Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения.

На тему: Проектирование фундамента под промежную опору автодорожного моста

Выполнил ст. гр. 2-МТ-III

Хожагельдыев О. М

Принял педагог

Ананьев А.А.

Санкт- Петербург


Начальные данные:

Оценка инженерно-геологических критерий, составление заключения о строй свойствах грунтов основания.

Инженерно-геологические условия оцениваются по физико-механическим чертам. Для выявления слоя грунта, применимого в качестве несущего, делается по Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. данным нормативным чертам определение их расчетных значений для 1 и 2 предельных состояний, а так же вычисление дополнительных величин, позволяющих оценить качество грунта.

Слой №1

Песок маленький , мощность слоя 10 м

W = 0.23; Е = 24 МПа

Слой №2

песок средней крупности , мощность слоя 20 м

W = 0.23; Е = 33 МПа

Слой №3

песок большой , мощность слоя 10 м

W = 0.23; Е = 35МПа

Определение расчетных прочностных характеристик для расчета по первому Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. предельному состоянию (по несущей возможности).

1) Сцепление:


2) Угол внутреннего трения:

Определение расчетных прочностных характеристик для расчета по второму предельному состоянию (по деформации).

1) Сцепление:

2) Угол внутреннего трения:

Согласно СНиП «Мосты и трубы» значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента принимаем 19,62 кН/м3.

Вычислим дополнительные физические свойства по данным.

1) Удельный Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. вес скелета грунта:

gd I = gI / (1 + WI) = 19.0 / (1 + 0.23) = 15.45 кН/м3

gd II = gII / (1 + WII) = 19.0 / (1 + 0.23) = 15.45 кН/м3

gd III = g III/ (1 + WIII) = 20.5 / (1 + 0.23) = 16.67 кН/м3

2) Коэффициент пористости:

e I = (gs I - gd I) / gd I = (26.6 – 15.45) / 15.45= 0.722

e II = (gs II - gd II) / gd II = (26.6 – 15.45) / 15.45 = 0.722

e III = (gsIII - gd III) / gd III = (26.5 – 16.67) / 16.67 = 0.590

3) Пористость:

Содержание объема Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. пор в единице объема грунта.

n I = e I / (1 + e I) = 0.722 / ( 1 + 0.722) = 0.419

n II = e II / (1 + e II) = 0.722 / ( 1 + 0.722) = 0.419

n III = e III / (1+e III) = 0.590 / (1 + 0.590) = 0.371

4) Удельный вес с учетом взвешивающего деяния воды:

gsb I = (1 – n I)( gs I – gw I) = (1 – 0.419)(26.6 – 10) = 9.645кН/м3

gsb II = (1 – n II)( gs II – gw II) = (1 – 0.419)(26.6 – 10) = 9.645 кН/м Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения.3

gsb III = (1 – n III)( gsIII – gw III) = (1 – 0.371)(26.5 – 10) = 10.378 кН/м3

5) Число пластичности:

IрI = 0

IpII = 0

IpIII = 0

Показатель текучести

ILI = 0

ILII = 0

ILIII = 0

7) Влажность при полном водонасыщении грунта:

Wsat I= e I * gw I / gs I = 0.722 *10 / 26.6 = 0.271

Wsat II= e II *gw II / gs II = 0.722 *10 / 26.6 = 0.271

Wsat III= e III * gw III / gsIII Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. = 0.590 * 10 / 26.5 = 0.222

8) Степень влажности:

Sr I= WI / Wsat I = 0.23 / 0.271 = 0.848 – грунт насыщен водой

Sr II= WII / Wsat II = 0.23 / 0.271= 0.848 – грунт насыщен водой

Sr III = WIII / Wsat III = 0.23 / 0.222 = 1.036 – грунт насыщен водой

0,8 < Sr – насыщенный водой.

9) Сжимаемость грунта по модулю деформации:

EI = 24 МПа, грунт слабосжимаемый

EII = 33 МПа, грунт слабосжимаемый

EIII = 35 МПа, грунт слабосжимаемый

10) Оценка прочности слоев основания:

По СНиПу «Мосты и трубы Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения.» таблица 2 приложение 24 определяем.

