Вступ

Важливою частиною спорудження є фундамент. З ціллю індустріалізації робіт, підвищення надійності і зниження вартості споруд використовують пальові фундаменти. В даний час їх використовують при різних по величині навантаженнях і довжинах паль. Використання пальових фундаментів значно зменшує об’єм земляних робіт. Велике значення пальових фундаментів для будівництва мостів.

По типу використаних несучих елементів пальові фундаменти бувають із паль, паль-оболонок і паль-стовпів. По способу передачі тиску на ґрунт палі поділяються на висячі, передаючі тиск на ґрунт за рахунок сил тертя і нормального відпору на рівні загострення паль, і стійки, опираючись на практично нестискаючі ґрунти.

Фундаменти глибиною залягання відрізняються від фундаментів мілкого залягання значно великою глибиною залягання, особливостями конструкції, побудови і характером роботи в ґрунті.

1. Вихідні дані для проектування

Навантаження та гідрогеологічні дані

Номер свердловини 13;

тип опори 2 (берегова);

висота опори Н₀=8м;

сума абсолютних значень середньомісячних мінусових температур за зиму у районі будівництва Mt=34⁰С;

Р=0,5*Н₀=4,9МН;

Т=0,1*(5-0,1Н0)=0,1*(5-0,1*9,8)=0,402МН;

Е=0,2H₀=0,2*9,8=1,96МН;

Q=2,5+0,15H₀=2,5+0,15*9,8=3,97МН;

С=3,5-С₁+С₂=3,5-0,58+2,05=4,97м;

С₁=0,1*(Н₀-4)=0,1*(9,8-4)=0,58м;

С₂=0,33*(Н₀-3,6)=0,33*(9,8-3,6)=2,05м;

Н₁=Н₀-2,2=9,8-2,2=7,6м;

Н₂=0,3Н₀=0,3*9,8=2,94м;

L=9,0м;

е=0,05*Н₀=0,05*9,8=0,49м.

1. Визначення розрахункових характеристик ґрунту

Таблиця 1.1 - Геологічні умови

Номер шару	Потужність шару, м	Геологічнийрозріз	Літологічнийописпорід за даннимипольовихвізуальнихвизначень	Густиначасток грунту ρs, т\м3	Густина грунту ρ, т\м3	Вологість W , %	ГраницятекучостіWL, %	ГраницярозкачуванняWp , %	Стисливість за данимилабораторнихвопробувань							Нормативний кут внутрішньоготертяφн, град	НормативнепитомезначенняСн, кПа
									, Мпа	, Мпа	, Мпа	, Мпа	, Мпа	, Мпа	, Мпа
1	3		Глина	2,74	1,9	26,7	36	22,4	0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	20	40
									0,824	0,816	0,810	0,800	0,794	0,789	0,785
2	6		Супісок	2,75	1,94	22	25	17	0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	24	6
									0,787	0,772	0,764	0,751	0,744	0,741	0,739
3	45		Пісок крупний	2,66	2,01	24			0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	33
									0,641	0,635	0,630	0,625	0,622	0,619	0,615

У завданні на проектування задані нормативні значення величин та характеристик. Згідно будівельним нормам та правилам усі розрахунки повинні виконуватись з використанням розрахункових значень, які визначають по формулі:

Х_р=Х_н/γ_g, (1.1)

де Х_р і Х_н – відповідно, розрахункове нормативне значення характеристики;

γ_g – коефіцієнт надійності за ґрунтом.

Розрахунки ведемо в табличній формі.

Таблиця 1.2 – Розрахункові характеристики грунтів

Нормативні значення характеристик грунту за пластами	Нормативні і розрахункові значення характеристик за групою граничного стану (ггс)
	γg	І (ггс)
		Нормат.	Розрах.
φн1-глина тугопластична середньої щільності φн2-супісок пластичний φн3-пісок крупний	1,15 1,15 1,1	20° 24° 33°	17,39° 20,87° 30°
Сн1-глина тугопластична середньої щільності Сн2-супісок пластичний	1,5 1,5	40,0 6	26,67 4

2 Розрахунок характеристик і вибір несучого шару грунту

1 – шар – глина

Уточнюємо назву грунту по значенню числа пластичності:

I_p=W_L –W_p , (2.1)

де W_l – вологість грунту на границі текучості, у частках одиниць;

W_p – вологість грунту на границі розкачування, у частках одиниць.

I_p=0,36-0,224=0,136

Так як 0,07 ‹0,136 ‹0,17, то грунт суглинок тугопластичний.

Визначаємо коефіцієнт пористості:

(2.2)

де ρ_s – щільність часток ґрунта;

ρ₀ – середня щільність ґрунта.

Показник консистенції :

_(2.3)

Ступінь вологості :

_(2.4)

де: ρ_w – щільність води, приймаємо 1т/м³.

Так як 0,8<S_r.<1,0 грунт насичений водою, R₀=186,2 кПа.

2 – шар – супісок пластичний

Уточнюємо назву ґрунту по значенню числа пластичності (за формулою 2.1):

I_p= 0,25-0,17=0,08

Так як 0,07 ‹0,08 ‹0,17, тобто грунт суглинок тугопластичний

Визначаємо коефіцієнт пористості (за формулою 2.2):

Показник консистенції (за формулою 2.3) :

Ступінь вологості (за формулою 2.4) :

Так як 0,8<S_r.<1,0 грунт насичений водою, R₀=0 кПа.

3 – пісок крупний

Визначаємо коефіцієнт пористості (за формулою 2.2):

Так як 0,55 ‹0,64 ‹0,7 пісок середньої щільності.

Ступінь вологості піску(за формулою 2.4):

Так як 0,8 ‹ S_r ‹ 1,0 тобто грунт насичений водою, R₀=245 кПа.

Аналізуючи значення умовного опору усіх шарів, зробимо висновок, що несучим шаром може бути пісок крупний з R₀=245кПа.З умов роботи палі будують висячі.

3 Визначення розмірів ростверку і паль

3.1. Визначення розмірів і ваги ростверку

в_р=в_с+2хС, (3.1)

де в_с – ширина споруди в плані;

с – величина обрізу фундаменту;

в_р – ширина ростверку в плані.

в_р=4,97+2х0,5=5,97м

а_р=а_с+2хС , (3.2)

де а_р – довжина ростверку в плані;

а_с – довжина споруди в плані.

а_р = 9+2*0,5=10м

Висота ростверку h_p визначається як різниця відміток глибини закладання плоскості обрізів та підошви ростверку. Глибина закладання плоскості обрізів приймається рівною 0,5 м.

h_p = Н_р +0,5 (3.3)

h_p =2+0,5=2,5м

Перевіримо достатність заглиблювання підошви ростверку за умови промерзання суглинку:

h_p=h_пр+0,25, (3.4)

де h_пр – глибина промерзання.

h_p =1,5+0,25=1,75 м.

Так як 1,75<2,5 умова виконується..

Таким чином запроектований ростверк з розмірами: 2×5,97×10 м.

Вага ростверку:

Q_р=Н_р×b_p×a_p×γ_б, (3.5)

де Н_р- висота ростверку ;

γ_б- питома вага бетону, приймаємо 24 кН/м³.

Q_р =2×5,97×10×24000=2,866 МН