Тема: Фундамент под промежуточную опору моста

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Строительство
  • Язык:
    Русский
  • Формат файла:
    MS Word
  • Размер файла:
    168,94 Кб
Фундамент под промежуточную опору моста
Фундамент под промежуточную опору моста
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Оценка конструктивной характеристики сооружения

В данной контрольной работе необходимо рассчитать и запроектировать фундамент под промежуточную опору моста. При этом разрабатываются два фундамента: на естественном основании (мелкого заложения) и свайный фундамент.

Промежуточная опора моста имеет:

бескаркасную конструкцию;

прямоугольную форму в плане;

абсолютную жесткость

Исходные данные:

Номер геологического разреза: 4;

Расчетный пролет, lp = 26 м;

Высота опоры, ho = 8,4 м;

Вес опоры, Po = 5,60 МН;

Вес пролетных строений, Pn =1,41 МН;

Сила воздействия от временной вертикальной подвижной нагрузки, PK =6,30 МН;

Горизонтальная тормозная сила, T =0,63 МН;

Коэффициент надежности временной подвижной нагрузки, γf =1,11 МН;

Район строительства, Тюмень;

Размеры опоры по низу, 1,8*4,2.

Данные о грунтах:

Номер слоя1234Вид грунтаПесок мелкийСуглинокГлинаПесок мелкийГлубина подошвы слоя от поверхности1,83,44,8-Мощность слоя1,81,61,4-Абсолютная отметка подошвы слоя120,6119,0117,6-Уровень подземных вод от поверхности121,4Удельный вес твердых частиц грунта, γs, кН/м326,427,027,026,5Удельный вес грунта, γ, кН/м319,420,120,819,1Природная влажность0,270,300,320,13Граница текучести-0,330,43-Граница раскатывания-0,180,22-Удельное сцепление42055-Угол внутреннего трения32191733Модуль деформации23152028

Отметка поверхности природного рельефа 122,4 м

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.

ПоказательОбозначениеЕдиницы измерения№ геологического слояРасчетная формула1234Удельный вес твердых частиц грунтаγsкН/м326,427,027,026,5Удельный вес грунтаγкН/м319,420,120,819,1Природная влажностьω0,270,300,320,13Удельный вес скелета грунтаγdкН/м315,2815,4615,7616,90Коэффициент пористостиe0,730,750,710,57Удельный вес во взвешенном состояниикН/м39,499,749,9210,52Степень влажности0,010,0110,0120,006Граница раскатывания-0,180,22-Граница текучести-0,330,43-Число пластичности-0,150,21-Показатель текучести-0.80.48-Модуль деформацииEМПа23152028Угол внутреннего тренияφ32191733СцеплениеcкПа42055-Наименование грунтов:ПесчаныхПесок мелкий: средней плотности, маловлажныеГлинистыхСуглинок: текучепластичный Глина: тугопластичная

Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

Определение глубины заложения фундаментов с предварительной оценкой минимальной глубины заложения.

Глубина заложения фундамента должна определяться с учетом:

Назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения;

Величины и характера нагрузок, воздействующих на основание;

Инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластований);

Гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружений;

Глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта, если она не более 2,5 м. определяется по формуле:


где: - коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе;

(Тюмень)

- глубина промерзания, принимаемая равной:

,23 м для суглинков и глин;

,28 м для супесей, песков мелких и пылеватых.

м.

Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:


где: =1,1 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений.

м.

В связи с тем, что слой суглинка имеет показатель текучести = 0,8 что больше допустимого значения то подошву фундамента нужно опирать на слой с более низким показателем текучести. Глубину заложения фундамента принимаю равной: м.

Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента

Условная площадь фундамента


где: - условное расчетное сопротивление грунта, кПа;

- усредненный удельный вес материала фундамента и грунта, лежащего на уступах фундамента, кН/м3;

- Временная вертикальная подвижная нагрузка, кН;

- вес опоры, кН;- глубина заложения фундамента, м.


Ширина подошвы фундамента:


где : η - коэффициент пропорциональности:


где: l - длинна опоры, м;ширина опоры, м;


Длина подошвы фундамента:


Принимаем: l - 10 м., b - 4,3 м.

