Курсовая работа: Технико-экономическое обоснование выбора фундамента мелкого заложения

Обычно проверяют крайнюю, наиболее удаленную сваю, на расчётную нагрузку N со стороны наибольшего сжимающего напряжения. При этом распределение вертикальных нагрузок между сваями фундаментов мостов определяется расчётом их как рамной конструкции. В курсовой работе допускается проверить усилие в свае с учётом действия одной горизонтальной силы Т (в плоскости вдоль моста) по следующей формуле:

N/n + M₁ ∙Y_max /∑Y_i ² ≤ Fd

где Mi - расчётный момент в плоскости подошвы ростверка от сил торможения, в которой вместо h_ф принимается высота h_p ростверка; Y_max -расстояние от главной центральной оси подошвы фундамента до оси крайнего ряда свай в направлении действия момента М1 (в плоскости вдоль моста); Y_i - расстояние от той же оси до оси каждой сваи; Fd - расчётное сопротивление одиночной сваи; п - число свай; N- полная расчётнаявертикальная нагрузка с учётом веса свай, определяемая по формуле

N=l,2(Po+P_n +Pp + P_CB +P_r )+1,13P_{т p} ,

Если условие не удовлетворяется, т.е. N>F_d , то необходимо пересчитать несущую способность сваи, увеличив её длину или поперечное сечение.

N = 1,2(373,5+1350+745,4+877,6+240,8)+1,13·6075=11169,5 кН

n = 21

M1 = 1,2∙Т∙(H + hp) = 1,2∙750∙(11,4+4,4) = 14220 кН∙м

Y_max = 1,75 м

∑Y_i ² = 42,88 м²

11169,5/21 +14220∙1,75/42,88 = 1112,4 кН < F_d =1228,6 кН

3.2.2 Определение границ условного массивного фундамента

Для перехода от свайного фундамента к условному массивному фундаменту определяются границы условного массивного фундамента в соответствии с [2,приложение 25]. Для этого находят средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, пройденных сваями

φ _m = ∑ φ_i ∙ h_i / l_p

где φ_i - расчётное значение углов внутреннего трения отдельных пройденных сваями слоев грунта; h_i - толщина слоев грунта, пройденных сваями; l_p = ∑ h_i = 6,3 м - расчётная глубина погружения свай от подошвы ростверка.

φ_m =(19·2+39∙3,6+20∙0,5)/6,3 =30º

Построение свайно-грунтового массива УСГМ: Нижняя граница условного массивного фундамента проходит на отметке торцов свай. Из точки пересечения крайней сваи и подошвы ростверка откладываем угол φ _m /4 до пересечения с нижней границей условного массивного фундамента и поднимаем вертикали до верхнего уровня грунта.

Ширина условного массивного фундамента

b_УГСМ = d + a∙(t-l) + 2tg(φ _m /4),

где d= 0,4 м - поперечный размер сваи, м; а = 1,75 м - расстояние между сваями, м; t - количество рядов свай, шт.

Аналогично ширине b_усгм определяется и длина l_усгм подошвы условного массивного фундамента.

t₁ = 3; t₂ = 7

b_усгм =4,16 м; l_усгм =11,16

3.2.3 Проверка напряжений по подошве условного фундамента

Проверка напряжений по подошве условного фундамента производится по формулам

p =Nc/ l_усгм ∙b_усгм ≤ γ_с ∙R / γ_n

p =Nc/ l_усгм ∙b_усгм + 6l_усгм (3Mc + 2Т∙h_p )/ b_усгм (к∙ h_p ⁴ /c_b + 31³_усгм ) ≤ γ_с ∙R / γ_n

где N_c -расчётная нормальная нагрузка в основании условного массивного фундамента, кН; определяется как сумма нагрузки на обрезе фундамента N и массы свайно-грунтоеого массива G_усгм ; Mc - расчётный момент по подошве ростверка, кН∙м; (за плечо принять высоту ростверка hр);1_усгм и b_усгм - соответственно длина и ширина условного массивного фундамента, м; R - расчётное сопротивление грунта в уровне подошвы условного массивного фундамента, МПа, при b = b_усгм и d = d_усгм ; h_p — глубина заложения условного фундамента, определяемое от подошвы ростверка до нижних торцов свай, м; к — коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента; c_b — коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, kH/м³ [определяемый по формулам при h_p <10 м, Сь = 10 к; T— горизонтальная составляющая внешней нагрузки (тормозная сила), кН .

Nc =1,2∙(Po + Pп + Gугсм) + 1,13∙Ртр