Материал: Проектування фундаменту глибокого закладення

Проектування фундаменту глибокого закладення

Курсова робота

'' Основи та фундаменти ''

Зміст

Вступ

. Проектування фундаменту мілкого закладення

.1 Обробка фізико- механічних характеристик ґрунтів

.2 Визначення навантажень у перерізі по підошві фундаменту

.3 Перевірка несучої здатності ґрунтів основи

. Проектування фундаменту глибокого закладення

.1 Вибір типу і матеріалів паль

.2 Розміри низького пальового ростверку і навантаження на нього

.3 Оцінка ґрунтових умов і призначення заказної довжини паль

.4 Несуча здатність паль

.5 Визначення кількості паль і розташування їх у ростверку

.6 Визначення розрахункового вертикального навантаження на палю

.7 Перевірка пальового фундаменту як умовно суцільного

.8 Визначення осідання пальового фундаменту

. Розрахунки по проведенню робіт по спорудженню пальового фундаменту

Висновок

Література

ґрунт фундамент навантаження паль

Вступ

Роботи по спорудженню починаються з горизонтальних та вертикальних прив’язок фундаменту на місцевості. Горизонтальна прив’язка включає в себе розбивку повздовжньої осі моста, осей опори, контурів котлованів, контурів фундаменту, шпунтовий огорожі, осей рядів паль і місце положення кожної палі. Розбивка осей опори робиться методом триангуляції. Все це закріплюються на місцевості за допомогою невеликих місточків. Висотна прив’язка заключається улаштуванні реперу безпосередньо біля містка і послідовному контролі висотних позначок. Пропонуються всі роботи по спорудженню фундаменту робити із застосуванням плавучих засобів. Для цього спочатку монтують баржи і закріплюють їх за допомогою якорів. Доставка матеріалів, робочої сили та іншого обладнання здійснюються теж за допомогою плав. засобів. Роботи по спорудженню фундаменту починаються із монтажу копрової установки із висотою стріли , яка дозволяє занурювати палі довжиною 30м, що забезпечує забивку запроектованої палі довжиною 16м. Потім проводиться забивка металевого шпунта типу „Ларсен - V”.

Розробка ґрунту котловану здійснюється екскаватором з грейфером об’ємом 0,5 куба, який установлюється на плавучий засобі. Паралельно з розробкою ґрунту проводиться відкачка води, для чого передбачено встановлюємо два відцентрових насоси. Для розташування рівня води нижче дна котловану відкачка води передбачається із приярків (зумпфів). Занурення паль здійснюється трубчастим дизель-молотом з повітряним охолодженням МД-5000 із застосування копрової установки КР-20. Занурення паль здійснюється до відказу що дорівнює 2.59мм, при цьому ведеться журнал палебійних робіт.

Об’єднання з плитою ростверку здійснюється шляхом заведення паль у плиту на 0,8 м, для цього передбачається зрубка голів на даній позначці. Після улаштування шару щебеню товщиною 15см, встановлюються опалубка фундаменту, укладається арматурна сітка і здійснюємо бетонування плити ростверку. Подача бетону в опалубку передбачається баддею, яка встановлена на стріловому крані розташованому на плавучому засобі. Після набору бетоном фундаменту 70% - відсоткової міцності встановлюється опалубка опори, здійснюється бетонування.

Останніми операціями є розбирання опалубки і висмикування шпунтової огорожі.

. Проектування фундаменту мілкого закладення

.1 Обробка фізико-механічних характеристик ґрунтів

У завданні на виконання курсової роботи задаються такі нормативні фізико-механічні характеристики шарів ґрунтів майданчика будівництва: питома вага грунтуg (кН/м3), питома вага матеріалу часток ґрунту gs (кН/м3), вологість ґрунту на межі текучості і розкочування WL та WP, природна вологість W, питоме зчеплення Cn (кПа), кут внутрішнього тертя jn (град) і модуль загальної деформації Ео(кПа). Це середні значення, що одержані після певного числа n визначень тієї чи іншої характеристики (тобто нормативні характеристики ґрунтів).

