Курсач - курсовая работа

Курсовая работа

по дисциплине

«Основания и фундаменты»

Выполнил:

Проверил:

Балашиха 2005

Оглавление.

1. Введение............................................................................................... 3

1. Вычисление физико-механических черт грунтов.............. 4

2. Заключение по данным геологического разреза площадки строительства и выбор вероятных вариантов фундаментов.................................................. 5

3. Сбор нагрузок, действующих на фундамент маленького заложения.... 5

4. Расчет фундамента маленького заложения по предельным состояниям 7

4.1. Расчет и конструирование фундамента маленького заложения по первой группе предельных состояний Курсач - курсовая работа.................................................................... 7

4.2. Расчет фундамента маленького заложения по 2-ой группе предельных состояний (по деформациям) и проверка несущей способностиподстилающего слоя грунта................................................................................................ 11

5. Расчет фундамента из забивных свай трения по предельным состояниям 14

5.1. Расчет и конструирование фундамента из забивных свай трения по первой группе предельных состояний...................................................... 14

5.2. Расчет фундамента из забивных свай трения по 2-ой Курсач - курсовая работа группепредельных состояний (по деформациям).................................... 17

Заключение............................................................................................ 20

Литература............................................................................................. 21

1. Введение

Инженерное сооружение состоит из надземной части и фундамента, размещенного ниже уровня воды в реке либо поверхности земли. Основное предназначение фундамента - передать массиву грунта, именуемому основанием, давление от собственного веса сооружения и действующих на него нагрузок.

Фундаменты и их основания - ответственные элементы сооружения, от Курсач - курсовая работа свойства и надежности которых в значимой степени зависит долговечность и безопасность его эксплуатации.

Фундаменты мостовых опор строят в сложных гидрогеологических критериях, что обуславливает применение конструкций и методов устройства, обычно, почти во всем отличающихся от фундаментов промышленных построек.

Задачки увеличения экономической эффективности транспортного строительства должны решаться в неразрывной связи с Курсач - курсовая работа увеличением свойства и надежности фундаментов строящихся объектов.

Для проектирования фундаментов следует знать условия прочности и стойкости грунтов, на которые они опираются.

В рамках курсового проекта изучаются вопросы расчета, проектирования и сооружения фундаментов мостов с целью обеспечения их требуемой надежности и долговечности при малых издержек материалов, труда и средств.

Для того Курсач - курсовая работа чтоб для проектируемой опоры моста отыскать более целесообразное и обоснованное решение фундамента, нужно всеохватывающее рассмотрение вопросов геологии строительной площадки, поведения грунта при нагрузке и методов производства работ по его строительству. В этой связи нужно использовать вариантное проектирование и на базе анализа разных вариантов принимать более экономически целесообразное и конструктивно Курсач - курсовая работа обоснованное решение фундамента под опору моста.

При выполнении курсового проекта рассматриваются 2 варианта фундаментов. Расчет неотклонимых вариантов фундаментов делается по двум группам предельных состояний - по несущей возможности и по деформациям.

1. Вычисление физико-механических черт грунтов

Вариант № 21, геологический разрез № 1

...........……...

_____ - 2.000 Песок маленький

¯

___________

_____ - 4.000 Суглинок

¯

Отметка уровня

грунтовых вод

==========

_____ - 3.000 Песок средней крупности

¯ Курсач - курсовая работа;

==========

_____ - 10.000 Глина

¯

Физико-механические свойства грунтов, приобретенные по результатам тесты образцов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Физико-механические свойства грунтов,

приобретенные в лабораторных критериях

Номер варианта 21
Наименование и толщина слоя грунта

1-й слой -

песок маленький

h = 2,0м

2-й слой - суглинок

h = 4,0 м

3-й слой – песок средней крупности h =3,м
Плотность жестких частиц грунта rs , т/м3 2,67 2,75 2,72
Плотность грунта r, т Курсач - курсовая работа/м3 1,76 1,92 1,89
Природная весовая влажность грунта W, д.е. 0,25 0,2973 0,21
Влажность грунта на границе текучести WL , д.е. - 0,380 -
Влажность грунта на границе пластичности WP , д.е. 0,177 0,260 0,241
Коэффициент бокового расширения грунта m 0,25 0,20 0,23
Коэффициент сжимаемости грунта mo , 1/МПа 0,053 0,107 0,078

По варианту № 21 рассчитаны физико-механические свойства грунтов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Физико-механические свойства грунта, приобретенные расчетом

Номер слоя Курсач - курсовая работа грунта 1 2 3
Наименование грунта песок маленький суглинок Песок средней крупности
Удельный вес грунта g, кН/м3 19,4 18,816 19,9
Удельный вес жестких частиц грунта gs , кН/м3 26,4 26,950 26,4
Число пластичности грунта IP , д.е. 0,003 0,120 0,235
Показатель текучести грунта IL , д.е. 0,4 0,3108 0,2655
Коэффициент пористости грунта e, д.е. 0,7919 0,8581 0,8759
Степень влажности грунта Sr , д.е. 0,6109 0,9528 0,9423

2. Заключение по данным геологического разреза Курсач - курсовая работа площадки строительства и выбор вероятных вариантов фундаментов

1-й слой грунта - песок маленький, толщина слоя - 2 м. По степени влажности песок средней крупности относится к мокроватым грунтам, по модулю деформации - к малосжимаемым грунтам.

2-й слой грунта - суглинок, толщина слоя - 4,0 м. По степени влажности суглинок относится к насыщенным водой грунтам, по Курсач - курсовая работа показателю текучести находится в тугопластичном состоянии, по модулю деформации относится к среднесжимаемым грунтам.

3-й слой грунта – песок средней крупности, толщина слоя – 3 м. По степени влажности песок относится к мокроватым грунтам, по показателю текучести находится в тугопластичном состоянии, по модулю деформации относится к малосжимаемым грунтам.

