Реферат Проектирование опор мостов

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 22.9.2024

Сибирский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Мосты»
Железобетонный мост
Курсовой проект по дисциплине «Проектирование мостов»
Руководитель                                                                                    Разработал

                                                                                                          Студент гр. МТ-312



________________ Молокова Н.В.                              ________________ Рылов Д.Н.

             (подпись)                                                                                          (подпись)
___________________                                                                         __________________

              (дата)                                                                                                     (дата)
Новосибирск 2008

1.
Исходные данные для проектирования и их анализ.

1.1 Исходные данные для проектирования.
Тип сооружения – III. Чертеж промежуточной опоры с указанием сил, действующих на нее, взят из приложения А.3 [1]. Вариант нагрузок – 3. Основание опоры задано из трех слоев грунта. Исходные данные приведены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Опора моста (тип
III).
К схеме типа опоры прилагается таблица нормативных величин действующих на нее нагрузок, содержащая также расчетные длины пролетов и некоторые геометрические параметры.
Таблица 1.1 Нормативные нагрузки на опору моста и геометрические параметры

Наименование

Обозначение

III вариант нагрузки

Расчетный пролет, м

l₀

88

Вес опоры до обреза фундамента, кН

Р_А

6000

Нагрузка от веса пролетных строений, кН

P_F

4090

Нагрузка от подвижного состава в двух пролетах, кН

P_V

12300

Нагрузка от торможения или силы тяги, кН

P_vh

620

Продольная ветровая нагрузка на пролетное строение, кН

P_w1

280

Продольно ветровая нагрузка на опору, кН

P_w2

100

Расстояние от обреза фундамента до линии действия сил P_vh, P_w₁,м

l₁

16,55

Расстояние от обреза фундамента до линии действия силы P_w₂,м

l₂

8,40

В основании опоры выделено три инженерно-геологических элемента (слоя грунта) и указываются отметки границ и номера грунтов, слагающих основание.
Основные физико-механические и классификационные показатели грунтов берем из приложения Б (таблица Б.1,Б.2) [1].
Физико-механические и классификационные показатели грунтов

Таблица 1.2 Показатели песчаных грунтов

Номер грунта

γ_s, кН/м³

γ, кН/м³

ω

E, МПа

φ, град

с, кПа

Содержание частиц воздушносухого грунта, % размером

более 2мм

более 0,5 мм

более 0,25мм

более 0,1мм

10

26,7

19,8

0,264

25

28

3

0

5

50

65

Таблица 1.3 Показатели глинистых грунтов

Номер грунта

γs, кН/м³

γ,

кН/м³

ω

ω_L

ω_p

Е, МПа

φ, град

с, кПа

15

27,1

20,1

0,256

0,291

0,241

12

24

13

29

27,4

20,9

0,218

0,402

0,172

26

21

70

1.2
Анализ инженерно-геологических условий.
Определяем дополнительные характеристики грунтов для каждого заданного слоя грунта.

Слой №1 (грунт №10) – песчаный грунт:

1)      Коэффициент пористости
                                                              е = (γ_s/γ)×(1+ω) – 1;                                               (1.1)

где γ – удельный вес грунта,

γ_s – удельный вес частиц грунта,

w - природная влажность грунта.
е = (26,7/19,8)×(1+0,264) – 1 =0,704.
2)      Степень влажности во всех грунтах, S_r=1
   Исходя из данных таблицы В.1[1], определяем окончательное наименование грунта – Песок пылеватый с условным сопротивлением R₀=98 кПа; к₁=0,06; к₂=2.

Слой №2 (грунт №15) – глинистый грунт:

1)      Коэффициент пористости
е = (27,1/20,1)×(1+0,256) – 1 =0,693.
2)      Число пластичности

                                                I_p=(ω_L – ω_p)×100;                                                     (1.2)

где w_L – влажность на границе текучести, w_P– влажность на границе пластичности.
I_p=(0,291 – 0,241)×100=5
%.
По таблице В.4. [1] грунт – супесь, т.к. 1%<I_p<7%.
3) Показатель текучести

                                                    I_L=(ω – ω_р)/(ω_L – ω_p);                                                (1.3)
I_L=(0,256 – 0,241)/(0,291 – 0,241)=0,3.

По таблице В.5.[1] консистенция грунта – пластичный. По вычисленным данным определяем окончательное наименование грунта – супесь пластичная с условным сопротивлением R₀ = 147 кПа;
к₁=0,04; к₂=2.
Слой №3 (грунт №29) – глинистый грунт:

1)      коэффициент пористости

            е = (27,4/20,9)×(1+0,218) – 1 =0,596.


2)      число пластичности

I_p=(0,402 – 0,172)×100=23
%.
Т.к. I_p>17%, то грунт – глина.
3)      показатель текучести
I_L=(0,2
18 – 0,
172)/(0,
402 – 0,
172)=0,
2
По вычисленным данным определяем окончательное наименование грунта – глина полутвердая с условным сопротивлением R₀ = 294 кПа;
к₁=0,04; к₂=2.
.

Результаты обработки инженерно-геологических данных сводим в таблицу 1.4 в порядке расположения слоев в основании (сверху вниз).

Таблица 1.4 Таблица обработки инженерно-геологических данных

№ слоя	№ грунта	е	S_r	I_p	I_L	Наименование грунта	R₀	к₁	к₂
1	10	0,704	1,000	-	-	Песок пылеватый	98	0,06	2,00
2	15	0,693	1,000	5	0,300	Супесь пластичная	147	0,04	2,00
3	29	0,596	1,000	23	0,200	Глина полутвердая	294	0,04	2,00

1.3
Сочетания нагрузок.
В данном разделе нам необходимо составить и рассчитать сочетания нагрузок, действующих в плоскости обреза фундамента, на восприятие которых в дальнейшем мы и будем проектировать фундаменты опоры. Величины нагрузок, используемые в расчетах фундаментов и их оснований по предельным состояниям, принимаем с коэффициентами надежности по нагрузке γ_f и коэффициентами сочетаний нагрузок η, учитывающими уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок. Величины этих коэффициентов зависят от вида нагрузки, сочетания нагрузок и расчёта, для которого оно составлено. Численные значения коэффициентов в сочетаниях нагрузок, на которые предлагается рассчитывать фундаменты в курсовой работе по первой группе предельных состояний (по прочности и устойчивости), приведены в табл.1.3 [1,стр.10].

В курсовой работе к вертикальной нагрузке от подвижного состава вводим дополнительный динамический коэффициент, который в расчётах основания .

В расчётах оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) используем сочетания нагрузок, в которых для всех видов нагрузок принимается =1.