Таблиця 1.1- Нормативні значення фізико-механічних характеристик ґрунту.

                                  грун- ту  мате-ріалу частинок

Sпри-родна%на межі теку-чостіна межі розкочу-вання

Розрахункову характеристику, яку застосовують в розрахунках за першим граничним станом, позначають x1, в розрахунках за другим граничним станом - xІІ.

Для подальших розрахунків слід з’ясувати і додаткові характеристики ґрунту кожного шару. Для пісків треба визначити такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, ступінь вологості і питому вагу з урахуванням зважувальної дії води.

Для глинистих ґрунтів (тобто супісків, суглинків і глин) потрібні такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, число пластичності, показник текучості (консистенції).

Норми рекомендують ураховувати або не ураховувати зважувальну дію води при визначенні характеристик суглинків і глин. Це рішення повинно бути ухвалено після гідрологічних обстежень ґрунтів на місці будівництва споруди. Під час виконання курсової роботи обираємо таке рішення : питому вагу суглинків і глин з урахуванням зважувальної дії води визначаємо, якщо коефіцієнт консистенції It цих ґрунтів буде рівним або більшим 0,25 (It>0,25). Для супісків завжди треба визначати питому вагу з урахуванням зважувальної дії води.

Коефіцієнт пористості визначають за такою формулою:

, (1.1)

де  - питома вага матеріалу частинок ґрунту, кН/м3;

 - питома вага ґрунту, кН/м3;- природна вологість ґрунту в процентах.

За величиною коефіцієнта пористості e треба визначити щільність піщаних ґрунтів.

Ступінь вологості Sr визначається за формулою

, (1.2)

де  - питома вага води, дорівнює 10 кН/м3.

Залежно від величини Sr для пісків треба визначити ступінь зволоження.

Питома вага ґрунту з урахуванням зважувальної дії води

gSB. (1.3)

Число пластичності, яке треба визначити для всіх глинистих ґрунтів(супісків, суглинків і глин),

, (1.4)

де  - вологість на межі розкочування, %;

- вологість на межі текучості, %;

Показник текучості глинистих ґрунтів:

. (1.5)

Залежно від величини Ip треба визначити різновидність глинистих ґрунтів.

Покажемо методику визначення розрахункових характеристик ґрунтів.

У лівому боці наведемо розрахункові характеристики ґрунту, що використовуються у розрахунках за першим граничним станом, на правому боці розрахункові характеристики, що використовуються у розрахунках за другим граничним станом.

-й шар ґрунту - пісок середньої крупності

Питома вага ґрунту

група граничних станів 2 група граничних станів

γI= γп (1±0,07) γII= γп (1±0,04)

γI =19,21,07=20,54 кН/м3 γII=19,21,04=19,97 кН/м3

γI=19,20,93=17,86 кН/м3 γII=19,20,96=18,43 кН/м3

γI=20,54-17,86 кН/м3 γIi=19,97-18,43 кН/м3

Коефіцієнт пористості

Так як e=0,8>0,7 то це пухкий ґрунт

Ступінь вологості

Так як S=0,98>0,8 то пісок насичений водою.

Питома вага ґрунту, з урахуванням зважувальної дії води

Кут внутрішнього тертя

φI=φn (1±0,15) φIІ=φn (1±0,09)

tgφI=0.69 φI=35 °tgφIІ=0.65 φIІ=33°

tgφI =0.51 φI=27°tgφIІ=0.55 φIІ=29°

φI=35°-27°φIІ=33°-29°

-й шар ґрунту - супісок

Питома вага ґрунту

γI= γп (1±0,07) γII= γп (1±0,04)

γI =20,4·1,07=21,83 кН/м3 γII=20,4· 1,04=21,22кН/м3

γI=20,4 ·0,93=18,97 кН/м3 γII=20,4 ·0,96=19,58кН/м3

γI=21,83-18,97 кН/м3 γII=21,22-19,58кН/м3

Коефіцієнт пористості

Так як 0,5<e=0,64>0,7 то пісок середньої щільності.

