- •Введение
- •Район строительства: г. Омск;
- •2. Проектирование основания и фундамента.
- •2.3 Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания
- •2.4. Определение нагрузок, действующих на основание
- •2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья
- •Нормативное вертикальное давление грунта от веса насыпи на звенья трубы определяют по формуле 4, кПа,
- •Где Vлб – объём лекального блока, м3 (см.Табл.4).
- •2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от
- •2.6 Расчет параметров грунтовой подушки
- •3 Н рz. Расчет осадки фундамента. Назначение величины
- •4 Z0 z1 z2 z3 z4 . Обобщение проектных решений
- •Проектные решения (рис.7) по курсовой работе оформляются в табличной форме и в виде чертежа
- •Список используемой литературы
Введение
Водопропускные трубы являются наиболее распространенным видом искусственных сооружений на дорогах. В среднем на каждые 1,35 км дороги приходится водопропускная труба.
Целью курсовой работы является приобретение студентами практических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования основания и фундамента круглой сборной железобетонной водопропускной трубы под насыпью автомобильной дороги в районах сезонного промерзания грунтов.
Сущность курсовой работы состоит в привязке типового проектного решения сборного железобетонного фундамента трубы к заданным грунтово-гидрологическим условиям, заведомо требующим повышения прочности и устойчивости природного основания. При этом из известных способов создания искусственных оснований предлагается рассмотреть вариант замены слабого грунта природного основания на грунтовую подушку.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
Варианты исходных данных приведены в табл. 1 и 2 и пояснены на рис.1. в табл.1 указаны варианты отметок слоёв геолого-литологического разреза по оси трубы. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи.
В каждом варианте задания основание трехслойное. Мощность третьего слоя следует считать неограниченной. Физические и механические характеристики грунтов основания приведены в табл.2.
Район строительства, категория дороги, высота насыпи, уклон лотка трубы и диаметр трубы приведены в бланке, прилагаемом к заданию.
Грунты основания условно следует считать двухфазными со степенью влажности Sr = 1. Отметка уровня воды (УВ) в трубе условно принимается по верху её внутреннего диаметра.
Таблица 1 - Отметки слоёв грунтового основания
№ варианта |
Дневная поверхность грунта, м |
Подошва первого слоя грунта, м |
Подошва второго слоя грунта, м |
3 |
-0,08 |
-2,2 |
-6,6 |
Район строительства: г. Омск;
уклон лотка трубы: i = 0,002;
категория дороги: I;
отверстие круглой трубы: 2,0 м;
высота насыпи: 7,3 м.
Таблица 2 - Физические и механические характеристики грунтов основания
№ вари-анта |
№ слоя осно- вания |
Вид грунта |
Плотность частиц грунта s, т/м3 |
Природная влажность W
|
Влажность на границе раскатывания WP |
Влажность на границе текучести WL |
Модуль деформации E, МПа |
Угол внутреннего трения I, град |
Удельное сцепление сI, кПа |
3 |
1 2 3 |
Суглинок Песок Глина |
2,66 2,68 2,73 |
0,24 0,19 0,31 |
0,19 0,16 0,25 |
0,29 0,22 0,46 |
8,0 12,0 16,0 |
16 24 15 |
18 12 40 |
2. Проектирование основания и фундамента.
Оценка грунтов основания
По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.2) рассчитываются их производные характеристики.
Для глинистого грунта вычисляют:
- коэффициент пористости
, (1)
где – плотность воды, принимаемая равной 1 т/м3;
- плотность грунта, т/м3,
; (2)
- удельный вес грунта, кН/м3,
, (3)
где g= 9,81 м/с2 -ускорение свободного падения;
- удельный вес частиц грунта, кН/м3,
; (4)
- плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м3,
; (5)
- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м3,
(6)
- число пластичности
; (7)
- показатель текучести
. (8)
На основании ГОСТ 25100 [2] по найденному значению Jp уточняют разновидность глинистого грунта (супесь, суглинок, глина) (табл.П.1.1), а по
значению JL - его консистенцию (табл. П.1.2).
