Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование оснований и фундаментов транспортных сооружений. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов направления подготовк
.pdf
ки, подводного бетона и др.);
кмкм
ba 2
вкмкм
hba
в
h
пбкркр
hba
пб
h
ф
V
кркpкp
hba
кркpкp
hba ,,
допркр
сaa
допркр
сbb
pp
ba ,
кр
h
свсв
dп
2
св
п
2
d
св
кркр
ba 2
кркрв
bah
в
h
пбкркр
hba
пб
h
ррр
bah
- крепление стен котлована металлическими шпунтами
- объем водоотлива из котлована
, где
– глубина воды
в котловане (расстояние от уровня подземных вод или уровня воды в
водотоке до подошвы фундамента) и толщины дополнительных
устройств (песчаной подушки, подводного бетона и др.);
- объем подводного бетонирования
, где
– толщина
слоя подводного бетона, определяемого из расчета равенства веса бетонируемой плиты и гидростатического давления на уровне дна котлована
с коэффициентом запаса 1,1. Толщину подушки назначают по проекту
производства работ, но не менее 1 м при напоре воды до 3 м [9].
- объем фундамента мелкого заложения
определяется расчетом (п. 3.2).
При устройстве свайного фундамента [1, 2]:
- объем котлована
, где
– длина, ширина и
глубина котлована для ростверка, м. Размеры дна котлована в плане
назначаются в соответствии с проектными размерами ростверка
;
, где
– длина и ширина ростверка, м.
;
Глубина котлована
определяется по схеме свайного фундамента в
зависимости от высоты ростверка, отметки его обреза и подошвы и
толщины дополнительных устройств (песчаной подушки, подводного
бетона и др.);
- объем свай
сваи, м;
– длина сваи, м;
- ограждение котлована металлическим шпунтом
- объем водоотлива из котлована
, где
– число свай;
, где
– толщина ствола
;
– глубина воды в
котловане (расстояние от уровня подземных вод или уровня воды в водотоке до подошвы ростверка) и толщины дополнительных устройств
(песчаной подушки, подводного бетона и др.);
- объем подводного бетонирования
, где
– толщина
слоя подводного бетона, определяемого из расчета равенства веса бетонируемой плиты и гидростатического давления на уровне дна котлована
с коэффициентом запаса 1,1. Минимальный слой подводного бетона
должен быть не менее 0,5…1 м;
- объем ростверка
определяется расчетом (п. 4).
При устройстве опускного колодца [1, 2]:
41
- объем опускного колодца
кшшшккк
hbanhbа
ккк
hba
пбшшш
hban
пб
h
пбкшшш
hhban
ррр
bah
- объем грунта при погружении опускного колодца
(п. 5);
;
- объем подводного бетонирования в шахтах колодца
где
– толщина слоя подводного бетона. Для колодцев, погружаемых
без водоотлива, устраивают внизу шахт подушку из подводного бетона,
толщина которой должна не менее чем в 1,5 раза превышать меньший
размер шахты колодца в плане;
- объем бетонной (бутобетонной) смеси для заполнения шахт колод-
ца
- объем распределительной плиты
;
На основе анализа суммарных прямых затрат по устройству фундаментов следует сделать вывод: расчеты показывают, что по наименьшим затратам оптимальным является фундамент мелкого заложения
(свайный фундамент или фундамент глубокого заложения – опускной
колодец), так как его возведение требует наименьших материальных
затрат.
Вопросы для самопроверки
1. Поясните методику технико-экономического анализа различных
вариантов фундамента.
2. Каким образом определяются размеры котлована?
3. С какой целью укрепляют стены котлована металлическим шпун-
том?
4. Зачем применяется подводное бетонирование?
5. Как определяется объем водоотлива из котлована?
,
6. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТА
ПО ОСНОВНОМУ ВАРИАНТУ
При устройстве фундамента выполняют подготовительные, основные и заключительные работы. К подготовительным работам относят
разбивочные работы (с. 76…77 [1]), планировку территории и отвод
поверхностных и подземных вод, перенос при необходимости наземных
и подземных коммуникаций или сооружений, ограждение котлована. К
основным работам относят крепление стен котлована и водоотлив, разработку и транспортировку грунта, подготовку основания и строительство фундамента. К заключительным работам относят разборку ограждений и опалубки, засыпку пазух грунтом, планировку местности,
устройство отмостки и т.д. [9].
При разработке технологии возведения фундамента по основному вари-
42
анту следует придерживаться наименований работ, приведенных в табл. 5.1.