Природный рельеф площадки размеренный, с выдержанным залеганием Курсач - курсовая работа пластов грунта. Все грунты могут служить естественным основанием. На отм. – 3 м. размещены подземные воды.

В качестве вероятных вариантов фундаментов могут быть рассмотрены: фундамент маленького заложения, свайный фундамент на забивных призматических сваях.

Подошву фундамента маленького заложения следует расположить в песке средней крупности, свайные фундаменты запроектировать последующим образом: принять конструкцию Курсач - курсовая работа свайного фундамента с низким ростверком, расположенном в песке средней крупности, сваи заглубить более чем на 1 м в глину, потому что физико-механические свойства глины лучше, чем у суглинка.

3. Сбор нагрузок, действующих на фундамент маленького заложения

Составим таблицу с нагрузками действующие на фундаменты маленького заложения:

Таблица 3

A,

м

B,

м

H,

м

h1 ,

м

h Курсач - курсовая работа2 ,

м

h3 ,

м

C1 ,

м

P1 ,

м

P2 ,

м

T1 ,

м

T2 ,

м

T3 ,м
12,0 2,5 10 0,60 0,40 3,20 0,50 1700 1550 270 230 950

Вычерчиваем схему промежной опоры, на которую наносим действующие усилия (рис. 1).

1. Обычное усилие N.

No , II = 6×(P1 + P2 ) = 6×(1700 кН + 1550 кН) = 19500 кН,

No,I =gf ×No,II = 1,2×19500 кН = 23400 кН,

где gf =1,2 - коэффициент надежности по нагрузке.

2. Изгибающий момент относительно отметки 0.000, действующий повдоль моста.

Mo,II = 6×(P Курсач - курсовая работа1 - P2 )×c1 + T1 ×(H + h1 + h2 ) = 6×(1700 кН - 1550 кН)×0,5 м + 270 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4) м = (450 + 4185) кН = 4635 кН×м.

Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×4635 кН×м = 5562 кН×м.

c1 c1 T2

P2 P2 P2 P1 P1 P1
P2 ¯ ¯ P1 h3 ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
T1 ®
h2
h1
B 4c1 A
H

0.000

____

¯

T Курсач - курсовая работа3

Рис. 1. Схема промежной опоры с действующими нагрузками

3. Изгибающий момент относительно отметки 0.000, действующий поперек моста.

Mo,II = T2 ×(H + h1 + h2 + h3 ) = 230 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 3,2) м = 4301 кН×м;

Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×4301 кН×м = 5161,2 кН×м.

4. Сдвигающая сила, действующая на отметке 0.000, повдоль моста.

To,II = T1 = 270 кН; To,I Курсач - курсовая работа =gf ×To,II = 1,2×270 кН = 324 кН.

5. Сдвигающая сила, действующая на отметке 0.000, поперек моста.

To,II = T2 + T3 = 230 кН + 950 кН = 1180 кН.

To,I = gf ×To,II = 1,2×1180 кН = 1416 кН.

6. Вес опоры.

а) вес тела опоры

Nоп ,II = Аоп ×H×gб = [(A - B)×B + p×(B/2)2 ]×H×gб =

= [(12 м - 2,5 м)×2,5 м + 3,14×(2,5 м/2)2 ]×14,5 м×25 кН/м3 = 10389,25 кН Курсач - курсовая работа.

Nоп ,I =gf ×Nоп ,II = 1,2×10389,25 кН = 12467,1 кН,

где gб = 25 кН/м3 - удельный вес бетона.

б) вес подферменника

Nпф,II = Апф ×H×gб = {[A + 8×с1 - (B/2 + 0,3)×2]×(B + 0,6) + [p×(B/2 + 0,3)2 ]}×h2 ×gб + {[A - (B/2 + 0,3)×2]×(B + 0,6) + p×(B/2 + 0,3)2 }×h1 ×gб ×gk1 = {[12 м + 8×0,5 м - (2,5 м/2 + 0,3 м)×2]×(2,5 м + 0,6 м) + 3,14×(2,5 м/2 + 0,3 м)2 ]}×0,4 м×25 кН/м3 + {[12 м Курсач - курсовая работа - (2,5 м/2 + 0,3 м)×2]×(2,5 м + 0,6 м) + 3,14×(2,5 м/2 + 0,3 м)2 }×0,6 м×25 кН/м3 ×1,053 = 475,3 кН + 544, 85 кН = 1030,15 кН;

Nпф ,o,I = gf ×Nпф ,o,II 1,2×1030,15 кН = 1236,18 кН.

7. Обычное суммарное усилие, включающее вес пролетных строений, вес опоры и вес подферменника

åNo,II = 19500 кН + 10389,25 кН + 1030,15 кН = 30919, 4 кН.

åNo,I = 23400 кН + 12467,1 кН + 1236,18 кН = 37103, 28 кН.

4. Расчет фундамента маленького заложения по Курсач - курсовая работа предельным состояниям

4.1. Расчет и конструирование фундамента маленького заложения по первой группе предельных состояний

Обрез фундамента заглубляем на 0,3 м от нулевой отметки грунта.

Подошву фундамента следует назначать более расчетной глубины вымерзания грунта плюс 0,25 м. С учетом того, что песок маленький, находящийся во мокроватом состоянии обладает относительно низким условным сопротивлением Ro , назначим глубину Курсач - курсовая работа заложения фундамента df = 3 м. Угол a принимаем равным 30о .

Тогда размеры подошвы фундамента из конструктивных суждений можно найти по формуле:

Aк = lп ×bп = (А + 2×hф ×tga)×(В + 2×hф ×tga),

где hф ×tga = (3,0 м - 0,3 м)×tg30о = 1,559 м, с учетом округления кратно 100 мм принимаем 1,6 м. Aк = (12 м + 2×1,6 м Курсач - курсовая работа)×(2,5 м + 2×1,6 м) = 15,2 м×5,7 м = 86,64 м2 . Означает lп = 15,2 м; bп = 5,7 м - соответственно длина и ширина подошвы фундамента.

