Розробка фундаменту на опускному колодязі

Алгоритм розробки пальового фундаменту на опускному колодязі складається з таких кроків.

Крок 1. В залежності від ґрунтових умов задається відмітка площини підошви колодязя. З прийняттям відмітки підошви визначається повна висота колодязя h – це різниця між відмітками верхнього обрізу фундаменту і підошви колодязя.

Відмітка підошви колодязя призначається на глибині залягання прошарку ґрунту, який має достатньо високі механічні характеристики. Мінімальне заглиблення колодязя від рівня розрахункового розмиву складає 5 м. Часто, в першому наближенні саме на відмітці 5 м нижче рівня розрахункового розмиву закладають підошву колодязя, якщо на цій глибині є ґрунт належної міцності.

Крок 2. В залежності від ґрунтових умов вибирається форма колодязя, тип вертикального і поперечного перерізів та призначаються розміри в поперечних перерізах. (повна висота колодязя h визначилась на попередньому кроці).

Задаються розміри колодязя в плані із умов можливості розробки ґрунту в шахті колодязя. Внутрішні розміри шахти мають бути не меншими ніж 2, 5 х 2, 5 м. З цієї умови маємо:

- розмір в плані по фасаду моста м, (3.24)

де - товщина наріжної стіни колодязя. Приймається від 0, 8 до 2, 0 м. Одночасно має виконуватись умова

м., (3.25)

де - розмір опори по фасаду в рівні ОФ (тобто в рівні верху колодязя).

- розмір в плані в поперечному перерізі:

м, (3.26)

де m – кількість шахт колодязя;

- товщина внутрішніх стін колодязя. Приймається від 0, 6 до 1, 5 м

Одночасно має виконуватись:

м. (3.27)

де - розмір опори в поперечному перерізі в рівні ОФ.

У випадку циліндричного колодязя внутрішній діаметр шахти має бути D_внут 2, 5 м. Якщо прийняти D_внут = 2, 5 м то розміри плити колодязя можна визначити за залежностями (3.24) – (3.27).

Крок 3. Виконується перевірка можливості занурення колодязя під дією власної ваги:

, (3.28)

де - власна вага конструкції фундаменту (вага стін колодязя, без врахування плити та заглушки в нижній частині колодязя) з урахуванням гідростатичного тиску води,

, (3.29)

де - сумарний об’єм стін колодязя;

- об’ємна вага залізобетону, = 25 кН/м³ (2, 5 т/м³);

- об’ємна вага води, = 10 кН/м³ (1, 0 т/м³);

- сила тертя ґрунту об стінки колодязя,

, (3.30)

де u – периметр плану колодязя;

f_i – розрахунковий опір і -ого прошарку ґрунту основи на боковій поверхні колодязя, кПа (додаток 2, табл. Д.2.2);

h_i – товщина і -ого прошарку ґрунту, що прилягає до бокової поверхні колодязя, м;

n – кількість прошарків на висоті заглушення в ґрунт.

Обчислення за формулою (3.30) ведуться так же як при визначенні несної здатності палі. (Див. Зауваження до ф.(3.2) та (3.3)).

Якщо нерівність (3.28) виконується переходять до кроку 4, в протилежному випадку – до кроку 2 щоби збільшити товщину стін колодязя.

Крок 4. Для розрахунків за несною здатністю фундаменту за ґрунтом знадобиться значення повної (з урахуванням власної ваги колодязя) нормальної сили, що діє на фундамент N_d. Це значення обчислюється за тим же виразом, що і для паль:

, (3.31) де N – розрахункове вертикальне зусилля для розрахунків за І групою граничних станів. Це значення береться з відповідного розрахункового сполучення зусиль.

G_d – власна вага конструкції фундаменту (колодязя, плити ростверку та заглушки в нижній частині колодязя) з урахуванням гідростатичного тиску води, якщо плита колодязя знаходиться в воді.

, (3.32)

де - власна вага конструкції фундаменту (вага стін колодязя, без врахування плити та заглушки в нижній частині колодязя) з урахуванням гідростатичного тиску води;

- сумарний об’єм плити колодязя та заглушки;

- об’ємна вага залізобетону, = 25 кН/м³ (2, 5 т/м³);

- об’ємна вага води, = 10 кН/м³ (1, 0 т/м³);

- коефіцієнт надійності за власною вагою, = 1, 1