Данные нормативных нагрузок на опору моста (тип III) приведены в таблице 1.1

Нормативные нагрузки, кН, на опору моста (тип I)

Составим сочетания нагрузок и воздействий, действующих вдоль моста:

Сочетание 1 (для расчёта на прочность)

F_v=1,1×(P_A+P_F)+1,15×0,8×P_v;                                                                      (1.4)        F_v
=1,1×(6000+4090)+1,15×0,8×12300=22415кН.
                      F_h=1,1×0,7×P_vh+1,5×0,5×(P_w1+P_w2);                                                             (1.5)

                      F_h=1,1×0,7×620+1,5×0,5×(280+100)=762,4кН
.
                      M^o=1,1×0,7×P_vh×l₁+1,5×0,5×(P_w1×l₁+P_w2×l₂);                                                           (1.6)

                M^o=1,1×0,7×620×16,55+1,5×0,5×(280×16,55+100×8,4)=12006,47кН
.
Сочетание 2 (для расчёта на устойчивость)

             F_v=0,9×(P_A+P_F)+1,15×0,8×P_v;                                                                        (1.7)

             F_v
=0,9×(6000+4090)+1,15×0,8×12300=20397кН.



       F_h
=1,1×0,7×620+1,5×0,5×(280+100)=762,4кН.

                      M^o
=1,1×0,7×620×16,55+1,5×0,5×(280×16,55+100×8,4)=12006,47кН.
Сочетание 3

                      F_v=P_A+P_F+0,8×P_v;                                                                                           (1.8)

                      F_v
=6000+4090+0,8×12300=19930кН.
             F_h=0,7×P_vh+0,5×(P_w1+P_w2);                                                                              (1.9)

             F_h=0,7×620+0,5×(280+100)=624кН
.
                      M^o=0,7×P_vh×l₁+0,5×(P_w1×l₁+P_w2×l₂);                                                              (1.10)

                     M^o=0,7×620×16,55+0,5×(280×16,55+100×8,4)=9919,7кН.
Сочетание
4

                      F_v=P_A+P_F+P_V;                                                                                                 (1.11)

             F_v=6000+4090+12300=22390кН
.

             F_h=0

             M^o=0
Выполненные расчеты сочетаний нагрузок сводим в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 Результаты расчетов сочетаний нагрузок

Обозначения усилий	Сочетания нагрузок
Обозначения усилий	I	II	III	IV
, кН	22415	20397	19930	22390
, кН	762,4	762,4	624	0
, кНм	12006,47	12006,47	9919,7	0

2.
Проектирование фундамента мелкого заложения.
2.1. Общие сведения.

   Фундамент мелкого заложения сооружают в открытых котлованах и передают нагрузку на основание через свою подошву. Этот способ сооружения фундаментов целесообразен при глубине заложения d до 5 – 6м.
2.2. Назначение 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. В пучинистых грунтах подошву фундамента назначают на отметке ниже расчётной глубины промерзания, а 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 2.1). Глубина заложения фундамента d = 4,5м. Тогда высота фундамента, путём вычислений:

                                                  FL=DL+d;                                                      (2.1)

                                                             FL=3,8+4,5=8,3м
.

                                                  h=FL – OL;                                                    (2.2)

   h=8,3 – 0,75=7,55м
.

Отсюда следует, что тип грунта – супесь пластичная.

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:

                                      а_min<a<a_max ;            b_min<b<b_max;                                         (2.3)

где

           a_min=a_o+2×c_o;             b_min=b_o+2×c_o;                                      (2.4)

                                     a_max=a_o+1,15×h;       b_max=b_o+1,15×h                                   (2.5)

где и - размеры опоры в плоскости обреза фундамента поперек и вдоль моста равные 8,3м и 3м соответственно; м.

a_min=8,3+2×0,5=9,3
м
.

a_max= 8,3+1,15×7,55=16,98
м
.

b_min=3+2×0,5=4
м
.

b_max
=3+1,15×7,55=11,68м.

Примем b=b_max=11,68м.

Определим расчётное сопротивление сжатию несущего слоя основания (для того, чтобы определить размер фундамента a). Согласно действующим нормам [6] это сопротивление определяется по формуле:

                                        R=1,7×{R_o×[1+k₁×(b – 2)]+k₂×γ×(d – 3)};                         (2.6)
где R₀ – условное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа (R₀ = 147 кПа) (см. таблицу 1.4); k₁ и k₂ – табличные коэффициенты (k₁ = 0,04 м^-1, k₂ = 2,0 м^-1), [таблица 1.4]; γ=20,1 кН/м³ – средний в пределах глубины заложения средний вес грунта.
R=1,7×{147×10³×[1+0,004×(6 – 2)]+0,2×20×10³×(4,5 – 3)}=
391,9кПа
.
При фиксированных размерах b и d размер а приближённо определяется по формуле:
                                         R=[F_v×b+6×(M^o+F_h×h)]/[(γ_c/γ_n)×R – γ_F×h)×b²];                          (2.7)
где вертикальная, горизонтальная силы; М₀ – момент, действующий в плоскости моста на уровне обреза фундамента [значения нагрузок берём для первого сочетания: = 22415кН, F_h=762,4кН, М⁰=12006,47кНм (см. табл. 1.5)]; - коэффициенты условий работы и надёжности; γ_f – 23кН/м – расчётный удельный вес материала фундамента с грунтом на его уступах; R – расчётное сопротивление сжатию несущего слоя основания.
a=[22415×11,68+6×(12006,47+762,4×7,55)]/[(1,2/1,4)×391,9 – 23×7,55)×11,68²]=16,64м.
      Размер а находится в допустимом интервале, подбор основных размеров на этом заканчивается.

В итоге вычислений получили: а = 16,64 м;
b = 11,68 м;
d = 4,5 м;
h = 7,55м;
R₀= 147 кПа.
   После подбора основных размеров конструируем фундамент. Запроектируем его пятиступенчатым. Так как высота фундамента h=7,55м, то возьмём пять ступеней по 1,51м. При этом угол развития фундамента не должен превышать угла жёсткости кладки 30⁰ . Запроектированный фундамент показан в приложении 1.

2.2.1 Приведение нагрузок к подошве фундамента.

   Прежде чем приступить к расчетам основания и фундамента, рекомендуется привести нагрузки к центру тяжести подошвы фундамента. Вертикальная сила, действующая в уровне подошвы фундамента, определяется выражением:
                                          F_v=F_vo+G_F+G_g+G_w ;                                          (2.8)
Здесь расчетные значения веса фундамента G_F, веса грунта G_g, и воды G_w, расположенных на уступах фундамента, рассчитываются по формулам:
                        G_F=γ_f×γ_con×V_F;     G_g=γ_f×γ×V_g;    G_w=γ_w×V_w×γ_f;           (2.9)
Момент в уровне подошвы фундамента составит:
                                               М=M^o+F_h×h;                                            (2.10)
где h – высота фундамента.

