2. Проектирование основания и фундамента

2.1. Оценка грунтов основания

По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.1.2) рассчитываются их производные характеристики.

Для глинистого грунта вычисляют:

• коэффициент пористости вычисляется по формуле:

, (1)

где – плотность воды, принимаемая равной 1 т/м³;

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• плотность грунта вычисляется по формуле, т/м³,

(2)

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• удельный вес грунта вычисляется по формуле, кН/м³,

, (3)

где g= 9,81 м/с² -ускорение свободного падения;

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• удельный вес частиц грунта вычисляется по формуле, кН/м³,

; (4)

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• плотность грунта во взвешенном состоянии вычисляется по формуле, т/м³,

; (5)

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• удельный вес грунта во взвешенном состоянии вычисляется по формуле кН/м³,

(6)

1-ый слой

2-ой слой

3-ий слой

• число пластичности вычисляется по формуле:

; (7)

1-ый слой - супесь

2- ой слой - суглинок

3-ий слой - глина

• показатель текучести вычисляется по формуле:

. (8)

1-ый слой

2- ой слой

3-ий слой

Результаты расчетов необходимо свести в табл.2.1

Таблица 2.1.1 - Физические характеристики грунтов основания

№ ИГЭ	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 нгрунта
1	0,51	2,10	20,60	26,09	1,10	10,80	0,05	0,40	супесь пластичная
2	0,56	2,08	20,40	26,29	1,08	10,60	0,13	0,46	суглинок тугопластичный
3	0,85	1,93	18,93	26,78	0,94	9,12	0,23	0,22	глина полутвердая

2.2. 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.

Лекальный блок фундамента под цилиндрическое звено								Цилиндрическое звено
Номер лекального блока	lлб, см	bлб , см			Объём 1м блока, Vлб м3			Номер цилиндрического звена			lзв, см	do, см			зв, см		Объём 1м звена, V зв м3
68а	99	207			0,81			73			100	200			20		1,38
Лекальный блок фундамента под коническое звено								Коническое оголовочное звено
Номер конического оголовочного звена	lлбог , см		bлбог , см		Объём 1м блока, Vлбог м3			Номер оголовочного звена			lог , см	Dог , см			ог, см		Объём 1м звена, Vог м3
75	132		224		1,18		76			132			240		16	1,55
Откосные крылья
Номер откосного крыла	lок , см			bок , см		Рок , см			mок , см					Объём 1м откосного крыла, V ок м3
79ПЛ	143			128		230			143					0,78

Таблица 2.2.1 - Параметры элементов трубы

Исходя из заданных категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяют минимальную длину средней части трубы по лотку lтр_min по формуле

lтр_min=В+2m(Н_н-d₀-), (9)

_{где B ― ширина земляного полотна, м, принимаемая в зависимости от категории дороги В = 15 м;}

_{Hн ― высота насыпи, равная 7,3 м;}

_{d0 ― отверстие трубы, равный 2,0 м;}

_{ ― толщина стенки, равная 0,20 м (табл.2.2.1);}

_{m ― коэффициент заложения откоса, по СНиП 2.05.02–85 m = 1,5.}

_{Тогда: lтрmin = 30,30 м}

_{Длину средней части трубы lтрср с учетом выбранных конструктивных элементов и стыковых омоноличиваемых швов, исходя из условия lтрср≥ lтрmin:}

_{lтрср=n·lзв+2·lог+(nш·hш), (10)}

_{где n – количество звеньев средней части трубы, м;}

_{lзв – длина звена средней части трубы, м;}

_{lог – длина конического звена входного оголовка = 1,32 м;}

_{nш – количество стыковых омоноличиваемых швов, включая звенья конических оголовков;}

_{hш – толщина стыковочного омоноличиваемого шва равная 0,01 м.}

_{lтрср=31·1+2·1,32+(32·0,01)=33,96 м.}

_{Полная длина трубы Lтр определяется по формуле:}

_{Lтр = lтрср + bпс + 2·lок·соsβ, (11)}

_{где bпс – ширина портальной стенки – 0,35 м;}

_{lок – длина откосного крыла, м;}

_{β – угол растекания = 45◦.}

_{Lтр=33,96+0,35+2·2,9·соs45◦=38,41 м.}

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 0,20 м (см. рис.1).

Отметка подошвы фундамента назначается с учетом глубины промерзания в районе строительства.