Расчет фундамента мелкого заложения по заданных схемах моста и опор

Страницы работы

Содержание работы

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Основания и фундаменты»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент         Ефимов В.М.            Группа            МТ-202         Шифр             790

Схема моста

 

Нагрузки, мН,

эксцентриситет, м

Размеры опоры ,м

Глубина, м

∑P0

∑H0

l0

A0

B0

L0

HB

HР

15.5

1.25

0.2

10.1

3.3

10.5

4.5

1.3

     Схема опоры

№ слоя

Мощность, м

Описание

Геологический разрез

Нормативные

 характеристики

γS, кН/м3

γ, кН/м3

ω

ωl

ωp

с, кПа

φ

E,МПа

1.

4.5

вода

 

2.

1

песок мелкий заиленный темно-серый

aQ4

26.0

16.2

0.38

-

-

5

20

6

3.

9

песок средней крупности серый

кварцевый

aQ4

26.4

19.5

0.17

-

-

-

36

32

4.

7

песок гравелистый

fgQ3

26.6

18.2

0.12

-

-

-

38

30

5.

-

глина голубовато- серая слоистая

Ө1

27.5

21.0

0.16

0.33

0.15

42

24

45

Подпись преподавателяДата

1.  Анализ строительных свойств грунтов основания.

1)  Песок мелкий заиленный темно-серый.

Последовательно определяем:

Удельный вес сухого грунта.

 кН/м3

Пористость.

 

Коэффициент пористости.

(Песок рыхлый, грунт не может служить в качестве основания)     

Степень влажности.

(По степени влажности песок насыщен водой).

2)  Песок средней крупности серый кварцевый.

Последовательно определяем:

 кН/м3;

;

,(Песок средней плотности);

(По степени влажности песок влажный).

Условное сопротивление влажного песка средней крупности R׳  = 275 кПа.

3)  Песок гравелистый.

Последовательно определяем:

 кН/м3;

;

,(Песок средней плотности);

(По степени влажности песок маловлажный).

Условное сопротивление влажного  гравелистого песка R׳  = 350 кПа.

4)  Глина голубовато-серая слоистая.

Последовательно определяем:

 кН/м3;

;

Число пластичности.

Грунт – глина.

     Показатель текучести.

Глина находится в полутвердом состоянии.

Условное сопротивление глины  R׳ = 451,5 кПа.

II. Конструирование фундамента.

Назначаем минимальные размеры фундамента. Размеры подошвы опоры: B0 = 3,3 м,

A0 = 10,5 м. Минимальная площадь подошвы фундамента Fmin = (3,3+2∙0,5)∙(10,5+2∙

∙0,5) = 49,45 м2. Ширина обреза С = 0,5 м. Подошву закладываем на отметке 31,70(на

2,5 м ниже линии теоретического размыва). Плоскость обреза находится на 0,5 м ниже ГМВ. Таким образом, высота фундамента hф =7,8 м. (рис.1).

                          

  Рис. 1                                       Рис. 2

III. Расчет по I группе предельных состояний.

1.  Определение напряжений по подошве фундаментов.

Объем фундамента

 м3 .

Нормативный вес фундамента определяется без учета взвешивающего воздействия воды(что идет в запас прочности)

 кН, где γб =24 кН/м3 – удельный вес бетона;

Вес воды на обрезах

 кН

(при определении веса воды принимаем очертание отпечатка опоры прямоугольным).

          Определяем расчетные нагрузки на фундамент(в уровне подошвы):

 кН;

 кН;

кН∙м

Определим напряжения по подошве фундамента:

 кПа ;   м3

;

кПа;  кПа

          Определяем расчетное сопротивление:

R = 1.7 (R0 (1 + k1(b-2)) + k2 γ(d – 3)    , где

k1 = 0.1     и        k2 = 3.0

R = 1,7 (275(1 + 0,1(4,3-2))  = 575 кПа.

 кПа;   кПа; .

Выполняется только одна проверка из трех, поэтому увеличиваем размеры подошвы фундамента до величин, указанных на рис.2.

Определим площадь подошвы

F = 15,1*8,3 = 125,33 м2.

Проверяем значение коэффициента α0

 ‹ α0 пред. = 30º,

где 0,5 м  - ширина уступа фундамента

 1,0 м  - высота уступа.