Определяем расчетное сопротивление грунта осевому сжатию под подошвой фундамента R, кПа, по формуле:

R = 1,7×{Ro ×[1 + k1 ×(b - 2)] + k2 ×g×(df - 3)} =

= 1,7×{245 кПа×[1 + 0,10 1/м×(5,7 м - 2 м)] + 3,0×17,248 кН/м3 ×(3 м - 3 м)} =

= 570,605 кПа

Определяем площадь подошвы фундамента Курсач - курсовая работа при отсутствии взвешивающего деяния воды в маленьком песке.

AР = åNo,I /(P - gm ×df ), где P £ R/gn = 407,575 кПа

AР = 37103,28 кН/(407,575 кПа - 19,62 кН/м3 ×3 м) = 106,4 м2 .

Проверяем условие: |[(AР - AК )/ AР ]|×100% £ 10%

[(106,4 м2 - 86,64 м2 )/106,4 м2 ]×100% = 18,57 % - условие не производится.

Увеличим глубину заложения подошвы фундамента до 4 м. Угол a примем равным 30о . Тогда размеры подошвы фундамента Курсач - курсовая работа из конструктивных суждений можно найти по формуле:

Aк = lп ×bп = (А + 2×hф ×tga)×(В + 2×hф ×tga),

где hф ×tga = 3,7 м×tg30о = 2,136 м, с учетом округления кратно 100 мм принимаем 2,2 м. Тогда Aк = (12 м + 2×2,2 м)×(2,5 м + 2×2,2 м) = 16,4 м×6,9 м = 113,16 м2 . Означает lп = 16,4 м; bп = 6,9 м - соответственно длина и ширина подошвы Курсач - курсовая работа фундамента.

Определяем расчетное сопротивление грунта осевому сжатию под подошвой фундамента R, кПа, по формуле:

R = 1,7×{Ro ×[1 + k1 ×(b - 2)] + k2 ×g×(df - 3)} =

= 1,7×{245 кПа×[1 + 0,10 1/м×(6,0 м - 2 м)] + 3,0×17,248 кН/м3 ×(4 м - 3 м)} =

= 671,07 кПа

Потому что b > 6 м, то в расчет принимаем b = 6 м.

Опять определяем площадь подошвы фундамента, потому что взвешивающее действие Курсач - курсовая работа воды в песке маленькой крупности отсутствует, то последний член в этой формуле не учитываем.

AР = åNo,I /(P - gm ×d), где P £ R/gn = 479,3 кПа

AР = 37103,28 кН/(479,3 кПа - 19,62 кН/м3 ×4 м) = 92,57 м2 .

Проверяем условие по формуле: |[(AР - AК )/ AР ]|×100% £ 10%

[(113,16 м2 - 92,57 м2 )/113,16 м2 ]×100% = 18,20 % - условие не производится.

Изменим угол a, примем Курсач - курсовая работа его равным 27о . Тогда размеры подошвы фундамента из конструктивных суждений можно найти по формуле:

Aк = lп ×bп = (А + 2×hф ×tga)×(В + 2×hф ×tga),

где hф ×tga = 3,7 м×tg27о = 1,88 м, с учетом округления кратно 100 мм принимаем 1,9 м. Тогда Aк = (12 м + 2×1,9 м)×(2,5 м + 2×1,9 м) = 15,8 м×6,3 м = 99,54 м2 . Означает lп = 15,8 м; bп Курсач - курсовая работа = 6,3 м - соответственно длина и ширина подошвы фундамента.

Проверяем условие по формуле:

|[(AР - AК )/ AР ]|×100% £ 10%

[(99,54 м2 - 92,57 м2 )/99,54 м2 ]×100% = 7,00 % - условие производится.

Начинаем делать конструирование фундамента исходя из последующих критерий: глубина заложения подошвы фундамента df = 4,0 м, hф = 3,7 м, площадь фундамента по результатам конструирования должна быть более расчетной, равной AР = 92,57 м2 .

опора
df Курсач - курсовая работа =4,0 м hст,3 = 1,2 м
3-я ступень
hст,2 = 1,2 м.
2-я ступень
hст,1 = 1,3 м.
1-я ступень
b3 = 3,9 м
b2 = 5,3 м
b1 = 6,7 м

Рис. 2. Размеры фундамента маленького заложения.

Назначаем три ступени hст,1 =1,3 м, hст,2 = hст,3 = 1,2 м. Ширину нижней ступени определяем по формуле: bст,1 = hст,1 ×tga = 1,3 м×tg27о = 0,66 м. С учетом кратности размеров ступени 100 мм примем bст, 1 = 0,7 м.

Ширину средней и верхней ступеней Курсач - курсовая работа также определяем по формуле:

bст,1 = bст,2 = hст,2 ×tga = 1,2 м×tg27о = 0,61 м.

С учетом кратности размеров ступеней 100 мм примем bст,2 = bст,3 = 0,7 м.

Итак все ступени по ширине схожи: bст,1 = bст,2 = bст,3 = bст = 0,7 м. Высота ступеней различна: hст,1 =1,3 м, hст,2 = hст,3 = 1,2 м.

Тогда размеры фундамента будут последующие:

l3 = lоп Курсач - курсовая работа + 2×bст = 12 м + 2×0,7 м = 13,4 м, b3 = bоп + 2×bст = 2,5 м + 2×0,7 м = 3,9 м; l2 = l3 + 2×bст = 13,4 м + 2×0,7 м = 14,8 м, b2 = b3 + 2×bст = 3,9 м + 2×0,7 м = 5,3 м; lп =l2 +2×bст = 14,8 м+2×0,7 м = 16,2 м, bп =b2 +2×bст = 5,3 м+2×0,7 м = 6,7 м.

Тогда

Аф = lп ×bп = 16,2 м×6,7 м = 108,54 м2 ,

что больше требуемой по расчету (рис Курсач - курсовая работа. 2).

