ф×tga)=( 12+2*1.49*0,4663)=13.39 м

        В_n= (В + 2×h_ф×tga) = (2.2+2*1.49*0,4663)= 3.59 м                                                                       

Фундаменты под массивные опоры мостов обычно сооружают ступенчатыми. В ступенчатых фундаментах высоту ступени h_ст назначают равной в пределах 0,7 - 2,5 м, ширину ступени b_ст - 0,4 - 1 м.

Класс бетона для монолитных фундаментов не ниже В20, для сборных - В25, при этом используется гидротехнический бетон.

Задавшись высотами ступеней фундамента h_ст так, чтобы в высоте фундамента h_ф укладывалось целое число ступеней (высота ступени может быть одинаковой или различной), можно определить ширину каждой ступени по формуле:     b_ст = h_ст×tga.                                                           

Полученная из конструктивных соображений для данного сооружения площадь подошвы фундамента мостовой опоры должна быть проверена расчетом. Площадь подошвы фундамента, необходимую по расчету определяют по формуле центрального сжатия, исходя из  условия обеспечения несущей способности  основания под подошвой фундамента:

                                P £ R/g_n,                                                  

где P - среднее давление подошвы фундамента на основание, кПа; R - расчетное сопротивление основания осевому сжатию, кПа; g_n = 1,4 - коэффициент надежности по назначению сооружения.

Определяю расчетное сопротивление основания из нескального грунта осевому сжатию R, кПа (тс/м²),  под подошвой фундамента мелкого заложения следует определять по формуле:

   R = 1,7×{R_o×[1 + k₁×(b - 2)] + k₂×g×(d_f - 3)}

  R = 1,7×{147 кПа×[1 + 0, 1/м×(3,59 м - 2 м)] + 3×18,22 кН/м³×(1,79 м - 3 м)} = =286,4 кПа

Площадь подошвы фундамента, необходимую по расчету при назначенной глубине заложения, определенной из конструктивных соображений площади подошвы фундамента и найденному значению R определяют по формуле:

S_п.рас = åN_o,I/(P- g_m×d_f),

где P £ R/g_n = 166,64 кПа

S_п.рас = 4824,91 кН/(166,64 кПа - 20 кН/м³×1,79 м) = 36,88 м².

       После определения S_п.рас по формуле, сравниваем ее с конструктивной площадью S_пк, найденной по формуле. Должно выполняться условие:

   |[( S_п.рас - S_пк)/ S_п.рас]|×100% £ 10%  

[(36,88 м² – 19,87 м²)/36,88м²]×100% = 0,4 % - условие  выполняется.

Назначаем три ступени h_ст,1 =1,1 м,  h_ст,2 =  1,1 м.

Ширину ступеней определяем по формуле:

b_ст,1 = h_ст,1×tga = 1,1 м×tg25^о = 0,513 м.

Тогда размеры фундамента будут следующие: 

l₂ = А + 2×b_ст = 12  м + 2×0,513 м = 12,513 м.,

b₂ = В + 2×b_ст = 2,5 м + 2×0,513 м = 3,013 м;

А_ф = l₂ + 2×b_ст = 13,8 м + 2×0,513 м = 14,82 м,

В_ф  = b₂ + 2×b_ст = 4,3  м + 2×0,513 м = 5,32 м.

Тогда S_ф = 14,82 м×5,53 м = 78,84 м², что меньше требуемой по расчету.

b = 5 м.

S_ф = 14,82 м×5,0 м = 74,1 м²