R = 7356 кПа

Fd=1∙[1∙7356∙0,16+1,4∙1∙(7∙1+7 ∙1+7,13∙1,2+7,42∙1,2+7,54 ∙1,2+61∙2 + +0∙0,7)] = 1228,6 кН

3.1.3 Определение расчетной нагрузки на сваю

Количество свай в фундаменте определяется по формуле

n = ηN1/Fd расч

где N1- расчётная нагрузка, передаваемая на свайный фундамент, определяемая в общем случае по формуле

N1 = 1,2 (Р0+Рп+Рр+Рг) +1,13Ртр,

где Рр — вес ростверка, МН; Fd расч — расчётное сопротивление одиночной сваи, МН; η - коэффициент, учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, равный 1,2.

N1 = 1,2∙(373,5 + 1350) + 1,13∙6075= 8932,95 кН

Расчётное сопротивление одиночной сваи, определяемое как наименьшее из двух

Fd расч = min(Fdm, Fd)/γn

где γn =1,4 — коэффициент надежности.

Fd расч = 1228,6/1,4 = 877,6 кН

n = 1,2∙8932,95/877,6 = 12,2

Так как в определении N1 не был учтен вес ростверка и грунта на его уступах, принимаем n = 21

3.1.4 Определение размеров ростверка

В курсовой работе принимаем вертикальные сваи, размещая их равномерно в рядовом порядке. Расстояние от края подошвы ростверка до наружного края сваи r = 0,3 м (г > 0,25 м), а между осями свай а = 1,2м (3d <а<(5 .6) d - для висячих свай), где d = 0,35 м- размер поперечного сечения сваи. После размещения свай в плане окончательно определяют длину и ширину ростверка.

3.2 Расчет деформации основания свайного фундамента

3.2.1 Проверочный расчет свайного фундамента по несущей способности

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∙Ymax/∑Yi² ≤ Fd

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

N=l,2(Po+Pn+Pp + PCB+Pr)+1,13Pтp,

Если условие не удовлетворяется, т.е. N>Fd, 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

Ymax = 1,75 м

∑Yi² = 42,88 м²

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

φm = ∑φi ∙hi /lp

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

φm =(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 φm /4 до пересечения с нижней границей условного массивного фундамента и поднимаем вертикали до верхнего уровня грунта.

Ширина условного массивного фундамента

bУГСМ = d + a∙(t-l) + 2tg(φm /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 bусгм определяется и длина lусгм подошвы условного массивного фундамента.

t1 = 3; t2 = 7

bусгм =4,16 м ; lусгм =11,16

3.2.3 Проверка напряжений по подошве условного фундамента

Проверка напряжений по подошве условного фундамента производится по формулам

p =Nc/ lусгм ∙bусгм ≤ γс ∙R / γn

p =Nc/ lусгм ∙bусгм + 6 lусгм (3Mc + 2Т∙hp)/ bусгм(к∙ hp4/cb + 31³усгм ) ≤ γс ∙R / γn

где Nc -расчётная нормальная нагрузка в основании условного массивного фундамента, кН; определяется как сумма нагрузки на обрезе фундамента N и массы свайно-грунтоеого массива Gусгм; Mc - расчётный момент по подошве ростверка, кН∙м; (за плечо принять высоту ростверка hр);1усгм и bусгм - соответственно длина и ширина условного массивного фундамента, м; R - расчётное сопротивление грунта в уровне подошвы условного массивного фундамента, МПа, при b = bусгм и d = dусгм; hp — 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; cb — коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, kH/м3[определяемый по формулам при hp<10 м, Сь = 10 к; T— горизонтальная составляющая внешней нагрузки (тормозная сила), кН .

Nc =1,2∙(Po + Pп + Gугсм) + 1,13∙Ртр

Gугсм = (4,5∙9,6 + 3,6∙10,25 + 0,5∙11,01)∙4,16∙11,16 = 3974,03 кН

Nc =1,2∙(373,5 + 750 + 3974,03) + 1,13∙6075 = 12981,8 кН

R = 1.7{R0[1 + k1(bугсм-2)] + k2γ(dугсм -3)},

R = 1.7{318,5[1 + 0,1(4,16-2)] + 3∙11,01∙(8,8 -3)}=984,1 кПа

p=12981,8/11,16∙4,16 = 279,6 кПа < 843,5 кПа

p= 279,6+ 6∙11,16∙(3∙14220 + 2∙750∙6,3)/[2,9∙(0,09∙6,34 + 3∙11,16³)] = 558,7 кПа<1034,7 кПа

3.2.4 Расчёт деформации основания свайного фундамента

Расчёт деформации основания свайного фундамента сводится к определению её для условного массивного фундамента площадью подошвы на естественном основании с использованием расчётной схемы. При этом равнодействующая всех вертикальных сил складывается из вертикальных сил (по заданию), действующих на обрезе фундамента и массы свайно-грунтового массива.

Выполняется построение эпюр бытовых и дополнительных давлений, определяется нижняя граница сжимаемой толщи В.С.

Рассчитывается осадка условного свайного фундамента. Проверяется условие S<Sn, где S - расчётная осадка, см; Sn — нормативное допускаемое значение осадки [2,п.1.47].

Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для автодорожных и городских мостов 2 ‰