Основания и фундаменты мостовых опор: Методические указания к курсовой работе, страница 2

3.  Инженерно-геологические данные. В основании опоры выделено три инженерно-геологических элемента (слоя грунта). В задании указываются отметки границ и номера грунтов, слагающих основание. В соответствии с номерами грунтов их физико-механические характеристики, а для песчаных грунтов  - также данные о гранулометрическом составе, приведены в приложении 2. Гидрологические условия задаются отметкой уровня меженних вод, отметкой дна реки и отметкой размыва.

Студенты заочного факультета находят  свои данные для заполнения бланка задания по последней цифре своего шифра в таблице 1.1.

Подраздел 1.1 пояснительной записки курсовой работы «Исходные данные для проектирования» должен содержать следующие материалы:

1.  Схема опоры с обозначением действующих на нее нагрузок, совмещенная с геологической колонкой основания (за нулевую отметку принимается уровень меженних вод) с указанием отметки размыва.

2.  Таблица нормативных величин нагрузок, действующих на опору.

3.  Таблицу физико-механических характеристик грунтов (кроме того, для песчаных грунтов, данные о гранулометрическом составе).

1.2. Анализ инженерно-геологических условий

          В подразделе 1.2 «Анализ инженерно-геологических условий» необходимо рассчитать для всех грунтов, слагающих основание, следующие дополнительные характеристики:

коэффициент пористости грунта -

                                                                                                 (1.1)

степень влажности -

                                                                                                           (1.2)

          Для глинистых грунтов, кроме того, необходимо вычислить следующие классификационные показатели:

число пластичности -

                                                                                        (1.3)

показатель текучести -  

                                                                                                      (1.4)

В приведенных формулах обозначено: r - плотность грунта, т/м³; r_s - плотность частиц грунта, т/м³; r_w = 1 т/м³ - плотность воды; w - естественная влажность грунта; w_p - предел пластичности; w_L - предел текучести.

По вычисленным показателям устанавливается полное наименование грунтов каждого слоя основания.

Тип песчаных грунтов определяют в зависимости от его гранулометрического состава по классификационной таблице В.1 (приложение В). Плотность сложения песчаного грунта устанавливается в зависимости от коэффициента пористости по таблице В.2 и разновидность по степени влажности - по таблице В.3.

Тип глинистого грунта и его характеристика по консистенции определяется по классификационным таблицам В.4 и В.5 приложения В.

Таким образом, наименование грунта включает в себя:

для песчаных грунтов – тип грунта, вид по плотности сложения и разновидность по степени влажности;

для глинистых грунтов - тип грунта и его разновидность по консистенции.

          Далее, для каждого слоя основания определяют условное сопротивление  грунта R₀ согласно таблицам Г.1 (приложение Г) - для песчаных грунтов и Г.2 - для глинистых грунтов. Кроме того, из таблицы Г.3 следует выписать значения коэффициентов k₁ и k₂.

          Обработка инженерно-геологических данных ведется в порядке расположения слоев в основании (сверху вниз). В заключении приводится сводная таблица дополнительных характеристик грунтов (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Дополнительные характеристики грунтов

Номер слоя	Номер грунта					Наименование грунта

1.3. Сочетания нагрузок

                    В подразделе 1.3 пояснительной записки необходимо составить и рассчитать сочетания нагрузок, действующих вдоль моста в плоскости обреза фундамента, на восприятие которых в дальнейшем будут проектироваться фундаменты опоры. Нормативные величины нагрузок регламентируются нормами [2]. Величины нагрузок, используемые  в расчетах фундаментов и их оснований по предельным состояниям, принимают с коэффициентами надежности по нагрузке g_f  и коэффициентами сочетаний нагрузок h, учитывающими уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок. Величины этих коэффициентов даются в нормах проектирования [2] и зависят от вида нагрузки, сочетания нагрузок и расчета, для которого оно составлено. Численные значения коэффициентов g_f  и  h в сочетаниях нагрузок, на которые предлагается рассчитывать фундаменты в курсовом проекте по первой группе предельных состояний (по прочности и устойчивости), приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Значения коэффициентов  g_f  и  h

Виды нагрузок	Обозначения нагрузок	gf	h
Постоянные нагрузки	PA, PF	1,1 (0,9)	1
Вертикальная нагрузка от подвижного состава	Pn	1,15	0,8
Горизонтальная нагрузка от торможения или силы тяги	Pnh	1,1	0,7
Ветровая нагрузка	Pw1 , Pw2	1,5	0,5

К вертикальной нагрузке от подвижного состава, кроме того, вводится дополнительный коэффициент 1+m. В курсовой работе в расчетах основания он принимается равным единице.

          В расчетах оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) используются сочетания нагрузок, в которых для всех видов нагрузок принимается g_f =1.

          Для составления сочетаний нагрузок в уровне обреза фундамента (в плоскости моста) принимают прямоугольную систему координат xOz. Начало координат совмещают с центром тяжести сечения фундамента в плоскости обреза, ось Оx направлена вдоль моста, ось  Oz - вниз. Нагрузки, действующие в плоскости  xOz приводят к вертикальной составляющей , горизонтальной составляющей  и моменту М⁰. В принятых здесь обозначениях верхний индекс показывает, что эти нагрузки действуют в плоскости обреза фундамента.

          В курсовой работе предлагается при расчете фундаментов и их оснований в плоскости моста использовать следующие четыре сочетаний нагрузок, действующих в уровне обреза фундамента (в реальном проектировании сочетаний нагрузок применяют значительно больше и расчеты выполняют как в плоскости моста, так и в плоскости опоры):

Сочетание I

  ;

;                                                                        (1.5)

,

Сочетание II

; 

;                                                                        (1.6)

,

Сочетание III

  ;

;                                                                                   (1.7)

,

Сочетание IV

  ;

;                                                                                                                       (1.8)

.

          В приведенных формулах все обозначения соответствуют рис.1.2.

Рис. 1.2. Схема опоры к сочетанию нагрузок

          Расчеты сочетаний нагрузок приводятся полностью в пояснительной записке, а окончательные результаты сводят в таблицу следующей формы:

Таблица 1.4 - Нагрузки, действующие в плоскости обреза фундамента

Обозначения усилий	Нагрузки для расчетов по первой группе предельных состояний		Нагрузки для расчетов по второй группе предельных состояний
	Сочетание I	Сочетание II	Сочетание III	Сочетание IV
M0

На этом подготовительный этап работы заканчивается и начинается проектирование фундаментов.