Горизонтальная сила остается без изменений, т.е. F_h=F_ho.

При расчете силового воздействия на подошву фундамента следует учитывать следующее:

1)      для сочетания I в формуле принимается γ_f=1,1;

2)      для сочетания II в формуле принимается γ_f=0,9;

3)      для сочетания III и IV принимается γ_f=1;
·        Первое сочетание нагрузок:

         G_F=16,64×11,68×7,55×24×10³×1,1=38739кН.

G_g=64,6×20×10³×1,1=1421кН.

G_w=198,5×10×10³×1,1=2183,5кН.

Fv=38739+1421+2183,5=42343,5кН.

М=
12006,47+
762,4×7,55=17763кН.
·        Второе сочетание нагрузок:

         G_F=16,64×11,68×7,55×24×10³×0,9=31695кН.

G_g=64,6×20×10³×0,9=1163кН.

G_w=198,5×10×10³×0,9=1786,5кН.

Fv=31695
+1163
+1786,5=34644,5кН.

М=
12006,47+
762,4×7,55=17763кН.
·        Третье сочетание нагрузок:

         G_F=16,64×11,68×7,55×24×10³=35217кН.

G_g=64,6×20×10³=1292кН.

G_w=198,5×10×10³=1985кН.

Fv=35217+1292+1985=38494кН.

М=
9919,7+
624×7,55=14631кН.
·        Четвертое сочетание нагрузок:

         G_F=16,64×11,68×7,55×24×10³=35217кН.

G_g=64,6×20×10³=1292кН.

G_w=198,5×10×10³=1985кН.

Fv=35217+1292+1985=38494кН.

М=0
Результаты расчета нагрузок сводятся в таблице 2.1
Таблица 2.1 Нагрузки действующие по подошве фундамента

Обозначение усилий	Нагрузки для расчетов по первой группе предельных состояний		Нагрузки для расчетов по второй группе предельных состояний
Обозначение усилий	Сочетание I	Сочетание II	Сочетание III	Сочетание IV
F_v, кН	42343,5	34644,5	35217	35217
F_h, кН	762,4	762,4	624	0
M, кН	17763	17763	14631	0

2.3 Расчеты оснований и фундаментов.

2.3.1 Общие положения.

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

2.3.2 Проверка несущей способности основания под подошвой фундамента.

     Проверку несущей способности основания под подошвой фундамента мелкого заложения выполняют от первого сочетания нагрузок вдоль моста по формулам:
                                                               р=F_v/A<(1/γ_n)×R;                                          (2.11)
                                                              p_max=(F_v/A)+M/W<(γ_c/γ_n)×R;                        (2.12)
где р и р_max – среднее по подошве и максимальное под краем фундамента давление, кПа; F_v и М – расчетная вертикальная сила (кН) и момент (кНм) из первого сочетания нагрузок; γ_n=1,4 – коэффициент надежности по назначению сооружения; γ_с=1,2 – коэффициент условий работ; R – расчетное сопротивление грунта несущего слоя для принятых размеров подошвы фундамента и глубины ее заложения от проектной отметки поверхности грунта тлт дна водотока (с учетом размыва).
р=42343,5/194,35<(1/1,4)×391,9.

р
=217,87 <279,92.

р
_max=(42343,5/194,35)+ 17763/378,34<(1,2/1,4)×391,9.

p_max=264,82 <335,91.

Так как 217,87 < 279,92 и 264,82 < 335.91, то условие выполняется, а значит, несущая способность основания под подошвой фундамента вполне удовлетворяет требованиям выбранной конструкции фундамента.
2.3.3 Проверка несущей способности слабого подстилающего слоя основания.

Если несущий слой грунта подстилается более слабым грунтовым слоем, у которого условное расчетное сопротивление Ro меньше, чем у несущего, необходимо проверить напряжение в уровне кровли этого слоя, находящейся на глубине z от подошвы фундамента, по условию:

                                                 γ×(d+z)+α×(p - γ×d)<(1/γ_n)×R;                           (2.13)
где γ – осредненный по глубине (d+z) удельный вес грунта, кН/м³, допускается принимать γ=20 кН/м³; α – коэффициент рассеивания напряжений в основании от дополнительного давления по подошве фундамента, принимается по приложению Д [1] в зависимости от отношения z/b; р – среднее давление на грунт по подошве фундамента от первого сочетания нагрузок; R – расчетное сопротивление подстилающего слоя грунта, определяемое для глубины расположения кровли этого слоя (d+z) от поверхности и ширины подошвы фундамента b по формуле:

                                      R=1,7×{R_o×[1+k₁×(b – 2)]+k₂×γ×(d+z – 3)};                     (2.14)

R=1,7×{98×10³×[1+0,006×(11,68 – 2)]+0,2×20×10³×(4,5+6,05 – 3)}=227,61кПа.

20×10³×(4,5+6,05)+0,94×(217,87 - 20×10³×4,5)<(1/1,4)×227,61

331,2>162,58

Так как 331,2 > 162,58, то условие невыполняется, а значит, несущая способность слабого подстилающего слоя основания неудовлетворяет требованиям выбранной конструкции фундамента.
2.3.4 Проверки устойчивости положения фундамента.

Проверка устойчивости фундамента против опрокидывания.

Эта проверка производится на возможность опрокидывания фундамента вокруг одного из нижних ребер от действия нагрузок в плоскости моста (второе сочетание нагрузок) по условию:

                                                M_u<(m/γ_n)×M_z;                                                    (2.15)
где M_u– момент опрокидывающих сил относительно соответствующего ребра фундамента, принимается равным моменту М (см. табл. 2.1) из второго сочетания нагрузок; М_z – момент удерживающих сил относительно того же ребра:
                                                 М_z=F_v×(b/2);                                                        (2.16)
F_v – вертикальная сила из второго сочетания нагрузок (см. табл. 2.1); m=0,8 - коэффициент условий работы; γ_n=1,1 – коэффициент надежности по назначению сооружения.

M_z=34644,5×(11,68/2)=202323кНм
.

17763
<(0,8/1,1)×202323;

Так как 17763<147144, значит проверка по второму сочетанию проходит.
Проверка устойчивости фундамента против сдвига в плоскости его подошвы.

