2151

Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основания и фундаменты»

Составители В.А. Гриценко, А.С. Нестеров, В.Н. Шестаков

Омск Издательство СибАДИ

2003

УДК 624.15 ББК 38.58

Рецензент

канд. техн. наук, доцент М.П. Мусиенко

Работа одобрена методической комиссией факультета АДМ в качестве методических указаний.

Проектирование основания и фундамента водопропускной трубы: Методические указания к курсовой работе по дисциплине

«Основания и фундаменты»/ Сост.: В.А. Гриценко, А.С. Нестеров, В.Н. Шестаков.– Омск: Изд-во СибАДИ,2003.

– 36 с.

Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты» студентами, обучающимися по специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы», 060800 «Экономика и управление на предприятии», 330200 «Инженерная защита окружающей среды», 291304 «Механизация и автоматизация строительства».

Табл. 7 . Ил. 8. Библиогр.: 9 назв.

Издательство СибАДИ, 2003

Введение

Водопропускные трубы являются наиболее распространенным видом искусственных сооружений на дорогах. В среднем на каждые 1,35 км дороги приходится водопропускная труба.

Целью курсовой работы является приобретение студентами практических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования основания и фундамента круглой сборной железобетонной водопропускной трубы под насыпью автомобильной дороги в районах сезонного промерзания грунтов.

Сущность курсовой работы состоит в привязке типового проектного решения сборного железобетонного фундамента трубы к заданным грунтовогидрологическим условиям, заведомо требующим повышения прочности и устойчивости природного основания. При этом из известных способов создания искусственных оснований предлагается рассмотреть вариант замены слабого грунта природного основания на грунтовую подушку.

Проверка обеспечения устойчивости насыпи и её основания как основного мероприятия, предотвращающего продольную растяжку трубы, в работе не рассматривается. Такую задачу студенты научились решать в курсовой работе по дисциплине «Механика грунтов».

Вопросы гидравлического расчета водопропускных труб изучаются в дисциплине «Изыскание и проектирование дорог».

Технология строительства сборных железобетонных труб изложена в учебном пособии [9]. В курсовой работе предлагается рассмотреть технологические соображения по строительству таких труб.

Выполнять курсовую работу необходимо в последовательности, изложенной в методических указаниях.

Общая трудоёмкость работы 25 часов, а ориентировочная трудоёмкость выполнения её этапов в оформленном виде следующая:

Курсовая работа оформляется в соответствии с действующими правилами в виде:

пояснительной записки, включающей соответствующие расчетные схемы

срасчетами (25 стр.);

чертежа формата А3 (прил.11).

1.ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Варианты исходных данных приведены в табл. 1 и 2 и пояснены на рис.1. В табл.1 указаны варианты отметок слоёв геолого-литологического разреза по оси трубы. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи.

В каждом варианте задания основание трехслойное. Мощность третьего слоя следует считать неограниченной.

Физические и механические характеристики грунтов основания приведены в табл.2.

Район строительства, категория дороги, высота насыпи, уклон лотка трубы и диаметр трубы приведены в бланке, прилагаемом к заданию.

Грунты основания условно следует считать двухфазными со степенью влажности Sr = 1. Отметка уровня воды (УВ) в трубе условно принимается по верху её внутреннего диаметра.

Таблица 2

Варианты физических и механических характеристик грунтов основания

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

2.1. Оценка грунтов основания

По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.2) рассчитываются их производные характеристики.

Для глинистого грунта вычисляют:коэффициент пористости

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

плотность грунта, т/м3,

1 e

удельный вес грунта, кН/м3,

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

удельный вес частиц грунта, кН/м3,

разновидность глинистого грунта (супесь, суглинок, глина) (табл.П.1.1), а по значению JL - его консистенцию (табл.П.1.2).

Для песчаного грунта вычисляют: коэффициент пористости е по выражению (1); плотность грунта по выражению (2); удельный вес грунта по выражению (3); удельный вес частиц грунта s по выражению (4); удельный вес грунта во взвешенном состоянии в по выражению (6).

Разновидность песков по степени плотности устанавливается в зависимости от его коэффициента пористости е по ГОСТ 25100 [2] (табл.П.1.3).

Результаты расчетов необходимо свести в табл.3.

Для глин и суглинков твердой и полутвердой консистенции удельный вес грунта во взвешенном состоянии в не определяют, т.к. эти грунты считаются водонепроницаемыми.

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.

Исходя из заданных категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяют её длину Lтр.

Минимальная длина трубы lтр рассчитывается по формуле

где B – ширина земляного полотна, м, принимаемая по СНиП 2.05.02–85 [5] в зависимости от категории дороги (прил.5); Hн – высота насыпи, м; d0 – отверстие трубы, м; – толщина стенки, м (табл.4); m – коэффициент заложения откоса, назначаемый по СНиП 2.05.02–85 [5] (прил.6).

При этом необходимо, чтобы Lтр lтр.

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. При выполнении курсовой работы условно принимается вариант конструкции, приведенной на рис.2.

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.

Отметка подошвы оголовочного звена и открылков назначается на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания df .

Глубину заложения фундамента средней части трубы назначают независимо от глубины промерзания.

Для районов, где глубина промерзания 2,5 м, её расчетное значение рассчитывается по формуле СНиП 2.02.01 [3]

где d0 – величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме | TM | абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур оС за зиму, принимаемых по СНиП 23.01-99 [6] (прил.9); kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима принимается равным 1,1.