Фактическая площадь:

Расчетное сопротивление грунта основания


где: = 1,2 и = 1,1 - коэффициенты условий работы;

- коэффициент, принимаемый равным 1, так как прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями;

= 0,39 , = 2,57 , = 5,15 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения;- коэффициент, принимаемый равным 1 при b < 10м;

- ширина подошвы фундамента, 4.3 м;

- осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, 10,28 кН/м3;

- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

- глубина заложения фундамента, 3.5 м;

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

Проверка несущей способности грунта основания:


где: P - Давление под подошвой фундамента;- Расчетное сопротивление;- Собственный вес опоры;

Объем фундамента:

кН/м

Вес фундамента:


Условие выполняется

Таким образом: 524,287 кН/м3 ≤ 653,083 кН/м3 Условие выполняется

Проверка прочности подстилающего слоя грунта:


Где: Е0, Еп - модуль деформации основания и подстилающего слоя грунта:

т.е. 20 МПа < 28 МПа - неравенство выполняется.

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Расчет грунтового основания по деформациям: S≤Su

Где: S - рассчитываемая осадка, м;- предельное значение осадок фундамента, зависящее от конструктивной схемы.

Полная осадка грунтов основания определяется методом послойного суммирования по формуле:


Где: = 0,8 - безразмерный коэффициент;

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта, кН/м2;- толщина i-го элементарного слоя грунта;- Модуль деформации i-го слоя грунта, кПа;- число элементарных слоев, шт.

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от поверхности:


Где: - коэффициент, зависящий от формы фундамента, соотношения его сторон и относительной глубины (табл.1 СНиП 2.02.01-83):


где: - ширина фундамента, м;

- дополнительное вертикальное давление на основание:

Дополнительное вертикальное давление на плоскости подошвы фундамента:


где: P - среднее давление под подошвой фундамента, кН/м2;

- удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м3;

- глубина заложения фундамента, м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

фундамент основание опора

Где:

- удельный вес грунта, расположенный выше подошвы фундамента.

Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимаем на глубине z=Hc, где выполняется условие:

где:

- дополнительное вертикальное напряжение;

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

ξ кН/м2 м001,0002043,514355,067000,61,300,9532056,436338,379346,7230,0180,81,720,8752860,850310,684324,5310,0041,22,580,7362869,889261,329286,0060,0071,63,440,6082878,927215,881238,6050,0062,04,300,4972887,966176,468196,1750,0052,45,160,4142897,005146,998161,7330,0042,86,020,34428106,043122,143134,5700,0033,26,880,28928115,082102,614112,3790,0033,67,740,24528124,12086,99194,8030,0024,08,600,21028133,15974,56480,7780,0024,49,460,18128142,19864,26769,4160,0024,810,320,15728151,23655,74660,0060,0015,211,180,13828160,27548,99952,3720,0015,612,040,12128169,31342,96345,9810,0016,012,900,10728178,35237,99240,4780,0016,413,760,09628187,39134,08636,0390,001Всего:0,061

кПа


Условие выполняется.

Осадка фундамента мелкого заложения S = 6,1 cм, что меньше предельно допустимого значения Su≤7,64 см.

Нижнюю границу сжимаемой толщи принимаем Hc = 13,237 м.

Проектирование свайного фундамента

Глубина котлована ранее принята 3,5 м. За несущий слой принимаем четвертый слой, песок мелкий, т.к. его модуль деформации имеет наибольшее значение Е = 28 МПа с заглублением в несущий слой не менее чем на 1 м.

Так как при проектировании мостовых опор принято использовать сваи длинной не менее 10 м. то, принимаем длину сваи: L = 13 м., и d = 0,35 м. Марка сваи: C13-30

Расчет основания по несущей способности



где: - расчетная нагрузка, передаваемая на сваи;

- несущая способность сваи по прочности грунта основания;

- коэффициент надежности, зависящий от способа определения несущей способности сваи, принимаемый равным 1,4 - для расчетного метода;

- расчетная нагрузка, допускаемая на сваю по несущей способности.