Эта проверка выполняется по условию:
                                            Q_r<(m/γ_n)×Q_z;                                                           (2.17)
где Q_r – сдвигающая сила, которая принимается равной сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига, принимаем сдвигающую силу равной горизонтальной нагрузке F_h на фундамент вдоль моста (из второго сочетания нагрузок), кН; Q_z - удерживающая сила, кН:

                                            Q_z=ψ×F_v;                                                                   (2.18)
здесь ψ – коэффициент трения кладки материала фундамента (бетона) по грунту, принимаемый равным [6] для супесей равным 0,3; m=0,9 – коэффициент условий работы; γ_n=1,1 – коэффициент надежности.

Q_z=0,3×34644,5=10393,35кН.

762,4
<(0,9/1,1)×10393,35.

Так как 762,4<8503,65, значит проверка по второму сочетанию проходит.
2.3.5 Проверка положения подошвы.
            С целью равномерного загружения подошвы законструированного фундамента требуется проверить положение равнодействующей внешних нагрузок относительно центра тяжести этой подошвы, характеризуемое относительным эксцентриситетом ( - радиус ядра сечения площади подошвы фундамента, м; W – момент сопротивления подошвы фундамента относительно наиболее нагруженной грани, м³; А – площадь подошвы фундамента, м²), по следующему условию:

                                                                     ,                                                      (2.11)
   где =1.0 – предельно допустимое значение относительного эксцентриситета при учёте постоянных и временных нагрузок в наиболее невыгодных сочетаниях [2,стр.6]; - эксцентриситет приложения равнодействующей, определяемый выражением:
                                                   e_o=е_о/r;        e_o=M/F_v;        r=W/A;                                    (2.12)
   где F_v и M – нагрузки из второго сочетания нагрузок; W=(a×b²)/6 и A=a×b – момент сопротивления и площадь подошвы фундамента.

Величина е_u в данном случае равна 1,0.




W=(16,64×11,68²)/6=378,34м³.

                А=16,64×11,68=194,35м².


r=378,34/194,35=1,95м.

                е_о=17763/34644,5=0,512м.

                е_о=0.512/1,95=0,262
<1м.
Вывод: проверки устойчивости положения для данного фундамента выполняются.


2.4 Расчеты оснований и фундаментов по второй группе предельных состояний.

2.4.1 Общие положения.

Расчёты по второй группе предельных состояний выполняем с целью проверить назначенные размеры фундамента по предельно допустимым деформациям, при которых мост может ещё нормально выполнять свои эксплуатационные функции. Эти расчеты проводим, используя нагрузки из 3-го сочетаний нагрузок, вычисленных с коэффициентом надежности g = 1.
2.4.2.Определение осадки основания фундамента.
Равномерную осадку основания фундамента определяем по среднему дополнительному давлению на грунт от вертикальной нагрузки (из 4-го сочетания). При этом рекомендуется пользоваться методом послойного суммирования, придерживаясь следующего порядка расчета:
Определяем среднее давление (кПа) на основание по подошве фундамента (для 4-го сочетания) по формуле (2.13):

                                                  p=F_v/A;                                                                 (2.13)
где F_v – результирующая вертикальной нагрузки в уровне подошвы фундамента из четвертого сочетания нагрузок.

р=
35217/194,35=181,2кПа.
Определяем природное напряжение в уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта:

                                                           σ_zg,0=γ_sb×d_n;                                                       (2.14)
где γ_sb- усреднённый по глубине удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды на грунт: γ_sb=(γ_s – γ_w)/(1+e)=(27,1 – 10)/(1+0,693)=10,1кН/м³ ; = 4,5 м - глубина заложения фундамента от природной поверхности грунта (без учёта размыва).
                                                            σ
_zg,0=
10,1×
4,5=45,45 кПа;

            Определяем избыточное над природным среднее давление по подошве фундамента:
                                                                     p₀=p – σ_zg_,0;                                                               (2.15)
p₀=181,2 – 45,45=135,75кПа.

Разбиваем грунтовую толщу ниже подошвы фундамента на отдельные слои толщиной 0.2b (b - меньший размер подошвы). Разбивку основания на слои производим с таким расчетом, чтобы их границы совпадали с границами геологических слоев.

Определяем напряжения от собственного веса, лежащего выше грунта на границах выделенных слоёв под центром тяжести подошвы фундамента:
                                               σ_zg=γ’·d_n+Σγ_i·h_i;                                                           (2.16)

где - удельный вес грунта i-го слоя (водопроницаемые грунты – с учётом гидростатического взвешивания), кН/м; - толщина i-го слоя грунта, м; n – число слоёв.

            На границе водоупора и ниже к напряжениям добавляем давление воды, равное = 122 кПа, где = 12,2 м - высота столба воды над кровлей водоупора от заданного уровня поверхности воды.

По вычисленным значениям на рисунке 2.1 слева от вертикальной оси строим эпюру этих напряжений.

Определяем напряжения, дополнительные к природным, на тех же уровнях, по формуле:

                                                           σ_zp=α·p_0;                                                             (2.17)
где - коэффициент рассеивания напряжений, принимаемый по приложению Д[2]. Результаты расчётов представлены в таблице 2.2. На рисунке 2.1 справа от вертикальной оси по вычисленным значениям строим эпюру дополнительных напряжений до той глубины, где:
                                                                       σ_zp=0,2·σ_zg;                                                           (2.18)
            Границу, где выполняется это условие, принимаем за нижнюю границу расчётной зоны сжатия основания.

Таблица 2.2 Результаты вычисления дополнительных напряжений.

Номер слоя	Толщина слоя h, м	, м			, кПа	, кПа
0	-	0	0.000	1,0000	135,75	45,45
1	1,95	1,95	0.200	0,9717	131,9	84,64
2	1,95	3,8	0.400	0,8480	115,11	123,83
3	1,95	1.56	0.600	0,6821	92,6	286,58
4	1,95	2.08	0.800	0,5317	72,17	327,33
5	1,95	2.6	1.000	0,4136	56,14	368,08

Рисунок 2.1 Схема к расчету осадки фундамента.

Границу, где выполняется условие , принимают за нижнюю границу расчетной зоны сжатия основания. Определим глубину их пересечения от подошвы фундамента:

H_а= 8,78м.

            Определяем среднее в каждом i-м слое дополнительное напряжение по формуле:
                                               σ_zp,i=0,5·(σ’_zp,i+σ’’_zp,i);                                                          (2.19)
где и - дополнительные напряжения по верхней и нижней границам i-го слоя.

