Фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты
Фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты
Министерство
образования и науки Украины
Харьковский
национальный автомобильно-дорожный университет
Кафедра
мостов, конструкций и строительной механики
Курсовая
работа
'' Фундаменты
мелкого заложения и свайные фундаменты''
по дисциплине
'' Основания и фундаменты ''
Выполнил: ст. гр.
Проверил: доц. Кривоносов Ю.Ф.
Харьков
2003
СОДЕРЖАНИЕ
1. Проектирование фундамента мелкого заложения.
1.1 Обработка физико–механических характеристик грунтов и
оценка грунтовых условий.
1.2 Проверка прочности перереза по обрезу фундамента.
1.3 Проверка несущей способности основания на равные подошвы
фундамента.
2. Проектирование фундамента глубокого заложения.
2.1 Выбор типа и материала свай.
2.2 Назначение размеров низкого свайного ростверка и нагрузок
на него.
2.3 Оценка грунтовых условий и назначения длины свай.
2.4 Определение несущей способности сваи.
2.5 Определение количества свай и расположение их в
ростверка.
2.6 Определение расчетной вертикальной погрузки на срез.
2.7 Определение заказанной длины свай.
2.8 Проверка свайного фундамента как условного сплошного.
2.9 Определение оседания свайного фундамента.
Расчеты к проведению работ по сооружению свайного фундамента.
Литература.
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
1.1
Обработать данные физико-механических характеристик грунтов и оценить грунтовые
условия
В задаче на выполнение
курсовой работы задаются такие нормативные физико-механические характеристики
пластов грунтов площадки строительства: удельный вес грунта g (кН/м3), удельный вес материала
частиц грунта gs (кН/м3), влажность грунта
на границе текучести и раскатывание WL и WP, естественная
влажность W, удельное сцепление Cn (кПа), угол внутреннего трения jn (град).
Все расчеты основ должны
выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунта X,
определенных за формулой
где XП –
нормативное значение данной характеристики;
gg – коэффициент надежности грунта, что принимается: для
удельного сцепления – C - gg = 1,5, для
угла внутреннего трения j - gg = 1,1, если песчаные, и gg = 1,15, если грунты глинистые; для остатка
характеристик грунта равняется 1.
Для определения
расчетного сопротивления грунтов основания необходимо вычислить и те
характеристики грунта каждого пласта, которых не хватает, провести анализ и
оценку их несущей способности. Основными характеристиками при определении
свойств прочности для песчаных и глинистых грунтов есть коэффициент пористости
е, ступени влажности Sr1, а для глинистых грунтов – и показатель
текучести IL. Коэффициент пористости
,
где - удельный вес материала частиц грунта, кН/м3;
-
удельный вес сухого грунта (скелета грунта);
где - удельный вес грунта, кН/м3;
-
весовая влажность в долях единицы,
,
где - удельный вес воды, равняется 10 кН/м3,
Показатель текучести
,
где - влажность на границе раскатывания; - влажность на границе текучести; - число пластичности.
Удельный вес песчаных
грунтов, супесков, мулов, расположенных ниже горизонта грунтовой или
поверхностной воды, определяется с учетом действия воды, которая взвешивает
вес, а суглинков, глин – в соответствии с (1, п. 7.6).
1 пласт, песок мелкий.
1.Удельный вес грунта
1 группа предельных
состояний 2 группа граничных состояний
γ=18,5кН/м3
γ1=18,5+0,3=18,8
кН/м3 γ1=18,5+0,1=18,6 кН/м3
γ2=18,5-
0,3=18,2 кН/м3 γ2=18,5 – 0,1=18,4 кН/м3
2.Угол внутреннего трения
φ=30º
φ1=30+2=32º
φ1=30+1=31º
φ2=30-2=28º
φ2=30-1=29º
3.Коэффициент пористости
4.Удельный вес грунта
5.Степень влажности
Анализируя полученные
данные делаем вывод:
песок рыхлый,
насыщенный водой песок сер. плотности, насыщенный водой
2 пласт, песок крупный
1.Удельный вес грунта
1 группа предельных
состояний 2 группа граничных состояний
γ=20,3 кН/м3
γ1=20,3
+0,3=20,6кН/м3 γ1=20,3+0,1=20,4кН/м3
γ2=20,3-0,3=20кН/м3
γ2=20,3-0,12=20,2кН/м3
2.Угол внутреннего трения
φ=41º
φ1=41+2=43º
φ1=41+1=42º
φ2=41-2=39º
φ2=41-1=40º
3.Коэффициент пористости
4.Удельный вес грунта
5.Степень влажности
Анализируя полученные
данные делаем вывод: т.к.S >0.8
Грунт насыщенный водой
1.2
Проверить прочность разреза по срезу фундамента
На промежуточную опору
моста действуют постоянные погрузки от суммарного веса пролетных строений и
проезжей части Р1, весы опоры РОП и ряд временных
нагрузок (от передвижного состава подвижного транспорта Р2 , сил
ударов передвижного состава Fy, сил торможения FT,
давления льда Fл и прочее).
Нормативный вес пролетных
строений и элементов проезжей части рекомендуется вычислять по данным типичных
проектов или аналогов.
Нормативная временная
вертикальная нагрузка от передвижного состава на автомобильных дорогах
принимают в соответствии с нормами [1, п. 2.12-2.15]. В курсовой работе вертикальные погрузки задаются.
Нормативный вес опоры
где Vо , Vр–
объем соответственно тела сопротивления и ригеля, м3;
–
удельный вес бетона, кН/м3.
Нормативная
горизонтальная поперечная нагрузка от ударов передвижного состава Fy
[1, п. 2.9], независимо от числа полос движения
по мосту, надо принимать 5,9К, где К – класс погрузки.