Определяем объем фундамента по формуле:

Vф = bп ×lп ×hст,1 + (bп - 2×bст,1 )×(lп - 2×bст,1 )×hст,2 + (bп - 2×bст,1 - 2×bст,2 )×(lп - 2×bст,1 - 2×bст,2 )×hст,3 = 6,7 м×16,2 м×1,3 м + (6,7 м - 2×0,7 м)×(16,2 м - 2×0,7 м)×1,2 м + (6,7 м - 2×0,7 м- 2×0,7 м)×(16,2 м - 2×0,7 м - 2×0,7 м)×1,2 м = 297,942 м3 .

Вес фундамента:

Nф,II = Vф ×gб = 297,942 м3 ×24 кН/м3 = 7150,61 кН.

Nф ,I = gf Курсач - курсовая работа ×Nф ,II = 1,2×7150,61 кН = 8580,73 кН.

Определяем объем грунта, при всем этом ввиду малости последнего члена в расчете им пренебрегаем.

Vгр = bп ×lп ×df - Vф = 6,7 м×16,2 м×4 м - 297,942 м3 = 136,218 м3 .

Вес грунта:

Nгр,II = Vгр ×g = 136,218 м3 ×17,248 кН/м3 = 2349,49 кН.

Nгр ,I = gf ×Nгр ,II = 1,2×2349,49 кН = 2819,4 кН.

С учетом отысканного Курсач - курсовая работа фактического веса фундамента и грунта, лежащего на его уступах, определяем среднее давление по подошве фундамента P, кПа, по формуле:

P = (åNo,I + Nф ,I + Nгр ,I )/Aф £ R/gn

P = (åNo,I + Nф ,I + Nгр ,I )/Aф = (37103,28 кН + 8580,73 кН + 2819,4 кН)/(16,2 м×6,7 м) = 446,9 кПа

446,9 кПа < 479,3 кПа - условие производится.

С учетом отысканной глубины заложения фундамента Курсач - курсовая работа, размеров его подошвы, веса фундамента и грунта, лежащего на его уступах, приведем изгибающие моменты, действующие повдоль и поперек моста относительно подошвы фундамента.

Изгибающий момент относительно плоскости подошвы фундамента маленького заложения, действующий повдоль моста.

Mo,II = 6×(P1 - P2 )×c1 + T1 ×(H + h1 + h2 + df ) = 6×(1700 кН - 1550 кН)×0,5 м + 270 кН Курсач - курсовая работа×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 4,0) м = (450 + 5265) кН = 5715 кН×м.

Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×5715 кН×м = 6858 кН×м.

Изгибающий момент относительно плоскости подошвы фундамента маленького заложения, действующий поперек моста.

Mo,II = T2 ×(H + h1 + h2 + h3 + df ) + T3 ×df = 230 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 3,2 + 4,0) м = 9021 кН×м; Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×9021 кН×м = 10825,2 кН×м.

Другие нагрузки не меняются Курсач - курсовая работа и собраны ранее.

Производим расчет внецентренно-нагруженного фундамента с учетом деяния моментов, направленных повдоль и поперек моста.

y
bп =3,0 м x

lп =4,0 м

Рис. 3. Размеры подошвы фундамента маленького заложения

Wx = bп 2 ×lп /6 = 50,203 м3 , Wy = bп ×lп 2 /6 = 190,058 м3 .

Согласноформуле

p = (åNo,I + Nф ,I + Nгр ,I )/Aф ± Mx /Wx ± My /Wy £gc ×R/gn ,

где gc Курсач - курсовая работа = 1,2; R = 700,22 кПа; gn =1,4; запишем:

p = (åNo,I + Nф,I + Nгр,I )/Aф ± Mx /Wx ± My /Wy = (37103,28 кН + 8580,73 кН + 2819,4 кН)/16,2 м×6,7 м ± 6858 кН×м/121,203 м3 ± 10825,2 кН×м/293,058 м3 = 446,9 кПа ± 56,58 кПа ± 36,94 кПа

pmax = 540,42 кПа, pmin = 353,38 кПа, pcр = 446,9 кПа.

pmax = 540,42 кПа < gc ×R/gn = 1,2×671,07 кПа/1,4 = 575,20 кПа, pmin = 353,38 кПа>0, pcр = 446,9 кПа < 479,3 кПа, pmin /pmax = 0,6539 > 0,25 - условия производятся.

Производим проверку фундамента маленького заложения Курсач - курсовая работа на сдвиг по подошве по формуле:

Qr £ (m/gn )×Qz ,

а) в стадии эксплуатации:

Qr = gf ×(T2 + T3 ) = 1,2×(950 кН + 230 кН) = 1416 кН, m = 0,9, gn = 1,1.

Qz = m×(åNo,I + Nф ,I + Nгр ,I ) = 0,4×(37103,28 кН +

8580,73 кН + 2819,4 кН) = 19401,4 кН.

1416 кН < (0,9/1,1)× 19401,4 кН = 15873,8 кН - условие производится.

б) в стадии строительства

Qr = gf ×T3 = 1,2×950 кН = 1140 кН, m = 0,9, gn Курсач - курсовая работа = 1.

Qz = m×(Nоп ,I + Nф ,I + Nгр ,I ) = 0,4×(13703,3 кН +

8580,73 кН + 2819,4 кН) = 10041,4 кН.

1140 кН < 0,9×10041,4 кН = 9037,3 кН - условие производится.

Произведем расчет фундамента маленького заложения на опрокидывание относительно оси x, потому что относительно нее фундамент имеет наименьший размер подошвы bп = 6,7 м. Расчет производим по формуле:

Mu £ (m/gn )×Mz , Mz = (åNo Курсач - курсовая работа,I + Nф,I + Nгр,I )×bп /2 = 48503,41 кН×6,7 м/2 = 162486,4 кН×м; Mu = Mx = 6858 кН×м, m = 0,8, gn =1,1; 6858 кН×м < (0,8/1,1)×162486,4 кН×м = 118171,9 кН×м - условие производится.