            Определяем осадки в (м) каждого выделенного слоя от давления по формуле:
S_i=0,8·(σ_zp,i·h_i/E_i);                                                               (2.20)
где 0,8 – безразмерный коэффициент, - модуль деформации грунта в i-м слое, кПа. Результаты вычислений сводим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 Порядок вычисления осадок выделенных слоёв.

Среднее доп. напряжение i-го слоя, кПа	Толщина i-го слоя, м	Модуль деформации грунта в i-м слое, кПа	Осадка каждого слоя, 10м
133,82	1,95	12000	17,39
123,5	1,95	12000	16,05
103,85	1,95	26000	7,41
82,38	1,95	26000	6,23
64,15	1,95	26000	4,81

            После того, как вычислили осадку каждого выделенного слоя, определим полную осадку основания по формуле:

                                                                     ,                                                         (2.21)

где n – число слоёв в пределах сжимаемой толщи основания. Полная осадка равна:

S=(17,39+16,05+7,41+6,23+4,81)·10^-3=51,89·10^-3м

            Расчётная осадка не должна превосходить предельно допустимую для данного сооружения осадку , которую для опор балочных разрезных мостов рекомендуется принимать равной:

                                                                   ,                                                      (2.22)

где - длина меньшего пролёта, примыкающего к опоре, по заданию равна 88 м.

S_u=0,001·88=88·10^-3

51,89·10^-3≤88·10^-3следовательно проверка выполняется.


Вычисление осадки основания фундамента сводим в таблицу 4.3.
Таблица 2.4 Итоговая таблица вычисления осадки.

Номер слоя	Толщина слоя, м	Расстояние от подошвы фундамента до границы слоя z_i, м	Бытовое давление на границе слоя , кПа		Коэффициент рассеивания напряжений α	Дополнительное напряжение на границе слоя , кПа	Среднее давление в i-м слое , кПа	Модуль деформации грунта в i-м слое E_i, кПа	Осадка i-го слоя S_i, 10^-3 м
1	1,95	1,95	45,45	0.200	1,0000	133,82	135,75	12000	17,39
2	1,95	3,9	84,64	0.400	0,9717	123,5	131,9	12000	16,05
3	1,95	5,85	123,83	0.600	0,8480	103,85	115,11	26000	7,41
4	1,95	7,8	286,58	0.800	0,6821	82,38	92,6	26000	6,23
5	1,95	9,75	327,33	1.000	0,5317	64,15	72,17	26000	4,81

4.4.2 Проверка по отклонению верха опоры.
Горизонтальное перемещение верха опоры определяют по формуле:

                                                 ,                                                (2.23)

где - горизонтальное перемещение опоры за счёт деформации изгиба тела опоры и фундамента, которое при жёсткой конструкции опоры и фундамента равно нулю; - высота опоры и фундамента; - угол поворота фундамента (крен), рад.

            Крен прямоугольного фундамента определяется по формуле (3-е сочетание нагрузок):

                                                           ;                                              (2.24)

где - безразмерные коэффициенты, значения которых принимаем по табл. 1.4 [2] (отношение a/b=1,42, тогда k_b=0,416); - средние в пределах расчётной зоны сжатия основания значения коэффициента Пуассона и модуль деформации грунтов, определяемые по формулам:

                                                                   ;                                                      (2.25)

                                                                  ,                                                      (2.26)

где - соответственно коэффициент Пуассона, модуль деформации и толщина i-го слоя; n – число слоёв, отличающихся значениями коэффициента Пуассона и модуля деформации в пределах сжимаемой толщи; a и b – стороны подошвы фундамента.

            Для супесей , для глин ν=0,42.В результате вычислений получим:

ν_m=0,3·(1,95+1,95)+0,42·(1,95+1,95+1,95)/1,95+1,95+1,95+1,95+1,95=0,372

E_m=12000·(1,95+1,95)+26000·(1,95+1,95+1,95)/(1.95+1.95+1.95+1.95+1.95)=20400кПа.
            В итоге получим крен в плоскости моста:

                                               ω_b=1 – 0,372²/(20400·10³) ·0,416·14631·10³/(11,68/2)³=0,0013

Тогда полное горизонтальное перемещение верха опоры получается:

u=(16,55+7,55) ·0,0013=0,031м.

            Горизонтальное смещение верха опоры моста ограничивается предельно допустимым его значением:

                                               U_u=0,5·√L_o=0,5·√88=4,69см.

То есть должно выполняться условие:

0,031≤0,047

            Проверка по отклонению верха опоры выполняется, следовательно расчет можно закончить.

            Переходим к расчёту свайного фундамента.
3. Проектирование свайных фундаментов.

         3.1 Назначение основных параметров фундамента.
Свайный фундамент характеризуется тремя основными отметками: обреза фундамента OL, подошвы ростверка FL и нижних концов свай PL. Отметка обреза фундамента -0.750 м.

При фиксированной отметке обреза фундамента отметка подошвы ростверка определяется его высотой h, по формуле:

Примем минимальное значение h_р=1.2м. Проектируемый фундамент - с высоким ростверком, так как подошва ростверка выше уровня размыва (рисунок 3.1).

Размеры плиты ростверка в плане на уровне OL примем: b_p=b_о+1м; a_p=а_о+1м, где a_o=8,3м; b_o=3м; a_p=9,3м; b_p=4м.

При проектировании свайного фундамента применим сваи мостовые, железобетонные, сплошного квадратного сечения, с ненапрягаемой арматурой. Длину свай назначаем так, чтобы их нижние концы были заглублены в достаточно прочный несущий слой основания на величину не менее 1м. Длина сваи в нашем случае получилась равной 12 м.

Исходя из выше сказанного, принимаем сваи СМ 12-35.
3
.1.2 Определение несущей способности сваи.
Несущая способность по грунту на вдавливание (кН) забивных висячих свай сплошного поперечного сечения определяется по формуле:

                                           ,                                 (3.1)

где - коэффициент условия работы сваи в грунтах; - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи. R = 7380 кПа - расчётное сопротивление грунта (глина полутвердая) [табл.Ж1[2]]; А = 0,1225 м - площадь поперечного сечения сваи; U = 1,4 м – периметр поперечного сечения сваи; - расчётное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, определяемое по таблице Ж2 [2] (смотри таблицу 3.1); h_i – толщина i-го слоя грунта; n – число слоёв; Суммирование распространяется на все пройденные сваей слои грунта (с учётом размыва). Толщина слоя не должна превышать 2 м. Схема к расчёту представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 Схема к расчету свайного фундамента с высоким ростверком.

Таблица 3.1 Результаты подсчёта сил трения по боковой поверхности сваи.

