Введение

В процессе выполнения курсовой работой необходимо приобрести навыки выбора грунтового основания и тип фундамента опоры моста в заданных условиях строительства, а также конструирования и расчета фундамента по грунту.

Задачи, связанные с выбором типов основания и фундаментов, конструкций, размеров и материалов последних, имеют много качественно различных решений. Поэтому в курсовой работе необходимо предусмотреть несколько вариантов проектного решения основания и фундаментов с тем, чтобы на основе технико-экономических сравнений возможных вариантов принять оптимальное решение.

1 Анализ инженерно-геологических условий и оценка строительных свойств грунтов.

При проектировании оснований под фундаменты опор моста по данным инженерно-геологических исследований необходимо оценить свойства грунтов строительной площадки с целью выбора несущего слоя. Данные инженерно-геологических исследований приведены в задании к курсовой работе. Использовались данные бурения одной скважины. Для каждого из пластов, вскрытыми скважиной, необходимо определить наименование грунта. Если в таблице исходных данных отсутствует влажность на границе текучести W_L и раскатывания W_p, то это означает, что грунт песчаный.

Исходные данные:

Район строительства – г. Могилев; P₁=9000 кН; P₂=2300кН; F_т=725 кН.

Таблица 1.1 – Исходные данные

Номер варианта курсовой работы	Отметка устья скважины	Слой №1		Слой №2		Слой №3		Слой №4
		Вид грунта	Толщина слоя, м	Вид грунта	Толщина слоя, м	Вид грунта	Толщина слоя, м	Вид грунта	Толщина слоя, м
55	148,3	44	2,8	48	4,5	77	10,1	известняк	3,3

Таблица 1.2 – Характеристики песчаных грунтов

Вариант несвязного грунта	Гранулометрический состав содержания частиц грунта в % крупностью					Физико-механические характеристики
	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	PS г/см3	P г/см3	W,%
77	6,0	41,0	37,0	15,0	11,0	2,66	1,98	24,2

Таблица 1.3 – Характеристики пылевато-глинистых грунтов

Вариант связного грунта	Физико-механические характеристики грунтов
	PS г/см3	P г/см3	W,%	WL,%	WP,%
44	2,70	1,78	24,0	28,5	18,0
48	2,75	1,96	27,5	44,0	21,0

Первый слой(44) толщиной 2,8 м представлен пылевато-глинистым грунтом.

По числу пластичности определяем вид пылевато-глинистого грунта:

I_P = W_L – W_P;

I_P=28,5-18 = 10,5.

При 7<I_P ≤17 грунт – суглинок.

Определим консистенцию данного грунта по показателю текучести:

I_L=(W-W_P)/I_P = (24,0-18,0)/10,5 = 0,57

При 0,5< I_L≤0,75 грунт – мягкопластичный

Определим коэффициент пористости, по которому, используя табличные данные, определяется плотность сложения грунта.

e=(ρ_s/ρ_d)-1;

где ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³ – табл.1.2;

ρ_d – плотность грунта в сухом состоянии, г/см³;

ρ_d=ρ/(1+0,01·W), г/см³;

где ρ – плотность грунта – табл.1.2;

W – влажность грунта – табл.1.2;

Тогда

e=(2,7/1,44)-1 = 0,88;

Кроме того, для водонасыщенных слоев грунта необходимо определять вес грунта с учетом взвешивающего действия воды для всех типов песчаных грунтов и пылевато-глинистых с показателем текучести I_L>0,25,по формуле:

_sbi=(_si-_W)/(1+e),

где _si – удельный вес частиц i-го слоя грунта, г/см³, определяемый из выражения

_si=ρ_s·g,

где g – ускорение свободного падения.

Тогда для первого слоя:

_sb1=(27·-10)/(1+0,88) = 7,47 кН/м³;

Второй слой(48) толщиной 4,5 м пылевато-глинистый грунт.

По числу пластичности определяем вид пылевато-глинистого грунта:

I_P = W_L – W_P;

I_P=44-21=23.

При I_P>17 грунт – глина.

Определим консистенцию данного грунта по показателю текучести:

I_L=(W-W_P)/I_P = (27,5-21)/23 = 0,28, т.к. 0,25< I_L≤0,5 грунт тугопластичный.

Определяем коэффициент пористости

ρ_d=1,96/(1+0,01·27,5) = 1,55 г/см³;

e=(2,75/1,55)-1 = 0,77;

Определяем вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

_sb2=(27,5-10)/(1+0,77) = 9,89 кН/м³;

Третий слой(77) толщиной 10,1 м. Так как отсутствуют в данных W_L и W_P – грунт песчаный.

Определим тип песчаного грунта по крупности частиц. Для этого необходимо с нарастающим итогом суммировать сверху вниз данные процентного содержания частиц, каждый раз сравнивая полученную после очередного добавления сумму с соответствующими величинами процентного содержания частиц определенной крупности.

частиц > 2мм – 6% < 25%;

частиц > 0,5мм – 6+41%=47% < 50%;

частиц > 0,25мм – 47%+37%=68% > 50%;

Так как частиц крупнее 0,25мм больше 50%,то данный грунт по гранулометрическому составу относится к песку средней крупности.

Определяем коэффициент пористости

ρ_d=1,98/(1+0,01·24,2) = 1,59 г/см³;

e=(2,66/1,59)-1 = 0,67;

Так как e = 0,67, то по таблице определяем, что песок средней плотности.

Определяем степень влажности

S_r=0,01·W·ρ_s/e·ρ_w;

где ρ_w – плотность воды, равная 1 г/см³;

S_r=0,01·24,2·2,66/0,67·1 = 0,96;

Так как S_r=0,96>0,8 то песок насыщенный водой.

Определяем вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

_sb3=(26,6-10)/(1+0,67) = 9,94 кН/м³

Четвертый слой (известняк) – скальная порода.

Далее определяем нормативные значения деформационных и прочностных характеристик грунтов (модуль деформации Е, угол внутреннего трения Данные о физико-механических характеристиках и показателях грунтов, слагающих строительную площадку, приводятся в сводной таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

Номер слоя	Наименование грунта		Мощность слоя		Физические характеристики																						Прочностные характеристики							Деформационные характеристики
					ρs s		ρ 		ρd d		sb		W		WL		WP		IP		IL		e		Sr		φn		Cn			Ro		Е
1		2		3		4		5		6		7		8		9		10		11		12		13		14		15		16	17		18
1		Суглинок мягкопластичный		2,8		2,7 27		1,78 17,8		1,44 14,4		7,47		24,0		28,5		18,0		10,5		0,57		0,88		-		15,4		15,4	24,5		7,4
2		Глина тугопластичная		4,5		2,75 27,5		1,96 19,6		1,54 15,4		9,78		27,5		44,0		21,0		23		0,28		0,77		-		16,55		48,7	212,84		17,4
3		Песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой		10,1		2,66 26,6		1,98 19,8		1,59 15,9		9,94		24,2		-		-		-		-		0,67		0,96		28		0,94	245		23