Проверим положение равнодействующей активных сил.

- повдоль моста:

eo = Mx /N = 6858 кН×м/48503,41 кН = 0,1414 м,

r = Wx /A = 121,203 м3 /(16,2 м×6,7 м) = 1,117 м,

eo /r =0,1414 м/1,117 м = 0,1266 < 1 - условие производится Курсач - курсовая работа.

- поперек моста:

eo = My /N = 10825,2 кН×м/48503,41 кН = 0,2232 м,

r = Wy /A = 293,058 м3 /(16,2 м×6,7 м) = 2,7 м,

eo /r =0,2232 м/2,7 м = 0,0827 < 1 - условие производится,

где N = åNo,I + Nф ,I + Nгр ,I.

4.2. Расчет фундамента маленького заложения по 2-ой группе предельных состояний (по деформациям) и проверка несущей способностиподстилающего слоя грунта

Нижняя граница сжимаемой Курсач - курсовая работа толщи основания принимается равной на глубине z = Hc , где производится условие: szp, i £ 0,1×szg, i (для большей точности вычислений, хотя при E³ 5 МПа довольно выполнения условия szp, i £ 0,1×szg, i ).

Потому что под песком средней крупности залегает суглинок с наименьшим модулем деформации E, чем у песка Курсач - курсовая работа, то нужно произвести проверку несущей возможности подстилающего слоя.

Проверку несущей возможности подстилающего слоя грунта производим по формуле:

g×(d + zi ) +a×(P - g×df ) = 17,248 кН/м3 ×(4 м + 2,5 м) + 0,5218×(372,4 кПа - 69 кПа) = 270,43 кПа < 456,7 кПа/1,4 = 326,2 кПа - условие производится.

При вычислении расчетного сопротивления грунта R принимается b = 6 м.

Расчет осадки фундамента маленького заложения производится по Курсач - курсовая работа формуле:

n

S = b×å(szp,i ×hi )/Ei ,

i=1

где b - безразмерный коэффициент, равный 0,8; szp = a×Po ; szg,o = g×df = 17,248 кН/м3 ×4,0 м = 69 кПа; Po = P - szg,o = 372,4 кПа - 69 кПа = 303,4 кПа; P = 372,4 кПа - среднее давление по подошве фундамента, определенное от деяния нормативных нагрузок.

Результаты расчета сведены Курсач - курсовая работа в табл. 4.

Таблица 4

Расчет осадки фундамента маленького заложения

zi z = 2×zi /bп ai

szg,i

кПа

szg,i, ср

кПа

szp,i ,

кПа

szp,i, ср кПа

hi ,

м

Ei

МПа

szp,i, ср ×hi /Ei ,

м

0 0,000 1,000 49,0 283,4
70,55 246,7 0,5 26,4 27,15×10-3
2,5 0,746 0,8896 92,1 229,9
110,9 220,2 0,5 15,63 30,74×10-3
4,5 1,343 0,6939 129,7 190,5
148,5 164,4 0,5 15,63 23,60×10-3
6,5 1,940 0,5217 167,3 138,3
181,2 123,2 0,5 20,75 10,35×10-3
8,0 2,388 0,4223 195,1 108,1
206,4 90,2 0,5 20,75 13,28×10-3
10,5 3,134 0,3039 217,6 72,2
228,8 60,3 0,5 20,75 9,68×10-3
13,0 3,881 0,2256 240,1 48,4
251,3 40,3 0,5 20,75 7,27×10-3
15,5 4,627 0,1722 262,5 32,2
273,7 26,5 0,5 20,75 5,60×10-3
18,0 5,373 0,1344 284,9 20,8
296,2 16,7 0,5 20,75 4,42×10-3
20,5 6,119 0,1074 307,4 12,6
318,6 9,6 0,5 20,75 3,57×10-3
23,0 6,866 0,0872 329,8 6,5

å 105,66×10-3 м

Итак, осадка фундамента S = 0,8×105,66×10-3 м = 8,85×10-2 м = 8,85 см, что меньше максимально допустимой осадки Smax = 12 см.

Рис. 4. Эпюра осадки фундамента маленького Курсач - курсовая работа заложения.

5. Расчет фундамента из забивных свай трения
по предельным состояниям

5.1. Расчет и конструирование фундамента из забивных свай трения по первой группе предельных состояний

Нужно запроектировать свайный фундамент из висящих забивных свай. Все ранее собранные нагрузки остаются без конфигурации. Назначаем глубину заложения подошвы ростверка свайного фундамента dр = 2,1 м, высоту ростверка hр Курсач - курсовая работа = 1,5 м. Свая железобетонная размерами 40×40 см, длиной lсв =18 м. Для фундаментов опор мостов сваю заделывают в ростверк более, чем на две стороны сваи, т.е. в этом случае на 0,8 м. Допускается также заделывать сваю в ростверк при помощи выпусков арматуры, длиной, определяемой расчетом, но более 30×Æ продольной арматуры повторяющегося профиля (поперечник арматуры 18 - 24 мм) плюс Курсач - курсовая работа тело сваи должно быть заделано в ростверк более чем на 10 см. Высота ростверка, считая от верхних концов свай либо арматурных выпусков, должна быть более 0,5 м для расположения более 2-ух арматурных сеток, расположенных над головами свай. Тогда конструктивная высота ростверка по первому варианту hр,min = 2×0,4 м + 0,5 м Курсач - курсовая работа = 1,3 м, - по второму варианту hр,min = 30×Æ м + 0,1 м + 0,5 м = 30×0,02 м + 0,1м + 0,5 м = 1,2 м. Назначенная толщина ростверка hр = 1,5 м достаточна по конструктивным суждениям. Вычерчиваем геологический разрез, наносим сваю с частью ростверка и необходимыми привязками (рис. 5).