Номер слоя основания	Наименование грунта	Номер расчётного слоя	h_i, м	, м	, кПа	,м
1	Песок пылеватый	1	0,75	1,45	26,15	73.08
1	Песок пылеватый	2	0,75	2,2	31,6	91.44
1	Песок пылеватый	3	0,75	2,95	33,8	83.63
1	Песок пылеватый	4	0,75	3,7	36,8	88.80
2	Супесь пластичная	5	0,9	4,6	62.15	93.23
2	Супесь пластичная	6	0,9	5,5	64.25	89.95
2	Супесь пластичная	7	0,9	6,4	66.4	99.60
2	Супесь пластичная	8	0,9	7,3
2	Супесь пластичная	9	0,9	8,2
3	Глина полутвердая	10	0,9	9,1
3	Глина полутвердая	11	1,05	10,15

После всех предварительных подсчётов вычисляем несущую способность сваи по грунту на вдавливание:

Так как несущая способность свай > 1500кН, то в дальнейших расчетах принимаем F_d=1500кН. Следовательно диаметр сваи увеличивает до размеров 40*40. Исходя из выше сказанного, принимаем сваи СМ 12-40.Характеристики марки сваи взяты из таблицы 2.1 [2] и представлены в таблице 5.2.
Характеристика сваи СМ 12-40 Таблица 5.2

Марка сваи	Расчетная прочность на растяжение, кН	Объем бетона, м³	Масса сваи, т	Класс бетона
См 12-40	300	1.94	4.84	В30

3.1.3 Предварительное определение необходимого числа свай и конструирование фундамента.
            Фундамент проектируем с рядовой расстановкой свай, симметричной относительно плоскости моста и плоскости опоры. Общее количество свай определяем по формуле:

                                            ,                                             (5.2)

где - наибольшая вертикальная сила в плоскости обреза фундамента, кН; G – вес ростверка с учётом взвешивания водой, кН; k_М=1,3 – коэффициент неравномерного загружения свай за счёт действия момента М; =1,4 – коэффициент надёжности для фундаментов с низким ростверком.

            Вычислим вес ростверка по его минимальным размерам (a_min= 12.2 м, b_min= 3.6 м, h = 1,2 м):

                                                   ,                                        (5.3)

.

= 14729 кН.

Вычислим предварительное количество свай:

=16

            Конструирование свайного фундамента заключается в эффективной расстановке необходимого числа свай в ростверке и его конструктивном оформлении.
При размещении свай в фундаменте необходимо выполнять требования норм проектирования: расстояние между осями соседних свай в уровне подошвы ростверка должно быть не менее 1,5d_с, а в уровне нижних концов свай – не менее 3d_с, где d_с – размер стороны поперечного сечения сваи. Минимальное расстояние между гранью сваи и гранью ростверка в плоскости его подошвы должно быть не менее 0,25 м.

Сваи могут быть вертикальными и наклонными.

В нашем случае сваи вертикальные, в количестве 18 штук. В проекте минимальные размеры подошвы ростверка и общее число свай таковы, что позволяют варьировать расстояние между сваями, тогда рекомендуется применять неравномерную расстановку свай, сгущая сваи к краям ростверка и доводя расстояние между ними до минимально допустимого(2,стр.23). Такая расстановка позволяет более эффективно использовать сваи.

После подбора расположение свай выглядит следующим образом : n₁=3- вдоль моста,n₂=6- в плоскости опоры.

Рисунок 5.2 Расположение свай в ростверке.
3.1.4 Приведение нагрузок к подошве ростверка.
Прежде чем приступить к расчётам предварительно запроектированного фундамента, необходимо привести нагрузки к плоскости подошвы ростверка.

Горизонтальные силы во всех сочетаниях нагрузок остаются без изменений.

Проведем расчет по следующей формуле и сведем результаты в таблицу 5.3
                    (5.4)
где G_p- вес конструкции, определяемый по формуле:
                    (5.5)

здесь g_con – удельный вес бетона, g_con = 24 кН/м³,

1-го и 4-го сочетания при 1,1, для 2-го при 0,9 и для 3-го при 1

P_w – выталкивающая сила,

                     (5.6)
h_w– высота столба вода,

g_w_-удельный вес воды, g_w=10 кН/м³,
                   (5.7)


(для 1 сочетания нагрузок)

К моменту из любого сочетания нагрузок добавляем величину ,

где - горизонтальная сила из того же сочетания нагрузок.
Таблица 5.3

Нагрузки, приведенные к подошве ростверка.

Обозначения усилий	I	II	III	IV
,кН	16282	14641	14539	16205
, кН	450.1	450.1	371	0
,кНм	7316.16	7316.16	6175.5	0

3.2 Расчет свайного фундамента по общей методике.

В курсовом проекте расчёт фундамента производим по плоским расчётным схемам. При этом наклонные сваи заменяем их проекциями на расчётную плоскость.
3.2.1 Приведение нагрузки к расчетному ряду.
Сначала в уровне подошвы ростверка выберем оси: вертикальную z, направленную вниз, и горизонтальную x, положительное направление которой примем, справа на лево, совпадающим с направлением силы , а начало отсчёта совместим с центром тяжести подошвы ростверка. Положение проекции на расчётную плоскость любой сваи определяется координатой x и углом наклона к вертикали.

Для принятой конструкции фундамента (приложение2)составляем расчетную схему по направлению вдоль моста, схема представлена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 Расчетная схема.

Таблица 5.4

№	x_i	a_i	sina_i	cosa_i
1	-1.35	0	0	1
2	0	0	0	1
3	+1.35	0	0	1

Приведем нагрузки к расчетному ряду по формулам:

;                         (5.8)

;                           (5.9)

                      (5.10)

Расчеты проводим для первого сочетания нагрузок:

5
.
2
.
2
Характеристики сваи.
Диаметр сваи d_c=0.4м;

Площадь сваи А=0.16м²;

Момент инерции поперечного сечения сваи J=0.002133м⁴;

Условная ширина сваи b_р принимается по зависимости    ,следовательно b_р=1.1м;

Модуль упругости материала(бетона) E=3 10⁷кПа;

Коэффициент пропорциональности К=12.000кН/м⁴(по таблице 2.5 источника 2);

Коэффициент деформации, определяется по формуле:

                        (5.11)

5.2.3 Порядок расчёта усилий в сваях.