     Вес фундамента:

 кН;

Песок мелкий заиленный темно-серый.         Песок средней крупности серый кварцевый.

Характеристики

Вид

пред. состояния

γ, кН/м3

с, кПа

φ

Нормативные

16..2

5

20

I предельное

17.82

7

22

II предельное

17.01

5.5

21

Характеристики

Вид

пред. состояния

γ, кН/м3

с, кПа

φ

Нормативные

19.5

-

36

I предельное

21.45

-

39.6

II предельное

20.48

-

37.8

             

Песок гравелистый.                    Глина голубовато-серая слоистая.

Характеристики

Вид

пред. состояния

γ, кН/м3

с, кПа

φ

Нормативные

18.2

-

38

I предельное

20.02

-

41.8

II предельное

19.11

-

39.9

Характеристики

Вид

пред. состояния

γ, кН/м3

с, кПа

φ

Нормативные

21.0

42

24

I предельное

23.1

58.8

26.4

II предельное

22.05

46.2

25.2

Вес грунта на уступах:

Вес воды на уступах:

кН;

 кН;

 кН∙м

Определим напряжения по подошве фундамента:

   кПа ;   м3

;  ;

кПа;  кПа

          Определяем расчетное сопротивление:

R = 1.7 (R0 (1 + k1(b-2)) + k2 γ(h – 3)    , где

k1 = 0.1     и        k2 = 3.0

R = 1,7 (275(1 + 0,1(6-2))+ 3∙20.61(4.3 - 3)  = 792.17 кПа.

 кПа;   кПа; .

Условия прочности основания выполнены. Принимаем размеры фундамента за окончательные.

2.  Проверка на опрокидывание

; где

          mопр – коэффициент условий работы, равный 0,8 при нескальном основании;

 γn – коэффициент надежности, равный 1,1.

 кНм – опрокидывающий момент.  кНм –

удерживающий момент.

Условие безопасности от опрокидывания выполнено.

3.  Проверка на опрокидывание

Условие проверки имеет вид:

; где

ψ – коэффициент трения,

- коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9,

 - коэффициент надежности, равный 1,1.

кН; ψ = 0,40(для песков);

Условие безопасности от сдвига выполнено.

IV. Расчет по II группе предельных состояний

1.Проверка положения равнодействующей

Определяем расчетные величины момента  и вертикальной нагрузки :

 кН,

кНм.

          Определяем эксцентриситет приложения равнодействующей:

          , ;

e0 < ρ.

Условие требуемого положения равнодействующей выполняется.

2.Расчет осадки фундамента

Осадка фундамента определяется от действия постоянных  расчетных нагрузок  без учета фактора размыва грунта у опоры.

Учитывая отсутствие размыва, пересчитываем нормативные нагрузки от веса грунта и воды на уступах фундамента:

 Тогда,  кН.

          Находим величину среднего давления:

 ; кПа.

Строим эпюры бытовых и уплотняющих давлений.

Слой песка  средней крупности серого кварцевого на 3 слоя(2;1,5;1,2м), слой песка гравелистого разбиваем на 4 слоя ( 3 по 2м, 1слой – 1м). Поверхность глины голубовато-серой слоистой принимаем за водоупор. Определяем ординаты бытового давления:

          ;  ; кН/м3;

            кПа

          ;  кН/м3;

             кПа;

          ;  кПа;

          ;  кПа;

          ;  кПа.

          Определяем ординаты уплотняющих давлений:

   кПа.

Сравнивая ординаты эпюр уплотняющих и бытовых давлений (pб = 5p(z)), получаем, что граница сжимаемой толщи находится на отметке 18,50м.

Определяем расчетную осадку методом послойного суммирования

,

где     hi – мощность i-го слоя, см;

 - средняя величина уплотняющего давления в i-том слое, кПа(определяется как полусумма давлений, действующих на границах i-того слоя);

Ei  - модуль деформации грунта i-го слоя, кПа.

          Расчетная величина осадки определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи основания

,

где n – число элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи.

; ;

;          ;

;            ;

.

,

где   Su – допустимая осадка;

          L – длина наименьшего пролета, примыкающего к данной опоре.

          , Sp<Su.  6,67см < 11,27 см.

          Проверка выполнена. Расчет фундамента мелкого заложения закончен.

Похожие материалы

Информация о работе