Определение несущей способности сваи:


где: - коэффициент условия работы равный 1;

- Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

- площадь поперечного сечения сваи;

- наружный периметр поперечного сечения сваи.

- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи;

- толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью;

, - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи, на значения .

кН

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю равна:

кН

Среднее давление на основание под ростверком составляет:


где: - размер поперечного сечения сваи;

- Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

- площадь поперечного сечения сваи.

кН

Площадь подошвы ростверка:


где: - расчетная нагрузка по обрезу фундамента;

- средний удельный вес материала фундамента и грунта;

- глубина заложения ростверка;

- коэффициент надежности по нагрузке.

м2

Ориентировочный расчетный вес ростверка:

кН

Количество свай в фундаменте


Принимаем количество свай 32 свай.

Проверка усилий, передаваемых на сваи:


Условие выполняется.

Расчет осадки свайного фундамента

Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:


где: - расчетная нагрузка по обрезу фундамента;

- собственный вес сваи;

кН

- Условная площадь под подошвой фундамента. вычисляется как произведение а и в - Длинна и ширина фундамента рассчитанная с учетом угла α,

,

где: - средневзвешенный угол внутреннего трения:


Определяем условные длинны и ширину:

м;

м.

Отсюда условная площадь:

м2

кН

Расчетное сопротивление грунта основания


где: = 1,3 и = 1,3 - коэффициенты условий работы;

- коэффициент, принимаемый равным 1, так как прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями;

= 1,44 , = 6,76 , = 8,88 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения;- коэффициент, принимаемый равным 1 при b < 10м;

- ширина подошвы фундамента, 6,97 м;

- осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, 10,52 кН/м3;

- то же, залегающих выше подошвы, 10,89 кН/м3;

- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

- глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

условие выполняется.

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Расчет грунтового основания по деформациям: S≤Su

Где: S - рассчитываемая осадка, м;- предельное значение осадок фундамента, зависящее от конструктивной схемы.

Полная осадка грунтов основания определяется методом послойного суммирования по формуле:


Где: = 0,8 - безразмерный коэффициент;

- среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-том слое грунта, кН/м2;- толщина i-го элементарного слоя грунта;- Модуль деформации i-го слоя грунта, кПа;- число элементарных слоев, шт.

Дополнительное вертикальное напряжение на глубине z от поверхности:


Где: - коэффициент, зависящий от формы фундамента, соотношения его сторон и относительной глубины (табл.1 СНиП 2.02.01-83):


где: - ширина фундамента, м;

- дополнительное вертикальное давление на основание:

Дополнительное вертикальное давление на плоскости подошвы фундамента:


где: P - среднее давление под подошвой фундамента, кН/м2;

- удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м3;

- глубина заложения фундамента, м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:


Где:

- удельный вес грунта, расположенный выше подошвы фундамента.


Нижнюю границу сжимаемой толщи основания принимаем на глубине z=Hc, где выполняется условие:

где:

- дополнительное вертикальное напряжение;

- вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

ξ кН/м2 м001,00028000.41,3940,97628186.361186.859189.1570.0080,82.7880,87528201.026167.522177,1910.0071,24,1820,73628215.691140.910154,2160,0061,65,5760,60828230.356116.404128,6570,0052,06,970,49728245.02095.152105,7780,0042,48,3640,41428259.68579.26287,2070,0032,89,7580,34428274.35065.86072,5610,0033,211,1520,28928289.01555.33060,5950,002Всего:0,039

кПа


Условие выполняется.

Осадка фундамента мелкого заложения S = 3,9 cм, что меньше предельно допустимого значения Su≤7,64 см.

Нижнюю границу сжимаемой толщи принимаем Hc = 10,881 м.

Список литературы

СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1985.-40 с.

СНиП 2.02.03-84. Свайные фундаменты. - М.: Стройиздат, 1985.-45 с.

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М.: Стройиздат, 1989.

Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов / С. Б. Ухов, В. В. Семенов, В. В. Знаменский и др.; Под ред. С. Б. Ухова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк.,2002. - 566с.: ил.












Похожие работы

 

Не нашел материала для курсовой или диплома?
Пишем качественные работы
Без плагиата!