1. Определяем перемещения в уровне подошвы ростверка от единичных усилий, приложенных к свае в этом уровне:

; ; ;                                          (5.12)

где - горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия горизонтальной силы Н = 1; - горизонтальное перемещение и угол поворота сечения сваи от действия момента М = 1; А₀, В₀, С₀ – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 2.6 [2] в зависимости от приведённой глубины погружения сваи в грунт . Так как =10.26 ×0.5854=6.23м , то А₀=2.44, В₀=1.62, С₀=1.75;

            2. Вычисляем - горизонтальное смещение и угол поворота сечения сваи со свободным верхним концом в уровне подошвы ростверка от горизонтальной силы Н = 1, и - то же от момента М = 1 по формулам:

;

,                                                    (5.13)

где - свободная длина сваи, =1.35м

3. Определяем характеристики жесткости свай:
, , , , ,                                                        (5.14)

где - фактическая длина сваи, определенная по формуле:

                                               (5.15)

- сила, действующая вдоль оси сваи на ростверк при смещении ростверка в этом направлении на единицу; - сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи при смещении ростверка на единицу в этом направлении; - момент, действующий от сваи на ростверк при его смещении на единицу в направлении, перпендикулярном к оси сваи и на основании принципа взаимности реакций, сила, действующая на ростверк в направлении, перпендикулярном к оси сваи, при повороте ростверка на единицу; - момент, действующий на ростверк от сваи при повороте ростверка на единицу.
,

,

,

4. Вычисляем коэффициенты канонических уравнений в расчётной плоскости.

             ;

;

;                 (5.16)

.
Суммирование в этих формулах распространяется на все n свай.
=606315;

=20340;

=-45300;

=882773.
5. Определение перемещение плиты ростверка и усилий в сваях.

;

;

,                                                (5.17)

где ,

м;

м;

м,
Для того, чтобы подсчитать перемещения в отдельной свае необходимо разделить на 3 – для расчёта в плоскости моста, и на 6 – в поперечной плоскости.
6. Определяем продольную, поперечную силы и момент, действующие в месте сопряжения с ростверком на каждую сваю (положительные направления показаны на рисунке5.4):
;                                       (5.18)

;                                                                 .

Рисунок 5.4 Расчетные усилия в голове сваи.



7. После окончания расчёта выполняем проверки:

;                                    (5.19)

;

,
где суммирование распространяется на все сваи.
;

;

,

Результаты расчета верны.
3.3. Расчет свайного фундамента по первой группе предельных состояний.
            Расчёты по первой группе предельных состояний предусматривают проектирование такой конструкции фундамента, при которой не должны происходить разрушения отдельных его элементов и потеря прочности грунтов основания.
            3
.3.1 Проверка несущей способности свай.



         По несущей способности грунтов в основании сваи в составе фундамента рассчитываем исходя из условия:

                                                                   (5.20)

где =1,4 – коэффициент неравномерного загружения свай.
            При расчёте свай по несущей способности в качестве продольного усилия (N) берем максимальное значение из ранее определенных в пункте 5.2.3.

Условие не выполняется, значит нам необходимо увеличить количество рядов свай, при это выполнив требование расчета по несущей способности:

Следовательно количество рядов n=7, при котором:

Проверка по несущей способности выполняется, при размещении свай 3´7.
3.3.2 Проверка прочности сваи по материалу.
            Условия прочности i-й сваи на сжатие с изгибом удовлетворяются, если точки с координатами располагаются ниже кривой №5[2]. График кривой прочности приведён на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 График кривой прочности.
Проверка выполнена. По расчёту получилось, что все сваи работают на сжатие.
            3
.3.3. Проверка устойчивости грунта, окружающего сваи.
            При поперечных перемещениях свай может произойти потеря устойчивости грунта в виде пластического выпора его, что приведёт к ухудшению работы свай. Расчёт сводим к проверке неравенства:

                                               ,                                     (5.21)

где - расчётное давление на грунт, кПа, боковой поверхности сваи, определяемое на глубине; ; - коэффициент, принимаемый для забивных свай равным 0.6; - расчётный удельный вес грунта, определяемый в водонасыщенных грунтах с учётом взвешивания в воде, найден по формуле 4.8.
            Расчётное давление на грунт определяем по формуле:

                   ,      (5.22)

где К – коэффициент пропорциональности, равный 12000;

Проведем расчет:

,
2718.3 £ 46690

Проверка устойчивости грунта, окружающего сваю, выполнилась.


            3
.3.4. Проверка прочности несущего слоя по схеме условно массивного фундамента.
            Проверку выполняем по схеме условного фундамента, принимаемого в форме прямоугольного параллелепипеда. Все размеры условного фундамента представлены на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6. Схема условно массивного фундамента.
            На рисунке Y - средневзвешенное значение угла внутреннего трения для пройденных сваями грунтов:

                                                                    ,                                                     (5.23)

где - угол внутреннего трения i-го слоя грунта, расположенного в пределах глубины заложения l свай в основании.

            Несущую способность основания условного фундамента проверяем, как и фундамента мелкого заложения, по среднему P и максимальному P_max давлениям по его подошве:

;                   (5.24)

                                    ,                     (5.25)

где N_c – нормальная составляющая давления условного фундамента на грунт основания, кН, определяем с учётом веса грунтового массива вместе с заключёнными в нём сваями по формуле:

        (5.26)

l₀ – расстояние от подошвы ростверка до поверхности основания с учетом размыва, l₀=1.35 м,

a_c, b_c – размеры в плане условного фундамента, м;

R – расчётное сопротивление несущего слоя основания условного фундамента, определяемое как при фундаменте мелкого заложения:

,       (5.27)

К – коэффициент пропорциональности; С_b – коэффициент постели в уровне подошвы условного фундамента, кН/м, определяемый при l > 10м как ; =1.2 – коэффициент условия работы; =1.4 – коэффициент надёжности по назначению сооружения;
Проведем расчет:

;

260 кПа < 1124.2 кПа

;

279 кПа< 1349.1кПа
Условия выполняются, значит, несущая способность основания под подошвой фундамента вполне удовлетворяет требованиям выбранной конструкции фундамента.


3.4. Расчёты свайного фундамента по второй группе предельных состояний.

3.4.1.Проверка по отклонению верха опоры.
            Горизонтальное перемещение верха опоры вычисляем по формуле:

                                                            ,                                                (5.28)

где - горизонтальное перемещение и угол поворота ростверка определённые по формулам (5.17), для третьего сочетания нагрузок:
                                                       ; ;



h_оп – высота опоры, равная 14м,

h_p – высота ростверка, равная 1.2м.
            Расчёт сводится к проверке неравенства

(5.29)

0.17 см £ 3.7см

Проверка выполняется.

3.4.2.Расчёт осадки основания свайного фундамента.

Расчёт осадки свайного основания аналогичен расчёту осадки массивного фундамента мелкого заложения (п. 4.4.1).

Осадка свайного фундамента рассчитывается по схеме условно массивного фундамента (рисунок 5.6).