Расчетные физико – механические характеристики грунтового основания:

№ слоя Грунт γII γSB φI φII cI cII E R
кH/м3 кH/м3 кПа кПа МПа кПа
Песок маленький 19.0 9.645
песок средней крупности 19.0 9.645 - -
песок большой 20.5 10.378 - -

Оценка свойства отдельных слоев грунта основания:

1).Песок маленький, насыщенный водой, грунт слабосжимаемый – подходящ в качестве естественного Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. основания;

2).песок средней крупности, насыщенный водой, грунт слабосжимаемый – подходящ в качестве естественного основания;

3).песок большой, насыщенный водой, грунт слабосжимаемый - подходящ в качестве естественного основания;

Проектирование жесткого фундамента маленького заложения.

К фундаментам маленького заложения относятся те, соотношения глубины заложения и ширины подошвы которых d/b не превосходит 2….2.5, а глубина заложения обычно Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. не превосходит 6м. Фундаменты маленького заложения возводятся в котлованах, открытых на полную глубину с поверхности грунта; при их расчете не учитывается сопротивление по боковым поверхностям. Расчет ведется в согласовании с указаниями СНиП 2.05.03.-84 (с учетом СНиП 2.02.01.-83).

3.1 Определение глубины заложения фундамента.

Глубина заложения d принимается наибольшей из условия выполнения последующих Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. характеристик:

1. Фундамент должен быть заглублен в несущий слой более чем на 0,5м, так как, поверхность последнего может быть неровной.

2. При наличии размыва грунта у проектируемой опоры глубина заложения подошвы фундамента должна быть более чем на 2,5 м ниже его отметки, а при отсутствии размыва – более чем на 1 м ниже поверхности Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. грунта.

3.2. Определение размеров фундамента из конструктивных требований.

Малые размеры подошвы фундамента при cy=0.3 м (cy – вылет обреза фундамента за колонну) примем равными:

bmin = B0+ 2Сy=1.2+2*0.3=1.8м.

аmin =A0+2Сy=5.0+2*0.3=5.6м.

Наибольшие размеры подошвы фундамента найдем исходя из условия обеспечения

bmax = B0+2hf·tg αп=1.2+2·5.0·0.5774=6.974 м

аmax = A0+2hf·tg αп=5.0+2·5.0·0.5774=10.774м

η= аmax/ bmax Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения.= 10.774/6.974=1.54

3.3.Определение размеров подошвы фундамента из критерий прочности грунта.

а).Находим R – расчетное сопротивление грунта осевому сжатию:

R=1.7{ [1+k (b-2)]+k γ(d-3)},

R при b = bmin, R =147 кПа, d=3.0 м , γ=19.62, k =0.08, k =2.5,

R=1.7{147[1+0.08(1.8-2)]+2.5·19.62*(3.0-3)}=245.9 кПа

б).Избираем критическую нагрузку:

N =8460 кН,

Определим площадь подошвы:

А= = м ,

где =22.5 кН/м - вес материала фундамента Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. и грунта на уступах,

h=4.5 м – расстояние от дна водоёма до подошвы фундамента.

b= м – ширина подошвы фундамента,

примем 6.0 м

a=b =6.0*1.54=9.26 м – длина подошвы фундамента.

b=6.0< bmax=7.55 м

а=9.26<аmax=11.35 м

3.4. Конструирование фундамента.

Находим ширину уступов и их высоту h:

Ширина уступов повдоль оси моста: lx=0,5(b – bmin) = 0,5( 6.6 – 1.8) = 2.4 м

Ширина уступов поперек Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. оси моста: ly=0,5(a – amin) = 0.5(10.4 – 5.6) = 2.4 м

Высота уступов: hx= lx ·ctg α = 2.4 * 1.963 = 4.711 м.

hy= ly ·ctg α = 2.4*1.963 = 4.711 м.

Устраиваем 3 уступа повдоль оси Х 3 * 0.8м =2.4 м

и 3 уступа повдоль оси Y 3 * 0.8 м = 2.4м

Высоту h примем 3 уступа по 1.4 м, h = 3*1.4 м = 4.2 м

Объем фундамента Vф :

Vф =10.4*6.6*1.4+8.8 *5.0*1.4+7.2*3.4*1.4+5.6*1.8*0.8 = 200.03 м3

Вес фундамента с учетом взвешивания Gф :

Gф= , где =1.1 - коэффициент надежности

Gф Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения.=200.03·1.1·(24 - 10) = 3080.49 кН,

Объем грунта на уступах фундамента Vg :

Vg = 10.4*6.6*4.0 – (200.03– 1.8·5.6·1.0) = 274.65 – 190.22 = 84.43 м3

Вес грунта Gg :

Gg=

Gg=1.2·84.43·9.858= 998.77 кН

3.5. Проверка давлений на грунт по подошве фундамента.