Несущую способность сваи определяем по формуле:

Fd = gc ×(gcR ×R×A + u×ågcf ×fi ×hi ),

где gc Курсач - курсовая работа = 1; R = 5054,43 кПа - определяем по интерполяции согласно [16, табл.1]; A = b2 = (0,4 м)2 = 0,16 м2 ; u = 4×0,4 м = 1,6 м; fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое согласно [16, табл. 2], рассчитанное по интерполяции и приведенное в табл.5; hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м, приведено Курсач - курсовая работа в табл. 5 и на рис.12; gcR = 1, gcf = 1.

Песок hр =1,3 м dр =1,5 м
маленький h1 = 0,5 м
- 2.000 h2 = 0,5 м
h3 = 0,5 м
Грунтовая вода -4.000 h4 = 0,5 м
Суглинок h5 = 0,5 м
--4.000 h6 = 0,5 м
h7 = 0,5 м
Песок средней крупности h8 = 0,5 м
-3.000 h9 = 0,5 м
h10 = 0,5 м

Рис. 5. Привязка сваи к геологическому разрезу

Таблица 5

hi,ср , м ji, кПа hi, м
h1, ср = 2,25 j1 = 46,8 h1 = 2,0
h2, ср = 2,75 j2 = 53,75 h2 = 2,5
h3, ср = 3,25 j3 = 57,5 h3 = 3,0
h Курсач - курсовая работа4, ср = 3,75 j4 = 42,312 h4 = 3,5
h5, ср = 4,25 j5 = 44,231 h5 = 4,0
h6, ср = 4,75 j6 = 53,9775 h6 = 4,5
h7, ср = 5,25 j7 = 55,969 h7 = 5,0
h8, ср = 5,75 j8 = 58,245 h8 = 5,5
h9, ср = 6,25 j9 = 60,521 h9 = 6,0
h10, ср = 6,75 j10 = 62,3987 h10 = 6,5

Fd = gc ×(gcR ×R×A + u×ågcf ×fi ×hi ) = 1×{1×5054,43кПа×0,16 м2 + 1,6 м×[1×(46,8 кПа×1,4 м + 53,75 кПа×1,5 м + 57,5 кПа×1,5 м + 42,312 кПа×2,0 м + 44,231 кПа×2,0 м + 53,9775кПа×1,5 м + 55,969 кПа Курсач - курсовая работа×2,0 м + 58,245 кПа×2,0 м + 60,521 кПа×2,0 м + 62,3987 кПа×1,3 м)]} = 2276 кН.

Число свай в фундаменте определяем по формуле:

n = gk ×åNo,I /(Fd - gf ×a2 ×df ×gm ) =

= (1,4×37103,28 кН)/[2276 кН - 1,2×(1,2 м)2 ×2,1 м×20 кН/м3 ] = 23,57 » 24 шт.

Расстояние меж сваями а = 3×b = 1,2 м.

Потому что фундамент является внецентренно нагруженным, то приобретенное расчетом количество свай увеличиваем Курсач - курсовая работа на 30 % и принимаем 32 сваи, а с учетом расположения свай в ростверке (см. рис. 5) принимаем 33 сваи. Свесы ростверка принимаем равными 0,25 м, считая от внешних граней последних рядов свай.

Определяем площадь ростверка свайного фундамента по формуле:

Aр = bр ×lр = (1,4 м×2 + 0,4 м + 2×0,25 м)×(1,2 м×10 + 0,4 м + 2×0,25 м) =

3,7 м×12,9 м = 47,73 м2 .

Определяем Курсач - курсовая работа вес ростверка свайного фундамента по формуле:

NP,I = gf ×NP,II = gf ×Aр ×hр ×gб = 1,2×47,73 м2 ×1,5 м×25 кН/м3 = 2147,85 кН.

Рис.5. План ростверка свайного фундамента

Определяем вес грунта, лежащего на обрезе ростверка свайного фундамента по формуле:

NG,I = gf ×NG,II = gf ×Aр ×(dр - hр )×gгр = 1,2×47,73 м2 ×0,6 м×17,248 кН/м3 = 592,74 кН.

Вес Курсач - курсовая работа свай в свайном фундаменте определяется по формуле:

NС,I = gf ×NС,II = gf ×Aсв ×lр,св ×gб ×n=1,2×(0,4 м)2 ×17,2 м×25 кН/м3 ×33 =2724,48 кН.

Определяем нагрузку, действующую на каждую сваю:

N = (åNo,I + NG,I + NС,I + NP,I )/n = (37103,28 кН + 592,74 кН + 2724,48 кН + 2147,85 кН)/33 = 1289,95 кН < 2276 кН/1,4 = 1625,7 кН Курсач - курсовая работа - условие производится.

Вычисляем моменты, действующие повдоль и поперек моста относительно плоскости подошвы ростверка свайного фундамента:

Изгибающий момент относительно плоскости подошвы ростверка свайного фундамента, действующий повдоль моста.

Mo,II = 6×(P1 - P2 )×c1 + T1 ×(H + h1 + h2 + dр ) = 6×(1700 кН - 1550 кН)×0,5 м + 270 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 2,1) м = (450 + 4752) кН = 5202 кН×м.

Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×5202 кН×м Курсач - курсовая работа = 6242,4 кН×м.

Изгибающий момент относительно плоскости подошвы ростверка свайного фундамента, действующий поперек моста.

Mo,II = T2 ×(H + h1 + h2 + h3 + df ) + T3 ×dр = 230 кН×(14,5 + 0,6 + 0,4 + 3,2 + 2,1) м = 6779 кН×м; Mo,I =gf ×Mo,II = 1,2×6779 кН×м = 8134,8 кН×м.

