Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»
Кафедра «Основания и фундаменты»
Дисциплина: «Основания и фундаментыф»
«Проектировании фундамента»
Самостоятельная работа
Выполнил:
Студент Фащевский Д. Р. Факультета «Транспортное строительство» Группа МТ-201
Проверил:
доцент Козловский В.Е.
Санкт-Петербург
2015
Оглавление |
|
Анализ инженерно-геологических условий............................................................................................. |
3 |
Таблицы расчетных характеристик грунтов:....................................................................................... |
5 |
Конструирование фундамента мелкого заложения............................................................................. |
6 |
Расчет по I группе предельных состояний........................................................................................... |
6 |
Проверка прочности слабого подстилающего слоя............................................................................ |
7 |
Проверка на опрокидывание.................................................................................................................. |
8 |
Проверка устойчивости против сдвига по подошве............................................................................ |
8 |
Расчет по II группе предельных состояний.......................................................................................... |
9 |
Расчет фундаментов опор мостов на забивных сваях........................................................................... |
10 |
Проектирование фундамента на забивных сваях .............................................................................. |
10 |
Расчет числа свай.................................................................................................................................. |
10 |
1. Расчет многорядного свайного фундамента по I группе предельных состояний методом |
|
перемещений ......................................................................................................................................... |
11 |
2. Проверка несущей способности многорядного свайного фундамента как условного |
|
массивного фундамента ....................................................................................................................... |
14 |
Расчет по II группе предельных состояний........................................................................................ |
15 |
Расчет шпунтовых ограждений............................................................................................................... |
16 |
Список литературы................................................................................................................................... |
19 |
2
Анализ инженерно-геологических условий.
Слой №1: Ил супесчаный светлосерый с линзой песка мощностью до 0.3 м. Удельный вес сухого грунта:
γd = 1+γω = 1+15.80.42 =11.127 кН/м3;
Пористость:
n=1−γd =1−11.127 =0.583;
γs 26.7
Коэффициент пористости: e =1−nn =1−0.5820.583 =1.4 ;
Степень влажности:
Sr = |
ω γs |
= |
0.78 27.1 |
= 0.801 |
|
e γw |
|
2.175 10 |
|
Т.к. степень влажности находится в интервалеSr = 0.8 – 1, то это ил, насыщенный водой. Число пластичности:
IP =ωL −ωp = 0.32 −0.26 = 0.06 (ил супесчаный)
Показатель текучести:
IL = |
ω −ωp |
= |
0.42 −0.26 |
= 2.667 |
(Ил супесчаный текучий) |
||
ωL −ωp |
0.32 −0.26 |
||||||
|
|
|
|
||||
Ил |
супесчаный |
светлосерый с |
линзой песка мощностью до 0.3 м, текучий с у словным |
||||
сопротивлением |
R0 = 0 кПа. |
|
|||||
Слой №2: Песок крупный желтый. Удельный вес сухого грунта:
γd = 1+γω = 1+19.50.18 =16.525 кН/м3;
Пористость:
n=1−γd =1−16.525 =0.379 ;
γs 26.6
Коэффициент пористости:
e =1−nn =1−0.380.38 = 0.61; (песок средней плотности) Степень влажности:
Sr = |
ω γs |
= |
0.18 26.6 |
= 0.785 (Песок влажный) |
|
e γw |
|
0.61 10 |
|
Песок средней крупности светло-крупный жёлтый с включением гравия, средней плотности, влажный с условием сопротивлением R׳ = 343 кПа.
3
Слой №3: Глина ленточная синеватосерая. Удельный вес сухого грунта:
γd = 1+γω = 1+180.38 =13.043 кН/м3;
Пористость:
n=1−γd =1−13.043 =0.52 ;
γs 27.2
Коэффициент пористости: e = 1−nn = 1−0.520.52 =1.085 ;
Степень влажности:
Sr = |
ω γs = |
0.38 27.2 = 0.952 (Грунт, насыщенный водой) |
|||||
|
e γw |
1.085 10 |
|
|
|
||
Число пластичности. |
|
|
|||||
I p =ωL −ωp = 0.53 −0.28 = 0.25 (Глина) |
|||||||
Показатель текучести. |
|
|
|||||
IL = |
ω −ωp |
= |
0.38 − |
0.28 |
=0.4 |
(Глина тугопластичная) |
|
ωL −ωp |
0.53− |
0.28 |
|||||
|
|
|
|
||||
Глина ленточная синеватосерая, насыщенный водой, тугопластичный с условным сопротивлением, интерполируя, получаем R0 = 107.5 кПа.
Слой №4: Суглинок зеленовато-серый с включением гальки и валунов (до 25%). Удельный вес сухого грунта:
γd = 1+γω = 1+220.17 =18.803 кН/м3;
Пористость:
n=1−γd =1−18.803 =0.309 ;
γs 27.2
Коэффициент пористости: e =1−nn =1−0.310.31 = 0.447 ;
Степень влажности:
Sr = |
ω γs = |
0.17 27.2 =1.036 |
(Суглинок, насыщенный водой) |
||||||
|
e γw |
0.447 10 |
|
|
|
||||
Число пластичности. |
|
|
|
||||||
I p =ωL −ωp = 0.25 −0.16 = 0.09 |
|||||||||
Показатель текучести. |
|
|
|
||||||
IL = |
ω −ωp |
|
= |
0.14 |
−0.16 |
=0.111 |
(Суглинок полутвёрдый) |
||
ωL −ωp |
0.25 |
−0.16 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
Глина зеленоватая слоистая, насыщенная водой, твердая, интерполируя, получаем R0 = 327.8 кПа.