Определение нагрузок в плоскости подошвы:

1).Повдоль моста – основное сочетание

N 8460 + 3080.49 + 998.77 = 12539.26 кН

520 + 650*5.0=3770 кНм

Повдоль моста – дополнительное сочетание

=7400 + 3080.49 + 998.77 =11479.26 кН

=2100 + 140·5.0= 2800 кНм

2).Поперек моста

=6890 + 3080.49 + 998.77 = 10969.26 кН

=4800 + 950*5.0= 9550 кНм

3).Определим R при b=6.6 м

R=1.7{147[1+0.08(6.6-2)]+2.5·19.62*(3.0-3)}=341.86 кПа

4).Среднее напряжение по подошве фундамента:

Р= кПа Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. < кПа

5).Max давление по подошве повдоль просвета от основного сочетания

кПа

м м

=244.24 кПа < кПа – несущая способность основания обеспечена

От дополнительного сочетания:

= < кПа

От основного поперек моста:

= < кПа

Условия прочности грунта под подошвой фундамента выполнены.


3.6. Проверка положения равнодействующей нагрузок.

Положение вертикальной нагрузки относительно подошвы определяется расстояниями .

м

Согласно таблице 127 (СНиП «Мосты и трубы») максимально допустимый эксцентриситет не должен быть Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. больше 1.

Условия производятся подошва не имеет отрыва от основания.против сдвига по подошве.

3.7. Расчет осадки.

Осадки определяются от воздействия на фундамент наибольшей вертикальной нагрузки, веса фундамента и грунта на его уступах.

Осадку основания определяем способом послойного суммирования (без учета разуплотнения грунта).

Разобъем толщу на слои:

м

Находим среднее давление Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. по подошве от вертикальной нагрузки NII, 2-ой группы предельных состояний из задания:

кН

Находим вес фундамента и грунта на обрезах с коэффициентом надежности γf = 1,0;

Определяем вес фундамента:

кН

Определяем вес грунта:

кН

кН

кПа

Находим вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

кПа

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. границе слоя, размещенного на глубине Z от подошвы фундамента:

,

где γIIi – удельный вес грунта i-го слоя, hi – толщина i-го слоя грунта.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z:

Где α – коэффициент, принимаемый по таблице 11 приложения 2 СНиП 2.02.01 – 83, значения коэффициента α для соотношения сторон η=a/b=1.54

определим при помощи интерполяции;

p0 – дополнительное вертикальное Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. давление на основание:

Таким макаром, p0 = 157.24 – 31.935 =125.3 кПа

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где производится условие

σzp = 0.2 σzg

Среднее значение дополнительного вертикального обычного напряжения в i-том слое грунта находится по формуле:

Находим природное напряжение на границе слоев:

кПа кПа

кПа кПа

кПа кПа

кПа кПа

кПа кПа

кПа кПа

кПа

Приведем все вычисления к табличной Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. форме:

Z ξ=2z/b α σzp 0.2σzg σzpi
0.00 0.00
1.30 0.39
2.60 0.78
3.90 1.18
5.20 1.57
6.00 1.81
7.30 2.21
8.60 2.60
9.90 3.00
11.2 3.39
12.5 3.78
13.8 4.18

Определяем осадку:

Расчет делается согласно СНиП 2.02.01 – 83 исходя из условия:

,

где – максимально допустимая осадка

(L – длина меньшего просвета, примыкающего к опоре);

β – безразмерный коэффициент, равный 0.8;

σzpi – среднее значение дополнительного вертикально напряжения в i – ом слое грунта;

hi – толщина слоя i – ого грунта;

Еi – модуль деформации i – ого Проектирование жесткого фундамента мелкого заложения. грунта;

n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толща.

больше

Вывод:все вышеуказанные условия выполнены, как следует, фундамент маленького заложения подобран.







proektirovanie-privoda-obshego-naznacheniya-referat.html
proektirovanie-profilej-skvazhin.html
proektirovanie-programmnogo-produkta.html