Расчетную нагрузку на одну сваю во внецентренно нагруженном фундаменте при эксцентриситете относительно 2-ух Курсач - курсовая работа основных осей инерции определяем по формуле:

n n

N = [åNo,I + NP,I + NG,I + NC,I ]/n ± (Mx ×y)/Syi 2 ± (My ×x)/Sxi 2 .

i=1 i=1

x = 6,0 м, y = 1,4 м, Sxi 2 = 6×[(1,2 м)2 + (2,4 м)2 + (3,6 м)2 + (4,8 м)2 +(6,0 м)2 ] = 475,2 м2 ,Syi 2 = 22×(1,4 м)2 = 43,12 м2 .

Nmax = 1289,95 кН + (6242,4 кН×м×1,4 м)/43,12 м2 + (8134,8 кН×м×6,0 м Курсач - курсовая работа)/475,2 м2 = 1595,34 кН; Nmin = 1289,95 кН - (6242,4 кН×м×1,4 м)/43,12 м2 - (8134,8 кН×м×6,0 м)/475,2 м2 = 984,56 кН.

Nmax = 1595,34 кН < Fd /gn = 2276 кН/1,4 = 1625,7 кН - условие производится.

Nmin = 984,56 кН > 0 - условие производится.

Производим проверку несущей возможности по грунту фундамента из свай как условного фундамента маленького заложения. Условный фундамент принимаем в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами Курсач - курсовая работа, определяемыми согласно [14, 16]. Среднее значение расчетных углов внутреннего трения грунтов jm , прорезанных сваями, определяют по формуле:

n

jm = åji ×hi /d = (35°×4,4 м + 19°×4,0 м + 16°×8,8 м)/17,2 м» 22°.

i=1

Несущую способность основания условного фундамента инспектируют по формуле, при всем этом подлежащие проверке среднее P, кПа (тс/м2 ), и наибольшее Pmax , кПа (тс/м2 ), давления Курсач - курсовая работа на грунт в сечении 3-4 по подошве условного фундамента определяют по формуле:

Nc Nc [6ac ×(3Mc + 2Fh ×d)]

P = ¾¾; Pmax = ¾¾ + ¾¾¾¾¾¾¾¾ ,

ac ×bc ac ×bc bc ×[(k×d4 /cb ) + 3×ac 3 ]

Размеры условного фундамента будут равны:

ширина условного фундамента

bусл Курсач - курсовая работа = 2×1,4 м + 0,4 м + 2×d×tg 22°/4 = 6,512 м,

длина условного фундамента

lусл = 10×1,2 м + 0,4 м + 2×d×tg 22°/4 = 15,712 м.

Площадь подошвы условного фундамента

Aусл = bусл ×lусл = 6,512 м×15,712 м = 102,32 м2 .

Общий объем условного фундамента

Vобщ = Aусл ×(d + dр ) = 102,32 м2 ×(17,2 + 2,1) м = 1974,78 м3 .

Объем грунта

Vгр = Vобщ - Vсвай - Vроств = 1974,78 м3 - 90,816 м3 -71,595м3 = 1812,37 м3 .

Вычисляем вес грунта по слоям с учетом взвешивающего Курсач - курсовая работа деяния воды:

NG,I = gf ×NG,II = (11803,3 + 8764,1 + 10878,9) кН = 31446,3 кН.

Среднее давление под подошвой условного фундамента, определенное по первой группе предельных состояний

Рср , I = [åNo,I + NP,I + NC,I + NG,I ]/Aусл = (37103,28 + 2147,85 + 2724,48 + 31446,3) кН/102,32 м2 = 717,6 кПа.

Определяем расчетное сопротивление грунта основания осевому сжатию согласно [9] и в итоге получаем R = 1123,5 кПа. Проверяем условие Курсач - курсовая работа P £ R/gn . 717,6 кПа < 1123,5 кПа/1,4 = 802,4 кПа - условие производится.

Определяем наибольшее Pmax , кПа (тс/м2 ) давление на грунт по подошве условного фундамента повдоль и поперек моста.

- повдоль моста:

ac = 6,512 м, bc = 15,712 м, Mc = 6242,4 кН×м, Fh = 324 кН. Pmax = 730,2 кПа.

- поперек моста:

ac = 15,712 м, bc = 6,512 м, Mc = 8134,8 кН×м, Fh Курсач - курсовая работа = 1416 кН. Pmax = 780,9 кПа.

Проверяем условие Pmax £gc ×R/gn = 1,2×1123,5 кПа/1,4 = 965,9 кПа -условие производится.

5.2. Расчет фундамента из забивных свай трения по 2-ой группепредельных состояний (по деформациям)

Определяем среднее давление под подошвой условного фундамента от деяния нормативных нагрузок (по 2-ой группе предельных состояний):

Pср ,II = [åNo,II + NP,II + NC,II Курсач - курсовая работа + NG,II ]/Aусл =

= (30919,4 + 1789,875 + 2270,4 + 26205,3) кН/102,32 м2 = 598 кПа.

Определяем осадку свайного фундамента как условного фундамента маленького заложения.

Сжимаемую толщу разбиваем на слои шириной менее 0,4×bусл = 0,4×6,512 м = 2,6 м. Принимаем hi = 2,5 м.

Расчет осадки фундамента маленького заложения производится по формуле:

n

S = b×å(szp,i ×hi )/Ei ,

i=1

где b - безразмерный коэффициент, равный Курсач - курсовая работа 0,8; szp = a×Po ; szg,o = NG,I I /(Aусл – Асвай ) = 26205,3 кН/(102,32 м2 - 33×0,4 м×0,4 м) = 270 кПа - определяется с учетом взвешивающего деяния воды; Po = P - szg,o = 598 кПа - 270 кПа.= 328 кПа; Pср,II = 598 кПа - среднее давление по подошве фундамента, определенное от деяния нормативных нагрузок.

n

szg = szg , o + ågi ×hi ,

i Курсач - курсовая работа=1

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается равной на глубине z = Hc , где производится условие: szp = 0,1×szg .

Результаты расчета осадки свайного фундамента как условного фундамента маленького заложения приведены в табл. 6.