Среднее давление по подошве условного фундамента:

                   (5.30)
где G - вес ростверка, взвешенного водой
;                     (5.31)

G_g – вес грунта в объёме условного фундамента, G_g=16742кН;

G_p – вес свай во взвешенном водой состоянии:
                                                              ,                                               (5.32)

V_p – объём одной сваи, принимается по табл.2.1 [2], V_p=1.94м³ .

Определяем природное напряжение в уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта:

                                                           ,                                                 (5.33)

где - усреднённый по глубине удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды на грунт =5.83 кН/м (смотри п.4.2); = 11.75 м - глубина заложения фундамента от природной поверхности грунта (без учёта размыва).

                                               .

            Определяем избыточное над природным среднее давление по подошве фундамента:

                                                                  ;                                                   (5.34)

=.

Разбиваем грунтовую толщу ниже подошвы фундамента на отдельные слои толщиной не большем 2 метров, (смотри рис.5.7).

Определяем напряжения от собственного веса, лежащего выше грунта на границах выделенных слоёв под центром тяжести подошвы фундамента:

                                               +, (5.35)

где - удельный вес грунта i-го слоя, кН/м; - толщина i-го слоя грунта, м; n – число слоёв.

По вычисленным значениям на рисунке 5.7 слева от вертикальной оси строим эпюру этих напряжений.

Определяем напряжения, дополнительные к природным, на тех же уровнях, по формуле:

                                                           ,                                                 (5.36)

где - коэффициент рассеивания напряжений, принимаемый по таблице 1.2 [2]. Результаты расчётов представлены в таблице 5.5. На рисунке 5.7 справа от вертикальной оси по вычисленным значениям строим эпюру дополнительных напряжений до той глубины, где

                                                                       .                                                          (5.37)

            Границу, где выполняется это условие, принимаем за нижнюю границу расчётной зоны сжатия основания.

Таблица 5.5

Результаты вычисления дополнительных напряжений.

Номер слоя	Толщина слоя h, м	, м			, кПа	, кПа
0	-	0	0.000	1.000	360.8	68.5
1	1.5	1.5	0.267	0,942	339.9	83.2
2	1.5	3	0.534	0.796	287.2	97.9
3	1.5	4.5	0.802	0.612	220.8	112.6
4	1.5	6	1.068	0.476	171.7	127.3
5	1.5	7.5	1.336	0.372	134.2	142
6	1.5	9	1.603	0,294	106.1	156.7
7	1.5	10.5	1.870	0.237	85.51	171.4
8	1.5	12	2.138	0.199	71.98	186.1
9	1.5	13.5	2.401	0.161	58.08	200.8
10	1.5	15	2.672	0.134	48.66	215.5
11	1.5	16.5	2.939	0.112	40.41	230.2

Рисунок 5.7 Схема к расчету осадки фундамента.
Как видно из таблицы 5.5 и рисунка 5.7, в одиннадцатом слое эпюры и пресекаются. Границу, где выполняется условие , принимают за нижнюю границу расчетной зоны сжатия основания. Определим глубину их пересечения от подошвы фундамента:

H_а= 15.677м,

            Определяем среднее в каждом i-м слое дополнительное напряжение по формуле:

                                                           ,                                        (5.38)

где и - дополнительные напряжения по верхней и нижней границам i-го слоя.

            Определяем осадки в (м) каждого выделенного слоя от давления по формуле:

                                                                ,                                                   (5.39)

где 0.8 – безразмерный коэффициент, - модуль деформации грунта в i-м слое, кПа. Результаты вычислений сводим в таблицу 5.6.
Таблица 5.6

Порядок вычисления осадок выделенных слоёв.

Среднее доп. напряжение i-го слоя, кПа	Толщина i-го слоя, м	Модуль деформации грунта в i-м слое, кПа	Осадка каждого слоя, 10м
350.35	1.5	30000	1.401
313.55	1.5	30000	1.250
254.00	1.5	30000	1.020
196.25	1.5	30000	0.785
152.95	1.5	30000	0.612
120.15	1.5	30000	0.481
95.81	1.5	30000	0.383
78.75	1.5	30000	0.315
65.03	1.5	30000	0.260
53.37	1.5	30000	0.214
44.54	1.5	30000	0.178

            После того, как вычислили осадку каждого выделенного слоя, определим полную осадку основания по формуле:

                                                                     ,                                                         (5.40)

где n – число слоёв в пределах сжимаемой толщи основания. Полная осадка равна:

.

            Расчётная осадка не должна превосходить предельно допустимую для данного сооружения осадку :

                                                                   ,                                                      (5.41)

где - длина меньшего пролёта, примыкающего к опоре, по заданию равна 55 м.

.

, следовательно проверка не выполняется.
Исхода из произведенных проверок, принимаем свайный фундамент с размещением свай 7´3.
Выводы:
Инженерно - геологические условия представлены (в порядке углубления): супесь пластичная, суглинок полутвердый, песок крупный насыщенный средней плотности.

Нами запроектировано два варианта конструкции фундамента: свайный и фундамент мелкого заложения.

Фундамент мелкого заложения имеет разметы подошвы а=13.5м, b=7.5м соответственно поперек и вдоль моста; глубину заложения равную 5.05м. Развитие фундамента по глубине оформлено уступами с вертикальными гранями высотой четыре по 1 метру и один – 1.05 метра. Несущим слоем данного фундамента является супесь пластичная, с условным сопротивлением 196 кПа.

Свайный фундамент с высоким ростверком состоит из группы свай запроектированных вертикально в количестве 21 штуки. Расположение свай 7´ 3 соответственно вдоль и поперек моста. Сваи приняты железобетонные, сплошного квадратного сечения, с ненапрягаемой арматурой. Глубина забивки сваи 12 метров. Марка сваи СМ 12-40. Размеры ростверка 12.2´3.6´1.2 (м), его объем равен 52.7м³. Фундамент заглублен в прочный несущий слой (песок крупный насыщенный средней плотности), с условным сопротивлением 343кПа.
Список литературы.
1.         Основания и фундаменты мостовых опор: Задание на курсовой проект и общие положения. Ч.1.,Н-ск,1987г.

2.         Основания и фундаменты мостовых опор: Проектирование фундаментов мостовых опор. Ч.2.,Н-ск,1992г.

3.         Пусков В. И. Основания и фундаменты транспортных сооружений: Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2001. – 214 с.

4.         Строительство мостов и труб. (Справочник инженера). М.,1975г.

5.         Основания и фундаменты мостов. Справочник инженера. М.,1990г.

6. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы. М., 1985. 199с.

Bukvasha