В курсовой работе
горизонтальная нагрузка от торможения берем из задачи FT = 850 кН.
Нагрузка от давления льда
на сопротивления моста при отсутствии исходных данных о ледовом положении надо
определить по формуле:
где y - коэффициент формы сопротивления
(исчисляется по [1,
табл. 2 приложения 10].
Для опоры на полокружного контура y = 0,9; расчетное сопротивление льда Rчл = кп×Rч1.
Rч1 – граница
прочности льда на дробление (с учетом местного сжатия) для первого района
страны;
кп –
климатический коэффициент для данного района страны; определяется по [1, табл. 1. приложения 10);
b – ширина опоры на
равные действия льда, г;
t – толщина льда, г;
Равнодействующую ледовой
погрузки FЛ необходимо прикладывать в точке, расположенной на 0,3t
ниже расчетного уровня воды.
Для первого района страны
Rr1 в начальной стадии ледохода (или первом передвижении на равные
меженной воды) равняется 735 кПа; при наивысшем уровне ледохода – 441 кПа.
При указанных на рисунке
размерах опоры
Расчеты усилий от
действующих нагрузок и их соединений по обрезу фундамента приводим в форме
табл. 2 и 3.
Таблица №1 Усилие в
разрезе по срезу фундамента
Силы, которые
действуют в разрезе до среза фундамента
|
Силы, кН
|
Плечо
относительно оси, м
|
Момент относительно
оси, кНм
|
Вертикальные
|
Горизонтальные
|
Нормативные
|
Коэффициент, gf
|
Расчетные
|
Нормативные
|
Коэффициент, gf
|
Розрахункові
|
X
|
Y
|
Mx
|
My
|
Вес:
Опоры
|
4594
|
1,1
|
5053
|
|
|
|
|
|
|
|
Пролетного
строения и проезжей части 2*Р1
|
13000
|
1,2
|
15600
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка:
временная АК
на одном пролете Р2
временная АК
на двух пролетах 2*Р2
|
5500
11000
|
1,2
1,2
|
6600
13200
|
|
|
|
0,75
|
|
4950
|
|
Сила
торможения Fт
|
|
|
|
550
|
1,2
|
660
|
6,8
|
|
4488
|
|
Давление льда:
На уровне УВВ
Fл,1
На уровне УМВ
Fл,2
|
|
|
|
244
661
|
1,2
1,2
|
293
793
|
|
5
1
|
|
1465
793
|
Таблица №2 Сумма нагрузок
в разрезе по срезу фундамента
Номер суммы
|
Силы,которые
действуют в разрезе по срезу фундамен-та
|
Коеффициєнт
суммы h
|
Силы, кН
|
Моменты, кНм
|
Ексцентриси-тет,
м
|
Относительно
ексцентриси-тета
|
Вертикальные
|
Горизонталь-ные
|
Мx
|
My
|
Ec,x=Mx/N
|
Ec,y=My/N
|
|
|
1
|
Вес:
Опоры Роп
Пролета
строений 2*Р1
|
1
1
|
5053
15600
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка:
Постоянная
|
|
20650
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Временное АК
на одном пролете Р2
Итого
|
1
|
6600
27253
|
|
4950
4950
|
|
0,181
|
|
0,319
|
|
2
|
Нагрузка:
Постоянная
Временная АК
на двух пролетах 2*Р2
Итого
|
1
1
|
20653
13200
33853
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
Нагрузка:
постоянная
Временная АК
на одном пролете Р2
Сила
торможения Fт
Итого
|
1
0,8
0,8
|
20653
5280
25933
|
528
528
|
3960
3590
7550
|
|
0,291
|
|
0,513
|
|
4
|
Нагрузка:
Постоянное
Временное АК
на двух пролетах 2*Р2
Сила
торможения Fт
Итого
|
1
0,8
0,8
|
20653
10560
31213
|
528
528
|
3590
3590
|
|
0,115
|
|
0,203
|
|
5
|
Нагрузка:
Постоянное
Временное АК
на двух пролетах 2*Р2
Давление льда
на УМВ Fл,2
Итого
|
1
0,8
0,7
|
20653
10560
31213
|
555
555
|
|
555
555
|
|
0,018
|
|
0,011
|
6
|
Нагрузка:
Постоянная
Временная АК
на двух пролетах 2*Р2
Давление льда
на УВВ Fл,1
Итого
|
1
0,8
0,7
|
20653
10560
38646
|
205
155
|
|
1025
1025
|
|
0,032
|
|
0,020
|
Расчетные усилия
необходимо вычислять с учетом коэффициента надежности по нагрузке gf [1, п. 2.10].
Усилия, которые действуют
в разрезе при разных соединениях временных нагрузок, определяются перемножением
расчетных усилий на коэффициент соединения. Коэффициенты соединений, которые
учитывают уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок,
определяем по нормам (1, п. 2.2).
В курсовой работе разрез
опоры приводим к прямоугольному разрезу.
Проверку прочности
сопротивления по обрезу фундамента выполняем в соответствии с нормами (1, п.
3.66) в форме табл. 3.
Таблица №3 Проверка
мощности масивной опоры
Номер суммы
|
Вертикальное
усилие N, кН
|
Площадь
разреза А, м2
|
,кПа
|
|
|
,кПа
|
1
|
27253
|
31,96
|
852,7
|
1
|
852,7
|
10500
|
2
|
33853
|
31,96
|
1059,2
|
1
|
1059,2
|
3
|
25933
|
31,96
|
811,4
|
1
|
811,4
|
4
|
31213
|
31,96
|
976,6
|
1
|
976,6
|
5
|
31213
|
31,96
|
976,6
|
1
|
976,6
|
6
|
31213
|
31,96
|
976,6
|
1
|
976,6
|
Страницы: 1, 2, 3
|