Таблица 6

Расчет осадки свайного фундамента как условного фундамента

маленького заложения

zi z = 2×zi /bп ai

szg,i

кПа

szg,i, ср

кПа

szp Курсач - курсовая работа,i ,

кПа

szp,i, ср кПа

hi ,

м

Ei

МПа

0,000 0,000 1,000 250,00 308,00
261,23 288,98 0,5 20,75
2,500 0,768 0,8840 272,46 269,95
283,69 228,68 0,5 20,75
5,000 1,536 0,6323 294,92 187,40
306,15 155,85 0,5 20,75
7,500 2,303 0,4399 317,38 124,29
328,61 103,27 0,5 20,75
10,000 3,071 0,3117 339,84 82,24
351,07 68,60 0,5 20,75
12,500 3,839 0,2285 362,30 54,95
373,53 45,78 0,5 20,75
15,000 4,607 0,1726 384,76 36,61
395,99 30,22 0,5 20,75
17,500 5,375 0,1336 407,22 23,82
418,45 19,31 0,5 20,75
20,000 6,143 0,1061 429,68 14,80

Итак, осадка свайного фундамента:

S = 0,8×2,5 м×(308,98 кПа + 248,68 кПа + 175,85 кПа + 123,87 кПа + 88,6 кПа + 65,78 кПа + 50,82 кПа + 39,31 кПа)/20,75 МПа = 10,61×10-2 м = 10,61 см,

что меньше максимально допустимой осадки Smax = 12 см.

Потому что нижний слой грунта имеет неизменный модуль деформации, то проверку его несущей возможности делать не следует [14].

Строим эпюру осадок для Курсач - курсовая работа свайного фундамента.

Рис. 7. Эпюра осадок свайного фундамента.

Заключение

Задачей инженера, проектирующего фундаменты, является нахождение рационального решения с помощью вариантного проектирования и оптимизационных способов расчета. В текущее время выбор более рационального конструктивного решения фундамента осуществляется, обычно, методом технико-экономического сопоставления вариантов устройства фундаментов по последующим показателям: экономической эффективности; материалоемкости; необходимости Курсач - курсовая работа выполнения работ в сжатые сроки; величинам допустимых осадок и их вероятных неравномерностей; способности выполнения работ в зимнее время; трудозатратности выполнения работ и т.п.

Задачей проектирования является выбор более действенного решения, которое может быть определено только при правильной оценке инженерно-геологических критерий строительной площадки, работы грунтов в основании вместе с Курсач - курсовая работа фундаментами и надземными конструкциями и метода устройства фундамента, гарантирующего сохранность природной структуры грунта.

Получение более действенного решения связано со значимым объемом расчетов, выполнение которых просит широкого внедрения ЭВМ. В особенности принципиально применение ЭВМ для проектирования сложных систем фундаментов по 2-ой группе предельных состояний (по деформациям) с Курсач - курсовая работа учетом загружения всех примыкающих фундаментов, также при расчете совместной работы системы основание-фундамент-сооружение. Такая система может быть рассчитана при помощи ЭВМ, к примеру, способом конечных частей, позволяющим учесть различие параметров грунтов.

Принципиальное значение имеет и улучшение способов расчета и проектирования оснований и фундаментов. В этой связи становится значимым учет нелинейных Курсач - курсовая работа параметров грунтов оснований. Нелинейность и реология деформирования, предусматривающая зависимость напряженного состояния от режима и уровня нагружения с применением способов оптимизации, позволяют получать существенную экономию вещественных издержек при устройстве фундаментов.

В заключении необходимо подчеркнуть, что глубочайшее исследование курса "Механика грунтов, основания и фундаменты" позволит будущим инженерам-мостовикам верно оценить Курсач - курсовая работа характеристики разных грунтов, возможность их деформаций под действием нагрузок и степень стойкости грунтов в массивах; найти тип, размеры и более оптимальный метод возведения фундаментов; создавать расчеты фундаментов с учетом действующих на их нагрузок в сочетании со качествами грунтов строительной площадки по предельным состояниям.

Литература

1. Берлинов М.В. Основания Курсач - курсовая работа и фундаменты: Учеб. для строит. спец. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1998. - 319 с.

2. Глотов Н.М., Завриев К.С., Шпиро Г.С. Основания и фундаменты. М., Транспорт, 1969.

3. Глотов Н.М., Силин К.С. Строительство фундаментов глубочайшего заложения. М.: Транспорт, 1985. - 246 с.

4. Глотов Н.М., Соловьев Г.П., Файнштейн И.С Курсач - курсовая работа. Основания и фундаменты мостов. М.: Транспорт, 1990. - 239 с.

5. Основания и фундаменты: Справочник / Г.И.Швецов, И.В.Носков, А.Д.Слободян, Г.С.Госькова. М.: Высш. шк., 1991. - 383 с.

6. Расчеты фундаментов мостовых опор глубочайшего заложения. Завриев К.С., Шпиро Г.С. М., Транспорт, 1970. - 216 с.

7. Силин К.С., Глотов Н Курсач - курсовая работа.М., Завриев К.С. Проектирование фундаментов глубочайшего заложения. М.: Транспорт, 1981. - 252 с.

8. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 80 с.

9. СНиП 2.02.01-83. Основания построек и сооружений / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 40 с.

10. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 48 с.


kurs-lekcij-cheboksari-2010-federalnoe-agentstvo-po-obrazovaniyu-federalnoe-gosudarstvennoe-obrazovatelnoe-uchrezhdenie-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-stranica-34.html
kurs-lekcij-dlya-specialnostej-1-25-01-08-buhgalterskij-uchet-analiz-i-audit-1-25-01-04-finansi-i-kredit-stranica-8.html
kurs-lekcij-dlya-studentov-obuchayushihsya-po-specialnosti-060400finansi-i-kredit-351200-nalogi-nalogooblozhenie-080109-buhgalterskij-uchet-analiz-i-audit-stranica-4.html