- •Глава 1.Аналіз ґрунтових умов
- •Глава 2. Збір навантажень
- •2.1. Постійні навантаження
- •2.2. Тимчасові навантаження від рухомого складу й пішоходів
- •2.3. Інші навантаження (нормативні значення)
- •Глава 3. Детальний розрахунок фундаменту
- •3.1. Конструювання пальового фундаменту
- •Потрібна кількість паль у фундаменті
- •3.2. Розрахунок пальового фундаменту
- •З урахуванням ваги палі має додержуватися умова:
- •Глава 4. Підрахунок об’єму будівельних робіт
- •4.1 Технологія спорудження фундаменту глибокого закладання.
- •4.3 Заходи по охороні навколишнього середовища
Глава 3. Детальний розрахунок фундаменту
3.1. Конструювання пальового фундаменту
Виходячи з ґрунтових умов, беруть забивні палі перетином 120х120 см, довжиною 8,5 м. Призначається проектна відмітка низу (підошви) паль – 70,4 м.
Несучу здатність бурової палі, працюючої на стискаюче навантаження, визначають як суму сил, які сприймає основа під підошвою та на її боковій поверхні, кН;
Fd = γC · γCR · R · A
де γС = 1 - коефіцієнт умов праці; γCR, - коефіцієнт умов праці ґрунту відповідно під нижнім кінцем і на боковій поверхні палі, який враховує вплив способу занурення палі на розрахунковий опір ґрунту; R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі, кПа; A - площа спирання палі на грунт, яка , дорівнює площі перетину палі, м.
При глибині занурення нижнього кінця палі від рівня ОФ на 8,5 м
R = 1450 кПа, А = 1,22 = 1,44 м2.
γCR = 1,0
Таким чином,
Fd = 1,0 · 1,0 · 1450 · 1,44 = 2088 кН.
Потрібна кількість паль у фундаменті
паль,
де N = 5662,05 кН - найбільше вертикальне зусилля, діюче на ОФ.
Беремо 6 паль, з них по фасаду мосту nВ = 2, а впоперек осі
= 3
Розміри ростверку визначаються як кількістю об’єднуваних ним паль, так і розмірами опори над ОФ. Тому розмір упоперек осі мосту буде
Товщина ростверку
Таким чином, сконструйовано пальовий фундамент. Щоб перейти до його розрахунку, необхідно скласти сполучення зусиль, діючих на підошву ростверку, в яких буде врахована його власна вага і збільшення на 2 м плеча прикладання всіх горизонтальних сил.
Власна вага ростверку:
GP,n = 8,9 · 5,3 · 1,5 · 2,5 · 9,81 = 1735,3 кН
Сполучення 2 (уздовж мосту) зусиль, які діють на підошву ростверку
η = 1,0 - коефіцієнт сполучення до ваги ростверка; для розрахунків за ІІ групою граничних станів (γf = 1,0)
NP = N + GP,n = 4592,93 + 1735,3 = 6328,23 кН
FP = F = 101,25 кН
MP = M + F · hP = 686,96 + 101,25 · 1,5 = 838,83 кН · м
для розрахунків за І групою граничних станів (γf = 1,1)
NP = N + (GP,n - PГС,n) γf = 5191,03 + 1735,3 = 6926,33 кН
FP = F = 124,71 кН
MP = M + F · hP = 843,22 + 124,71 · 1,5 = 1030,28 кН · м
3.2. Розрахунок пальового фундаменту
Власна вага палі розраховується за формулою з урахуванням γf
G = γf · A · L · 9,81· ρЗБ = 1,1 · 1,44 · 8,5 · 2,5 = 330,20 кН
де L - довжина палі від низу ростверку до підошви;
Nd = NP = 6926,33 кН (сполучення 2, розрахунок за I групою граничних станів) n = 6 шт.; Fy = FP = 124,71 кН; MX = MP = 1030,28 кН · м;
Lм = 6 · 1,2 = 7,2 м; y = 2,4 м.
кН
кН
Умова міцності по ґрунту виконується, отже, розміри фундаменту призначені правильно.
Палі фундаменту взято з важкого бетону. Модуль пружності бетону ЕВ = 32,5 · 103 МПа. Площа й момент інерції перетину палі
А = 1,22 = 1,44 м2; .
Жорсткість перетину палі:
при стисканні ЕВ · А = 0,8 · 3,25 · 107 · 1,44 = 3,7 · 106 кН
при згинанні ЕВ · J = 0,8 · 3,25 · 107 · 0,17 = 4,4 · 106 кН
тут 0,8 - коефіцієнт, з допомогою якого враховуються тріщини в розтягненій зоні й пластичні деформації в стисненій зоні перетину. За довжиною палі розміщені в двох шарах ґрунту. Для визначення коефіцієнта К з формули спочатку обчислюють глибину hК:
hК = 3,5 · d + 1,5 = 3,5 · 1,2 + 1,5 = 5,7 м.
У межах глибини hК = 5,7 м від ОФ залягає один шар ґрунту – ілистий грунт, для нього К = 4000 кМ / м4; ВР = 1,5 · 1,2 + 0,5 = 2,3 м - розрахункова ширина палі, γС = 3.
Коефіцієнт деформації палі в ґрунті
= 0,23 м-1
Зведена глибина закладання палі в ґрунті
LI = αE · L = 0,23 · 8,5 = 1,96 м.
Безрозмірні коефіцієнти
АО = 4,918; ВО = 3,602; СО = 3,399.
Переміщення палі (з вільним верхнім кінцем) у рівні розрахункової поверхні ґрунту (РРР) від одиничних сил F і M визначаються за формулами:
= 9,19 · 10-5 м/кН
= 1,55 · 10-5 м/кН
= 0,346 · 10-5 м/кН
у рівні підошви ростверку визначаються за формулами:
= 9,23 · 10-5 м/кН
= 3,49 · 10-4 м/кН
= 1,59 · 10-5 м/кН
Довжина стискання палі
= 14,7 м
Характеристики опору палі визначаються за формулами:
= 2,52 · 105 кН/м
= 5,03 · 104 кН/м
= 0,23 · 104 кН/м
= 1,33 · 104 кН/м
Коефіцієнти канонічних рівнянь визначаються за формулами:
= 3,02 · 105 кН/м
= - 1,38 · 104 кН/м
= 1,51 · 106 кН/м
= 1,76 · 106 кН/м
Переміщення центра ваги підошви ростверку визначаються за формулами:
α = (rββ · FP - rαβ · MP) · Δ = 0,84 · 10-4 м
C = NP / rcc = 4,59 · 10-3 м
β = (rαα · MP - rαβ · FP) · Δ = 1,29 · 10-4 рад
= 4,1 · 10-13
Найбільша вертикальна сила, яка передається на голову палі визначаються за формулою:
NI = ρ1 (C + XMAX β)= 765,4 кН