4
Таблицы расчетных характеристик грунтов:
Слой №1. Ил супесчаный светлосерый с линзой пуска мощностью до 0.3м.
|
Харак-ки |
|
γ |
С |
|
Е |
|
Виды П.С. |
|
м |
КПа |
град |
МПа |
|
|
Кн/ |
||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Норм.значения |
15.8 |
5 |
5 |
5 |
|
|
I группа П.С. |
15.8/1.1=14.36 |
5/1.4=3.57 |
5/1.1=4.55 |
5 |
|
|
II группа П.С. |
15.8/1.05=15.05 |
5/1.1=4.55 |
5/1.05=4.76 |
5 |
|
|
Слой №2. Песок крупный желтый. |
|
|
|
||
|
Характеристики |
|
γ |
С |
0 |
Е |
|
Виды П.С. |
|
м |
КПа |
МПа |
|
|
|
Кн/ |
||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Норм.значения |
|
19.5 |
0 |
35 |
30 |
|
I группа П.С. |
|
19.5/1.1=17.73 |
- |
35/1.1=31.82 |
30 |
|
II группа П.С. |
|
19.5/1.05=18.57 |
- |
35/1.05=33.33 |
30 |
|
Слой №3. Глина ленточная синеватосерая. |
|
|
|||
|
Характеристики |
|
γ |
С |
0 |
Е |
|
Виды П.С. |
|
м |
КПа |
МПа |
|
|
|
Кн/ |
||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Норм.значения |
|
18,0 |
13 |
14 |
5 |
|
I группа П.С. |
|
18.0/1.1=16.36 |
13/1.4=9.28 |
14/1.1=12.73 |
5 |
|
II группа П.С. |
|
18.0/1.05=17.14 |
13/1.1=11.82 |
14/1.05=13.33 |
5 |
|
Слой №4. Суглинок зеленоватосерый с включением гальки и валунов (до 25%). |
|
||||
|
Характеристики |
|
γ |
С |
0 |
Е |
|
Виды П.С. |
|
Кн/ |
КПа |
МПа |
|
|
Норм.значения |
|
22м3 |
30 |
27 |
33 |
|
I группа П.С. |
|
22/1.1=20 |
30/1.4=21.42 |
27/1.1=24.55 |
33 |
|
II группа П.С. |
|
22/1.05=20.95 |
30/1.1=27.27 |
27/1.05=25.71 |
33 |
5
Конструирование фундамента мелкого заложения.
Назначаем= + 1минимальные= 4.7 + 1 =размеры4.7 м фундамента. Размеры подошвы опоры:
= 0 + 1 = 8.3 + 1 = 9.3 м
0
Минимальная= 9.3 ∙ 4.площадь7 = 43.71подошвым2 фундамента:
Момент сопротивления площади подошвы фундамента относительно оси, перпендикулярной оси моста= :9.3 ∙64.72 = 34.24 м3
Закладываем подошву фундамента на отметке 48.79 м (на 3.5 м ниже линии теоретического |
|||||
ф |
|
= 10.71 м. |
|
|
|
размыва). Плоскость обреза находится на 0.5 м ниже УНВ. Таким образом, высота фундамента |
|||||
Схема фундамента представлена в Приложении 1. |
|
||||
Расчет поI группе предельныхсостояний. |
|
||||
Определение напряжений по подошве фундамента. |
|
||||
В = ∙ф = 43.71 ∙ 10.71 = 468.13 м |
|
||||
Объем фундамента: |
|
3 |
|
||
ф |
= жб ∙ = 24 ∙3468.13 = 11240 кН |
|
|||
ес фундамента: |
|
|
|
||
Вес жб = 24 кН/м |
|
, |
|
||
|
|
|
|
|
|
где |
|
– удельный вес железобетона; |
|
||
в |
= 0.5 ∙ 10 ∙ (1.7 ∙ 9.3 − 4.8 ∙ 3.7 − 3.14 ∙ 4 ) = 115.22 кН |
, |
|||
|
|
воды на обрезах: |
3.7 |
||
|
= ∙ 0 + ф + в |
= 1.2 ∙(27000 + 11240 + 11522) = 46020 кН; |
|||
Определяем расчётные нагрузки на фундамент (в уровне подошвы): |
|||||
|
= ∙ 0 = 1.2 ∙ 1300 = 1560 кН; |
|
|||
|
= ∙ 0 ∙ + 0 |
∙ф = 1.2 ∙ (27000 ∙ 0.2 + 1300 ∙ 10.71) = 23190 кНм; |
|||
Несущая способность основания под подошвой фундамента
= 1053 кПа |
|
= |
|
≤ |
= |
|
± |
|||||||
удовлетворять условиям: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
46020 |
|
23190 |
|
|
|
||
|
= |
= |
|
= 1730 кПа |
|
|
||||||||
|
+ |
43.71 |
+ 32.24 |
|
|
|||||||||
|
= |
|
− |
= |
46020 |
− |
23190 |
= 375.64 кПа |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
43.71 |
|
34.24 |
|
′( – 3) , |
|
|
||
= 1.7 0 1 + 1( − 2) + 2 |
|
|
||||||||||||
Определим расчетное сопротивление: |
|
|
||||||||||||
где 1 = 0.1, 2 |
= 3.0, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
′ |
|
|
|
кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 17.73 м3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
= 343 кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
мелкого заложения должна
≥ 0
6