В работе в целях уменьшения трудоёмкости разрешается провести расчёты на нагрузку N1 и момент Mu :

Nl=(P0+Pw+Pf+Pq)+ f.Pk

где Pf, Pq - соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах (с учётом взвешивающего действия воды, если оно имеет место), мН; Pw - нагрузка от веса воды, действующей на уступы фундамента (учитывается, если фундамент врезан в водонепроницаемый грунт), мН; hф - высота конструкции фундамента, м. В курсовой работе допускается определять:

Pf+Pw+Pq = А*hф* с

где ср = 0,02 мН/м3

Производим расчёты:

N1=(P0+ Pп +А • hф • ср )+ f • Pk

N1 =(4.30+1,0 + 37,38• 6,5• 0,02) + 1,14• 4,80 = 15,632 мН

PM = N1 / Amin =15,632 / 37,38 = 0,418 МПа

R*= R/п =0,348 / 1,4 = 0,42 МПа

R*³ PM

Условие выполняется.

Ми =l,l•0,48(l,l + 6,4 + 6,5) = 0,528 •14,0=7,392 мНм

W = 10,4 • 12,96 / 6 =22,464м3

0,418+7,392 / 22,464 1,2• 0,42

0,75>0,504 --- условие не выполняется ,

Значит, примем b=7м и произведем перерасчет

W = 10,4 • 49,0 / 6 =84,933м3

0,418+7,392 / 84,933 1,2• 0,42

0,503<0,504

Условие выполняется.

Pmin = 0,418 – 0,087 = 0,33 Мпа >0

Условие выполняется.

3.5 Расчёт на устойчивость положения фундамента

Расчёт на устойчивость фундамента обычно производят для устоев мостов и в случаях, когда равнодействующая сил по подошве фундамента выходит за пределы ядра сечения. В курсовой работе с методологической целью выполняется расчёт на опрокидывание и на сдвиг по подошве. Расчёт на устойчивость против опрокидывания производится по формуле:

Ми / M2 £ с / п

с / п = 0,8 / 1 = 0,8

где M2 - предельный удерживающий момент, определяемый по формуле:

M2 = b/2 • {0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk }

где 0,9 - коэффициент перегрузки, уменьшающий воздействие сопротивляющихся опрокидыванию сил; ус - коэффициент условий работы, для фундаментов на нескальных основаниях принимаем с = 0,8; п - 1 - коэффициент надёжности по назначению сооружения. Производим расчёты:

Mz=3,2/2• {0,9• [4,3 + 1,0 +( 37,38•6,5•0,02)]+ 1,14•4,8O)=22,51 мН• м

Ми / M2 =7,392 / 22,51 = 0,328 < 0,8 –

Устойчивость фундамента на опрокидывание обеспечена.

Расчёт на устойчивость против сдвига производится по формуле:

Q -расчётная сдвигающая сила:

Q = 1.1 • T

Q =м•{0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk },

где Q - предельная удерживающая сила; м - коэффициент трения, принимаем равным - 0,25; с -коэффициент условий работы, с = 0,9; n-1 - коэффициент надёжности по назначению сооружения.

Производим расчёты: Q = 1,1• 0,48 = 0,528

Qz= 0,25• 14,07 = 3,518

0,528 / 3,518 = 0,15 < 0,9

Устойчивость фундамента на сдвиг обеспечена

3.6 Расчёт осадки фундамента при наличии водотока

Метод послойного суммирования рекомендуется для расчёта осадок фундаментов. Величина осадки фундамента определяется по формуле:

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8; - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-M слое грунта; hi и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта; п - число слоев, на которые разбита, сжимаемая толща основания.

Техника расчёта:

1. Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы фундамента, разбиваем на элементарные слои толщиной hi , где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3*b.

2. Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя.

Где - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

= d* '; ';

удельный вес грунта i-го слоя; hi -толщина i-го слоя грунта; '- среднее значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод или ниже воды в реке, но выше водоупора, следует определять с учётом взвешивающего действия воды. В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учёта взвешивающего действия воды.

Водоупором принимают слой суглинка или глины с I10.25.

По результатам расчёта строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта

3. Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:

=Pm11-

Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:

N11=P0+Pn+Pf+Pq+Pw

Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:

=

где - коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, равной

Вычисления и для любых горизонтальных сечений ведутся в табличной форме. По полученным данным сгщ и a zp строятся эпюры.

4. Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В. С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие: