При наличии подстилающего слоя слабого грунта

Если в пределах сжимаемой толщи имеется слой слабого грунта (по прочностным характеристикам  и ), залегающий ниже рабочего, на который опирается фундамент, то необходимо выяснить возможность развития зон пластических деформаций в пределах слабого слоя грунта. Для этого находится на глубине Z от подошвы фундамента расчетное сопротивление слоя слабого грунта R _z для условного фундамента, который как бы опирается на кровлю этого слоя (рис. 4).

Напряжение на рассматриваемой глубине Z равно сумме напряжений, передаваемых на кровлю слабого грунта от нагрузки фундамента  и напряжения от собственного веса грунта , то есть:

.

При этом ; ,

где – коэффициент изменения дополнительного давления по глубине основания, учитывающий форму подошвы фундамента, определяется по [4, табл.1, прил.2].

Размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы обеспечить условие ,

где R _z – расчетное сопротивление слабого грунта условного фундамента шириною b _y по [4, формула (7)] согласно обозначениям рис. 4.

Здесь – коэффициент условий работы, равен , значения , и, следовательно, , ,  принимаются для слабого грунта согласно [4, п.2.41].

.

Здесь – половина разности длины и ширины прямоугольного фундамента, A _z – площадь подошвы условного фундамента

.

Если расчет покажет, что условие  не удовлетворяется, то, увеличивая размеры подошвы фундамента, задачу решают методом последовательного приближения.

Расчет свайного фундамента

Применение свайных фундаментов в мостостроении становится наиболее целесообразным, если верхние слои грунтовой толщи представлены грунтами, имеющими низкую прочность и высокую сжимаемость, а плотные находятся на большой глубине (10-15 м). Их применяют также и в плотных грунтах, залегающих у поверхности, но при большой глубине воды или значительном размыве дна водотока, когда устраиваются свайные фундаменты с высокими ростверками.

При строительстве опор на местности, не покрытой водой, или при сравнительно небольшой (2-3 м) глубине воды в водотоке и достаточно плотных грунтах, слагающих дно, преимущественно применяют фундаменты с низким ростверком.

В фундаментах с низкими ростверками сваи работают в более благоприятных условиях на действие горизонтальных нагрузок, так как и сваи по всей длине, и плита ростверка окружены грунтом, который оказывает сопротивление горизонтальным силам.

Выбор способа производства по сооружению свайного ростверка,

Назначение его размеров

Способ производства работ при устройстве свайного ростверка аналогичен способу при сооружении фундамента мелкого заложения. Дополнительно можно рекомендовать применение подводной разработки котлована под плиту ростверка и подводной забивки свай при высоком горизонте воды.

Размер ростверка в плане назначают с учетом размеров мостовой опоры (берегового устоя) в нижнем сечении с обрезами по 0,2-0,5 м.

Глубина заложения подошвы ростверка назначается в соответствии с [4, п.2.25]. При наличии в основании на глубину промерзания пучинистых грунтов глубина заложения подошвы ростверка (аналогично фундаменту на естественном основании) должна превышать расчетную глубину промерзания не менее, чем на 0,25 м.

В русле реки подошва плиты ростверка может быть заложена на любом уровне (в том числе выше дна русла реки) при отсутствии промерзания воды до дна, но не менее чем на L+0,25 м ниже уровня низкого ледостава (L – толщина льда, м). При наличии ледохода, карчехода или истирающих кладку наносах так, чтобы сваи не могли подвергаться их действию.

При возможности размыва грунтов в русле реки требуется заглубление подошвы ростверка, имеющего только вертикальные сваи и воспринимающего горизонтальные нагрузки, ниже линии размыва.

Верхний обрез плиты свайного ростверка назначается обычно на отметке не менее чем на 0,5 м ниже наинизшего горизонта воды в русле реки.

Толщина ростверка назначается с учетом необходимой высоты заделки свай.

Для случая передачи на сваи нормальных сжимающих нагрузок, не выходящих за пределы ядра сечения свай, заделка головы сваи в ростверк h _з должна быть не менее большей стороны или диаметра сваи.

В случае наличия в узле сопряжения растягивающих усилий верхние концы свай должны быть заделаны в плиту ростверка (выше слоя бетона, уложенного подводным способом) на величину, определяемую расчетом, но не менее чем на две толщины ствола сваи. Допускается также для фундамента при таких нагрузках заделка ствола сваи в плиту ростверка на длину не менее 0,15 м при условии заделки в ростверк выпусков стержней продольной арматуры на длину, определяемую расчетом, но не менее 25 диаметров стержня продольной арматуры.

Плита ростверка может выполняться из бетона, бутобетона или железобетона.