Розрахунковий опір незалежно від типу грунтів основи визначаємо за виразом 1, додаток 24:

kПа

де - умовний опір грунту, приймаємо за 1, додаток 24;

- коефіцієнти , приймаємо за 1, табл. 4, додатку 24;

- ширина (менша сторона або діаметр) підошви фундаменту, 3,4м

- глибина закладення фундаменту, 2,5 м;

- середнє розрахункове значення питомої ваги шарів грунту, розташованих вище підошви фундаменту, обчислене без урахування зважувальної дії води.

Згідно з п. 7.8.норм [1] для сполучень 1 і 2:

для сполучень 3-6:

Результати обчислень, наведених у табл.. 7, показують, що ґрунти основи не мають достатньої несучої здатності, щоб сприйняти навантаження, які на них передаються. В усіх сполученнях не виконуються умови.

Таким чином, виходячи з того, що умови не виконуються, треба запроектувати фундамент глибокого закладення.

2.проектування фундаменту глибокого закладення

2.1 Вибір типу і матеріалу паль

Із великої кількості видів паль у фундаментах опор мостів найбільш часто застосовують забивні залізобетонні палі і палі - оболонки з ненаружною повздовжньої арматурою, а також бурові палі різних типів з високим або низьким пальовим роствором.

Всі типи мостових паль відрізняються від паль промислового і цивільного будівництва більш потужним армуванням. Забивні залізобетонні палі і палі-оболонки для мостового будівництва в залежності від типу армування можуть бути нетріщіностійкими, тріщіностійкими, витривалими.

В нашому випадку переріз палі дорівнює 40х40см. Тоді довжина паль з армуванням каркасною арматурою дорівнює (8…18м), а з армуванням попередньо напруженою арматурою (13…20м). Такі палі заглиблюють в грінт з допомогою молота, віброзазанурювача, вітровдавлюючих і вдавлюючих пристроїв.

2.2 Розміри низького пальового ростверка і навантаження на нього

Попередні розміри низького ростверка і глибину закладення його підошви дозволяється приймати як для фундаменту мілкого закладання.

Розрахункові навантаження в різних сполученнях, діючих на рівні підошви ростверка, також дозволяється приймати як для фундаменту мілкого закладення на рівні підошви.

2.3 Оцінка грунтових умов і призначення довжин паль

Оцінюючи грунтові умови майданчика будівництва, можно зробити висновок, що перший шар грунту недоцільно приймати за несучий пласт. Цей шар вважається несучим, якщо ніжні кінці паль не доходять до підошви шару на 1м (див. Рис.2). У цьому випадку мінімальна розрахункова довжина палі, заглибленої у другий шар, lP=13.5.

Після порівняння техніко економічних показників варіантів треба остаточно вибрати несучий пласт грунту.

За умовами взаємодії з грунтом палі діляться на палі-стоянки і висячі палі.

2.4 Несуча здатність паль

Поодинокі палі у складі фундаменту за несучою здатністю основи треба розрахувати, виходячи з умови:

де - розрахункове навантаження, яке передається на палю (поздовжнє зусилля від розрахункових навантажень, які діють на фундамент при найбільш невигідному сполученні);

- розрахункове навантаження від ваги палі;

- несуча здатність палі за грунтом;

- коефіціент подійності, який приймається рівний 1,4;

- розрахункове навантаження, яке допускається на палю.

Несучу здатність палі-стояка треба визначати за формулою:

де - коефіцієнт умов роботи палі в грунті, який приймається рівним 1;

А - площа обпирання палі на грунт, м2;

R - розрахунковий опір грунту під ніжнім кінцем палі-стояка, кПа(т/м2), який приймається за [1, табл.VIII.1].

Несучу здатність висячої палі за грунтом необхідно визначати за формулою:

де - коефіцієнт умов роботи палі в грунті, для забивної палі с=1;

R - розрахунковий опір грунту під ніжнім кінцем палі, кПа;

А - площа обпирання палі на грунт, м2;

U - зовнішній периметр поперечного перерізу палі, м;

- розрахунковий опір першого шару грунту, який стикується з бічною поверхнею палі, м;

- товшина першого шару грунту, який стикується з бічною поверхнею палі,м;

і - коефіцієнти умов роботи грунту відпівдно під нижнім кінцем і біля бічної поверхні палі, які враховують вплив способу занурення палі на розрохунковий опір грунту і приймається для забивних паль [1, табл.VIII.3].

Використовуючи схему поділу шарів грунту hi, наведену на рисунку 2 , визначимо несучу здатність висячих паль, занурених забиванням віброзанурювачем у другий шар. (палі №1 та №2 відповідно).