Ступінь вологості

Так як S=1,05>0,8 то пісок насичений водою

Питома вага ґрунту, з урахуванням зважувальної дії води

Кут внутрішнього тертя

φI=φn (1±0,15) φIІ=φn (1±0,11)

tgφI=0,96 φI=44 °tgφIІ=0.91 φIІ=42°

tgφI =0.71 φI=36°tgφIІ=0.76 φIІ=37°

φI=44°-36°φIІ=42°-37°

-й шар ґрунту - суглинок

Питома вага ґрунту

γI= γп (1±0,07)γII= γп (1±0,04)

γI =211,07=22,47 кН/м3 γII=21 1,04=21,84кН/м3

γI=210,93=19,53 кН/м3 γII=21 0,96=20,16кН/м3

γI=22,47-19,53 кН/м3 γIi=21,84-20,16кН/м3

Коефіцієнт пористості

Число пластичності =38-16=22.

Показник текучості

Оскільки I=0,18<0,25, то питому вагу з урахуванням зважувальної дії води визначати не треба. Ґрунт цього шару є водонепроникним ґрунтом

(водоупором).

Визначимо інші розрахункові характеристики ґрунтів.

Кут внутрішнього тертя

φI=φn (1±0,18) φIІ=φn (1±0,11)

tgφI=0,55 φI=29 °tgφIІ=0.52 φIІ=27°

tgφI =0.38 φI=21°tgφIІ=0.42 φIІ=23°

φI=29°-21°φIІ=27°-23°

.2 Визначення навантажень у перерізі за підошвою фундаменту

Перевірка несучої здатності ґрунтів основи

При визначенні власної ваги опори фундаменту треба спочатку призначити попередні розміри фундаменту, беручи фундамент за масивний і суцільний. Глибину закладення фундаменту треба призначати d=2,5 від дна ріки, зважаючи на те, що дозволяється нормами для опор, розташованих у межах водотоку. Розміри фундаменту в плані призначимо на 2м більшими розмірів опори на рівні обрізу фундаменту, тобто 5,5×14,86м.

Визначимо навантаження на фундамент

У курсовій роботі горизонтальне навантаження від гальмування беремо з завдання FT =650 кН.

Навантаження від тиску криги на опори моста при відсутності вихідних даних про льодове становище треба визначити за формулою:

 (1.6)

деy - коефіцієнт форми. Для опори на півциркульного контуру y =0,9 ;

ЧR =571 кН → FЛ2ЧR =201 кН → FЛ1

ЧR - розрахунковий тиск, який витримує крига- ширина опори на тому рівні, на якому визначається тиск м;

Визначаємо тиск від дії криги

Л2=0,9·735·3,45·0,25=571 кНЛ1=0,9·441·3,375·0,15=201кН

 (1.7)

де - об’єм тіла опори, м3;

- об’єм фундаменту, м3;

 - об’єм води, витісненою частиною тіла опори до РМВ і фундаментом, тобто

=Vоп+ Vф (1.8)=88,96 +204,33=293,29

=10 кН/м3 - питома вага води;

=24 кН/м3 питома вага бетону.

Якщо фундамент заглиблений у суглинки або глину з показником текучості I≤0,25, то зважувальну дію води не треба визначати, тобто величина  При I>0,25 зважувальну дію води треба визначати для усіх глинистих ґрунтів.

Об’єм фундаменту:

.

Визначаємо об’єм частин опори , яка знаходиться під водою.

Площі опори на рівні обрізу:

 ; . Тоді

Нормативна вага опори без урахування зважувальної дії води

Визначимо об’єм частини `

Вага опори і фундаменту дорівнює:

Вага визначена з урахуванням дії води, оскільки фундамент заглиблений у піщаний ґрунт.