При проектировании котлованов определяются его основные размеры. Методика определения размеров дна котлована в плане и глубины
котлована приведена в п. 5. При подводной разработке котлованов с
креплением стен применяют грейферы, гидроэлеваторы и эрлифты.
Грейферные ковши в качестве сменного оборудования подвешивают к
стрелам одноковшовых экскаваторов и кранов различных конструкций.
Крепление стен котлована можно выполнить металлическим шпунтом. При этом следует выбрать профиль металлического шпунта и вид
погружателя. Верх шпунтовых ограждений котлованов необходимо
располагать не менее чем на 0,7 м над рабочим уровнем воды с учетом
высоты волны. Определение глубины забивки шпунта ниже дна котлована приведено на с. 108…109 [1]. Следует определить длину металлического шпунта и принять профиль шпунта (с. 82…83 [1], с. 411 [2]).
При разработке котлована ниже уровня вод необходимо осушать его
на период производства работ. Наиболее простым способом является
открытый водоотлив, при котором воду откачивают насосами непосредственно из котлована. Для водоотлива применяют насосы, пригодные
для откачивания загрязненной воды с примесью грунтовых частиц.
При устройстве фундамента мелкого заложения в огражденных котлованах ниже уровня подземных вод или на водотоках предусматривают подводное бетонирование. При поступлении в котлован в процессе
производства работ воды необходимо обеспечить водоотвод во избежание затопления свежего слоя бетона или раствора до приобретения ими
прочности не менее 30% проектной. При сильном притоке воды, удаление которой может вызвать вымывание раствора и наплыв грунта в котлован, необходимо устраивать тампонажную подушку из бетона, укладываемого подводным способом. Толщину подушки назначают по проекту производства работ, но не менее 1 м при напоре воды до 3 м [9].
При невозможности осушить котлован для производства работ по
устройству ростверков разработку грунта до проектных отметок следует
производить подводным способом (эрлифтами, гидроэлеваторами,
грейферами). Для предотвращения поступления воды снизу на дно котлована следует уложить способом вертикально перемещаемой трубы
бетонный тампонажный слой. Толщина слоя бетона, определенная расчетом на давление воды снизу, должна быть не менее 1 м в случае, если
предусмотрена укладка его на железобетонную плиту ограждении котлована, и не менее 1,5 м − при неровностях грунтового дна котлована до
0,5 м при подводной разработке [9].
Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под
43
водой без производства водоотливных работ. Для подводного бетонирования применяют различные методы: вертикально перемещающейся
трубы (ВПТ), восходящего раствора (ВР), укладки бункерами, втрамбовывания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в мешках.
Метод ВПТ − наиболее совершенный метод подводного бетонирования на глубинах от 1,5 до 50 м. Таким методом конструкции бетонируют в котловане, огражденном от проточной воды. Для подачи бетонной смеси в котлован устанавливают стальные бесшовные трубы диаметром 200−300 мм, состоящие из отдельных звеньев длиной 1−3 м.
Трубы подвешивают к крану или к лебедкам, закрепленным за
надстройку ограждения котлована. Сверху трубы заканчиваются воронкой, снизу во избежание заполнения водой их закрывают металлическими клапанами, открываемыми с подмостей. Радиус действия трубы
не более 6 м. Смесь подают бетононасосами, пневмонагнетателями либо
непосредственно из бетоносмесителей. Трубы должны быть все время погружены в бетонную смесь не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м.
При методе ВР в каменную наброску или щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку трубы диаметром 38−100
мм нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор, цементный
раствор без песка или цементный раствор с добавками. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот в наброске воду и создает монолит (инъекционный метод напорного бетонирования). По мере заливки
раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый
раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Практически
при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3
м, а при заливке щебеночного заполнителя − не более 2 м.
При методе укладки бункерами бетонную смесь опускают под воду
на основание бетонируемого элемента в бункерах (раскрывающихся
ящиках, бадьях или грейферах) и разгружают через раскрытое дно или
затвор. Обычно применяют бункера вместимостью от 0,2 до 3 м3, закрытые сверху и имеющие уплотнение по контуру раскрывания, которые препятствуют вытеканию цементного теста и проникновению воды
внутрь бункера. Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве
дна бункера от поверхности уложенного бетона, исключая возможность
свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды.
Преимущество метода укладки бункерами заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с
44
большими углублениями и возвышениями. Однако при бетонировании
бункерами происходит частичный размыв смеси при разгрузке бункера
и появляется некоторая слоистость укладки. Этот метод применяют,
если марка укладываемого бетона не выше 200.