Для песчаного грунта вычисляют: коэффициент пористости е по выражению (1); плотность грунта по выражению (2); удельный вес грунта по выражению (3); удельный вес частиц грунта s по выражению (4); удельный вес грунта во взвешенном состоянии в по выражению (6).
Разновидность песков по степени плотности устанавливается в зависимости от его коэффициента пористости е по ГОСТ 25100 [2] .
Результаты расчетов сводим в таблицу 3.
Таблица 3 - Физические характеристики грунтов основания
№ слоя основания |
Коэффициент пористости е
|
Плотность грунта , т/м3 |
Удельный вес грунта , кН/м3 |
Удельный вес частиц грунта s, кН/м3 |
Плотность грунта во взвешенном состоянии в, т/м3 |
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии в, кН/м3 |
Число пластичности Jp |
Показатель текучести JL |
Разновидность грунта |
1 |
0,64 |
2,01 |
19,75 |
26,09 |
1,01 |
9,94 |
0,1 |
0,5 |
Суглинок тугопластичный |
2 |
0,50 |
2,11 |
20,73 |
26,29 |
1,11 |
10,89 |
0,06 |
0,5 |
Супесь пластичная |
3 |
0,85 |
1,94 |
19,0 |
26,78 |
0,94 |
9,22 |
0,21 |
0,29 |
Глина тугопластичная |
Для глин и суглинков твердой и полутвердой консистенции удельный вес грунта во взвешенном состоянии в не определяют, т.к. эти грунты считаются водонепроницаемыми.
Конструирование трубы
Для выбора конструктивных элементов трубы в соответствии с табл.П.8.1 назначают номера блоков. По табл.П.8.2-П.8.4 назначают геометрические размеры звеньев, лекальных блоков фундамента, портальных стенок, откосных крыльев. Объём и масса выбранных элементов трубы приведены в табл.П.8.5. Параметры выбранных типовых конструкций элементов трубы необходимо свести в табл.4.
Таблица 4 - Параметры элементов трубы
Номер элемента трубы |
Лекальный блок фундамента |
Номер элемента трубы |
Цилиндрическое звено
| |||||
l ,см
|
bлб , см |
Объём блока, м3 |
l ,см |
do ,см |
, см |
Объём звена, м3 | ||
68а |
99 |
207 |
0,81 |
73 |
100
|
200 |
20 |
1,38 |
Исходя из заданных категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяют её длину Lтр.
Минимальная длина трубы lтр рассчитывается по формуле
lтр = B+2(Hн – dо – )m , (9)
где B – ширина земляного полотна, м, принимаемая по СНиП 2.05.02–85 [5] в зависимости от категории дороги (прил.5) В = 21 м.;
Hн – высота насыпи, равная 7,3 м;
d0 – отверстие трубы, равный 2,0 м;
– толщина стенки, равная 0,2 м (табл.4);
m – коэффициент заложения откоса, назначаемый по СНиП 2.05.02–85 [5] (прил.6), m = 1,5.
Тогда: lтр = 21 + 2(7,3 – 2 – 0,2)1,5 = 36,3 м.
При этом необходимо, чтобы Lтрlтр.
Укрепление подводящего и отводящего русел – важнейший конструктивный элемент водопропускной трубы. Для территории II – V дорожно-климатических зон рекомендуется пять типов конструкции укрепления русел [8]. Тип укрепления русла назначают с учетом скорости протекания воды и допускаемых скоростей потока.
Отметка обреза фундамента водопропускных труб назначается ниже отметки дневной поверхности грунта на 0,08 м.
Отметка подошвы фундамента назначается с учетом глубины промерзания в районе строительства.
Отметка подошвы оголовочного звена и открылков назначается на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания df .
Глубину заложения фундамента средней части трубы назначают независимо от глубины промерзания.
Для районов, где глубина промерзания 2,5 м, её расчетное значение рассчитывается по формуле СНиП 2.02.01 [3]
, (10)
где d0 – величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;
Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме | TM | абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур оС за зиму, принимаемых по СНиП 23.01-99 [6] (прил.9);
kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима принимается равным 1,1.