Материал: Проектирование фундамента мелкого заложения мостовой опоры

где  площадь ростверка, ;

=10,2∙3=30,6

;

=∙h∙,

где вес воды, кН/;

h высота слоя воды, м;

 площадь опоры, ;

=кН;

=кН;

Принимаем n=21.

Сваи в ростверке размещаем в рядовом порядке.

.5 Расчет максимальной нагрузки на сваю

Наиболее нагруженными являются сваи крайнего ряда в направлении действия момента и горизонтальных сил.

Продольная сила N в наиболее нагруженной свае должна быть меньше или равна несущей способности сваи, то есть

;

Продольную силу определяем по формуле:

где Mi - расчетный момент в плоскости подошвы фундамента кН∙м.

Расчетный момент в плоскости подошвы фундамента:

,

где ymax- расстояние от оси подошвы фундамента до оси крайнего ряда свай в направлении оси моста;

yi- расстояние от оси подошвы до оси каждой сваи в направлении действия момента.

=1,1∙440∙(8,2+1,2)=4342,8 кН∙м.

,

Вес свай:

где A- площадь сечения сваи, м2;

hз.р- глубина заделки сваи в ростверк, 0,7м;

l- полная длина сваи, м;

n- число свай, штук;

γb- объемный вес свай, γb= 25кН ̸ м3.

0,1225∙(8-0,5)∙21∙25 = 482,343 кН;

1,1∙(5500+1570+918 +482,343+32,9)+1,13∙6700=16924,56 кН;

  - условие N≤ Fd выполняется, несущая способность свай, обеспечена.

.6 Расчет свайного фундамента как условно массивного

Размеры условного фундамента определяются следующими параметрами:

высота фундамента равна расстоянию от поверхности до отметки нижних концов свай;

длина и ширина соответственно:

,

,

где - угол наклона наклонных свай, или 0,25 среднего угла внутреннего трения слоев, пересекаемых вертикальными сваями.

Угол наклона наклонных свай:

где - угол внутреннего трения i-го слоя;

hi- мощность i-го.

9,8+ tg 5,798∙(8-0,5) =10,57 м;

2,6+ tg 5,789∙(8-0,5) =3,37 м;

Несущая способность основания должна удовлетворять следующим условиям:

где γс= 1,2- коэффициент условий работы;

γn= 1,4- коэффициент надежности.

Расчетное сопротивление грунта несущего слоя, определяется по формуле:

R = 1,7 {Rо [1 + k1 (b - 2)] + k2  (dн- 3)} ,

где Rо - условное сопротивление грунта, кПа, равное 6900 кПа;

 - ширина подошвы фундамента, м;

dн - глубина заложения фундамента, dн=7,1 м;

k1 , k2 - коэффициенты, принимаемые 0.04 и 3,0 соответственно.

 - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.

R=1,7{3433 [1+0,06 (3,37-2)]+219,8(9,2-3)}=6733,918 кН;

Среднее давление под фундаментом равно:

Расчетная нагрузка  определяется по формуле:

=1,1∙(5500 + 1570 + 918 + 32,9 + 7772,148)+1,13∙6700=24943,353 кН;

,694809,94 - условие выполнено.

где T- тормозная сила (из задания), кН;

MI- момент, MI=4435,2 кН∙м;

K- коэффициент пропорциональности грунта верхнего слоя, K=5000;

Св- коэффициент постели грунта основания, Св=50000.

5771,93- условие выполнено.

5. Экономическое сравнение вариантов фундаментов

Расчет стоимости возведения фундаментов рекомендуется проводить по укрупненным условным расценкам.

Определение строительной стоимости проводится в форме таблицы.

При определении объемов работ следует учитывать следующее:

размеры котлована в плане принимать:

=а + 2 м, =b + 2 м.

глубина котлована при опирании фундамента на песок равна , при опирании на глинистый грунт = + 0,2 м, с учетом устройства под фундамент гравийно-песчаной подушки высотой 0,2 м;

в свайном фундаменте вместо размеров фундамента принимать размеры ростверка, при этом необходимость в устройстве подушки отпадает;

на местности, покрытой водой, предусмотреть шпунтовое ограждение по периметру котлована;

Таблица 5.1 Ведомость объемов основных работ и стоимости фундаментов по вариантам.

Вывод: Сравнивая два варианта проектирования фундаментов мелкого и свайный фундамент заложения под промежуточные опоры мостов и учитывая их стоимость и геологические условия, был сделан вывод, что более экономичным будет проектирование свайного фундамента.

Заключение

В сравнении двух вариантов фундаментов по технико-экономическим показателям, наиболее экономичным вышел свайный фундамент.

Свайный фундамент состоит из свай, объединенных в верхней части балкой или плитой, именуемыми ростверком. Ростверк служит для распределения нагрузки, передаваемой сооружением на сваи. Головы свай обычно заделывают в ростверк.

Необходимость устройства свайных фундаментов возникает, если верхние слои грунтов являются слабыми, малопрочными и сильносжимаемыми, то есть они являются малопригодными для устройства на них фундаментов мелкого заложения без улучшения свойств грунтов. Сваи передают нагрузки от сооружения на нижние, как правило, более уплотненные и прочные слои грунта. Свайные фундаменты применяются, если они являются в рассматриваемых условиях более экономичными и индустриальными.

Список литературы

1.      СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 2004. 130 с.

.        СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М.: Стройиздат, 2004. 81 с.

.        Бахарев И И., Рязанов Ю. С. Проектирование фундаментов глубокого заложения. Хабаровск, 2000.

.        Берлинов М. В. Основания и фундаменты. СПб.: Лань, 2011. 318с.

.        Гольдштейн М. Г., Царьков А. А., Черкасов И.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Транспорт, 1981.

.        Кирилов В. С. Основания и фундаменты. М.: Транспорт,1980.