Для палі №1:

площа перерізу палі А=0,4·0,4=0,16 м2;

периметр U=0,4 · 4=1,6 м;

нижній кінець палі розташований на глибині 15м. Тоді за [ 1,табл.УIII.1 ].

R(12.0)=3450 кПа.

За [ 1,табл.УIII.2 ] f1=35 кПа f2=40 кПа f3=43 кПа f4=45 кПа

Коефіцієнти для забивної палі, зануренної віброзанурювачем дорівнюють відповідно 1, 1.2, 1.[1.табл.УIII.3].

Розрахункове навантаження, яке допускається на палю,

Для палі №2, нижній кінець якої заглиблений на 18м від поверхні грунту:

R(12,0)=3518кПа; значення f1…f4 такі ж, як і для палі №1, f5=46кПа, f6=48 кПа, f7=50 кПа, f8=52 кПа.

Fd(2)=1[1·4100·0.16+1.6·(1.5·35+1.5·40+1.5·43+2·45+2·46+2·48+2·50+1·52)]=1627.2 кН

Pпал=

2.5 Визначення кількості паль і розташування їх у розтверку

Орієнтовну кількість паль, необхідно для сприйняття навантаження на фундамент, розраховують за формулою:

де - найбільше вертикальне розрахункове навантаження на рівні підошви розтверка;

К - коректувальний коефіцієнт, який враховує вплив згинального моменту; приймається 1.1-1.4 в залежності від співвідношення Рmax/Рmin.

Кількість паль розраховується для двох варіантів паль, що заглиблені на різну глибину.

Для варіанта №1

Для варіанта №2

Палі можна розташувати в рядовому і шахматному порядку. Відстань між осями забивних висячих паль на рівні нижніх кінців повинна бути не менше 3d (де d - діаметр круглого або сторона прямокутного поперечного перерізу стовбура палі), для похилих паль на рівні підошви ростверка не менше 1,5d. Відстань між стовбурами бурових і набивних паль або оболонок повинна бути не менше 1м.

Палі і оболонки на рівні підошви ростверка треба розтавляти одна відносно іншої на відстані, достатний для розташування необхідної арматури розтверка, можливості якісного бетонування і зручної забивки паль і оболонок. Відстань від краю розтверка до ближньої палі або оболонки повинна бути не менше одного метра.

Палі і оболонки на рівні підошви ростверка треба розставляти на відстані одна від іншої необхідної арматури ростверка, можливості якісного бетонування і забивки паль і оболонок.

Залізобетонний ростверк треба армувати на основі результатів розрахунку залізобетонної конструкціі. При цьому біля підошви ростверка укладають у кожному проміжку між рядами паль у двох взаемно перпендикулярних напрямках.

Бетонний ростверк в його нижній частині армується конструктивно.При цьому площу поперечного перерізу стержня арматури вздовж і поперек осі моста необхідно прймати не менше 10 см2 на 1 м довжини.

2.6 Визначення розрахункового вертикального навантаження на палю

Розрахункове навантаження на максимально навантажену палю треба визначити для найгірших сполучень навантажень з найбільшим значенням Рмах

для 1 - 4 випадків

для 5 - 6 випадків

Nф, Мх, Мy,- відповідне розрахункове стискувальне зусилля , розрахункові згинальний момент відносно головних центральниф вісей Х і Y плану паль у підошві ростверка Хi і Yi -відстань від головних вісей до осі кожної палі Хмах і Yмах

відстань від головних вісей до осі кожної палі ,для якої обчислюється навантаження.

2 · 7(0,752+2,252)=78.75 м2

2 · 4(0.62+1.82+32)=100.8 м2

Вага палі 0,4 · 0,4 · 1.5 ·25 · 1,1=72.6 кН

1001.85+78.75=1069.31кН < Рпал=1146.1 кН

Запас міцності складає <10%

2.7 Визначення заказної довжини паль

Для фундаменту опор мостів голови паль і оболонок треба жорстко замуровувати в ростверк на довжину яка назначаеться розрахунком і приймаеться не менше 2d.

Допускається замуровування паль у ростверк за допомогою повздовжніх випусків арматури , яка визначаеться розрахунком але не менше 30 d стиржнів для арматури періодичного профілю і 40 d стрижнів для арматури гладкої. При цьому палі у ростверк повинні бути заведені не менше ніж на 10 см.