Строительство монолитного бетонного или железобетонного фундамента (ростверка) насухо предполагает сооружение деревянной опалубки из отдельных досок или инвентарных щитов. Бетонная смесь на
строительную площадку поставляется автотранспортом или изготавливается на месте при помощи передвижных бетоносмесителей. Бетонирование фундамента ведется слоями с уплотнением каждого слоя глубинными вибраторами. Подают бетонную смесь к месту укладки в бадье,
бетоноукладчиком или бетононасосом.
Технология производства работ по строительству фундаментов мелкого заложения на местности, не покрытой водой, приведена на с.
76…125 [1], а на местности, покрытой водой, приведена на с. 126…140
[1]. Проектирование котлованов и защита котлованов от подтопления
описаны на с. 405…421 [2]. Технология производства работ по строительству свайных фундаментов приведена на с. 300…335 [1] и с.
350…353 [2]. Технология производства работ по устройству опускного
колодца приведена на с. 337…355 [1] и с. 378…390 [2]. Вопросы производства работ при устройстве оснований и фундаментов рассмотрены в
[9, 11].
Вопросы для самопроверки
1. Какие работы выполняют при устройстве фундаментов?
2. Как производят разработку котлована подводным способом?
3. Как осуществляют крепление стен котлована металлическим
шпунтом?
4. Какие применяются методы подводного бетонирования? Назови-
те условия их применения.
5. Изложите технологию устройства монолитного фундамента
насухо.
45
Список литературы
1. Костерин, Э. В. Основания и фундаменты: учеб. для вузов /
Э. В. Костерин. – М.: Высш. шк., 1990. – 431 с.
2. Механика грунтов, основания и фундаменты: учеб. пособие /
С. Б. Ухов, В. В. Семенов, В. В. Знаменский [и др.]. – М.: Высш. шк.,
2004. – 566 с.
3. Пилягин, А. В. Проектирование оснований и фундаментов зданий
и сооружений: учеб. пособие / А. В. Пилягин. – М.: Изд-во Ассоциации
строит. вузов, 2005. – 248 с.
4. Проектирование оснований и фундаментов: методические указания
к выполнению курсового проекта / сост. А. В. Пилягин, Ф. Г. Габдрахманов, С. Л. Машинова, В. С. Рязанов. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. – 30 с.
5. Грунтоведение и механика грунтов: методические указания к ре-
шению задач для студентов специальностей 290300, 291000 / сост.
А. В. Пилягин, Ф. Г. Габдрахманов, В. Е. Глушков, В. С. Рязанов. –
Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. – 55 с.
6. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. – М., 2011.
7. СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты. – М., 2011.
8. СП 35 13330.2011. Мосты и трубы. – М., 2011.
9. СП 45.13330.2012. Земляные сооружения, основания и фундамен-
ты. – М., 2012.
10. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. – М., 2011.
11. СП 46.13330.2012. Мосты и трубы. – М., 2012.
46
Введение
3
1. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
Вопросы для самопроверки
4
6
2. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
6
2.1. Выбор глубины заложения фундамента
7
2.2. Определение размеров подошвы фундамента
8
2.3. Расчет устойчивости фундамента на сдвиг по подошве
15
2.4. Проверка прочности подстилающего слоя грунта в основании
16
2.5. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
Вопросы для самопроверки
19
21
3. РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
22
3.1. Выбор типа ростверка, отметки его обреза и подошвы, формы в
плане и предварительных размеров
22
3.2. Выбор типа, размеров и материала свай
24
3.3. Определение несущей способности свай
25
3.4. Определение числа свай и их размещение
29
3.5. Расчет свайных фундаментов и их оснований по деформациям
Вопросы для самопроверки
31
34
4. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
35
4.1. Определение размеров поперечного сечения опускного колодца
35
4.2. Определение глубины погружения опускного колодца
36
4.3. Проверка достаточности веса колодца для его погружения
Вопросы для самопроверки
37
37
5. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ТИПА ФУНДАМЕНТА
39
6. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТА ПО ОСНОВНО-
МУ ВАРИАНТУ
Вопросы для самопроверки
42
45
Список литературы
46
Оглавление
47
Учебное издание
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Методические указания
к выполнению курсовой работы для студентов
направления подготовки 653600 «Транспортное строительство»
специальности 270205.65 «Автомобильные дороги»,
для направления 270800 «Строительство»
(профиль «Автомобильные дороги»)
Составитель САВЕЛЬЕВ Валерий Владимирович
Редактор Л. С. Журавлева
Компьютерный набор и верстка В. В. Савельев
48
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]