Довжина палі Lp+2d=16+2·0,4=16.8 м. Треба прийняти типову палю довжиною Lт=17 м із зануринням її в другий шар і розміщенням нижнього кінця ( без урахування вістря палі ) на відмітці 32.0м.

2.8 Перевірка пальового фундаменту як умоено суцільного

Перевірка несучої здатності за гркнтом фундаменту на палях як умовно

фундаменту мілкого закладення трнба виконувати за формулою :

-макс тиск на грунт на рівні підошви умовного фундаменту

R-розрах.опір грунту основи

-коеф.умов роботи

-коеф.надійності за призначенням споруди

Максимальний тиск на грунт на рівні підошви умовного фундаменту треба визначати за формулами

для 1 - 4 випадків

для 5 - 6 випадків

Nc-нормальна складова тиску умовного фундаменту на грунт основи ,кН;

ас,bc-розміри в плані умовного фундаменту в напрямку ,паралельному і перпендикулярному площі дії навантаженя ,м

Fh,Mc - відповідно гор. складова зовнішнього нав-ня і її моменту відносно головної осі гор. перерізу умовного фундаменту на рівні розрахункової поверхні грунту,кНм;

К-коеф. пропорціональності ,який визначає нароста ння з глибиною коеф. постелі грунту

Св- коеф. постелі грунту на рівні подошви умовного фунд-ту

d- глибина закладення умовного фунд-ту по відношенню до розрахунквої поверхні грунту (рис. )

Нормальна складова тиску Nc включає вагу опори з урахуванням плити ростверка ,вагу прольотної будови ,тимчасових наван-нь,вагу паль і вагу грунтового масиву 1-2-3-4. Вагу типових паль треба визначати за формулою:

48 · 28.6=1372.8 кН

Вага грун-го масиву паралелепіпеда 1-2-3-4 визначається з урахуванням розміщеного в ньому обєму води за фор-ю:

=

Vi- об"єм першого шару грунту ;

- питома вага першого шару грунту

- питома вага води, =10кН/м3

При визначенні об'єму першого шару грунту сторони основи паралелепіпеда треба визначити згідно :

ac= bc=;

a1,b1-відстані між зовнішніми гранями паль відповідних площин дії навантаження,м

l-глибина занурення палі ,м

I,m t- середнє значення розр-х кутів тертя грунтів ,прорізаних палями

,

h i- товщина першого шару грунту ,прорізаного палею

I,mt=

ac= bc=

Вага ґрунтового масиву

 Маючи декільк сполучень діючих наван-нь необхідно визначити Рмак для усіх сполученнь.

Максимальний тиск по підошві: Pmax,5=783.00кПа

Розрахунковий опір ґрунту основи

м3

Pmax5=783.00 кПa < =1972.5 кПа.

Отже ,міцність ґрунтової основи забезпечена.

ґрунт переріз фундамент навантаження

2.9 Визначення осідання пальового фундаменту

Осідання пальвого фундамента треба визначити методом пошарового підсумування за формулою

- безрозмірний коефіціент дорівнює 0.8

Gzp,I- середне значення додаткової нормальної напруги в першому шарі грунту , яка дорівнює напівсуммі значень напруг на верхньому і нижніому границі шару по вертикалі

hi - потужність i -ого шару

Еi - модуль пружності шару

n - кількість шарів на які розбита стискувана товщіна основи

Значення додаткового тиску на рівні основи фундаменту з паль треба визначити як для умовно масивного фундаменту за формулою

Р- середній тиск на рівні підошви фундаменту з паль, який визначаеться як для умовно масивного фундаменту

Gzg,0- побутовий тиск грунту на рівні підошви фундаменту

Середній тиск на рівні підошви умовно масивного фундаменту визначається за формулою

NII,c- нормальна складова навантаження , діючого на рівні підощви фундаменту з урахуванням ваги грунту і паль

АII,c- площа підошви умовного фундаменту

Нормальне навантаження від ваги паль

Сумарне навантаження NII,c=1248+39030.8+27876=68154.83 кН

Розміри підошви умовного фундаменту

вII,c=4+2·13.5 tg аII,c=13.6 +

АII,c=

розрахункове значення кута внутрішнього тертя при розрахунках за другою групою граничних станів

Середній тиск

Таблиця 9

Обчислення побутових тисків.

Додатковий тиск під підошвою умовного фундамету

Для точок розташованих на межі шарів

zр=

коефіцієнт розсіювання який визначаеться за БНІП

нижню межу стисненої зони рекомендуеться визначати шляхом порівняння додаткового тиску з 0.2 Gzg

Таблиця 10

Обчислення додаткового тиску.