ПОЛЕЗНОЕ

Как развить коммуникабельность Почему могут возникнуть ссоры между супругами, в то время как их отношения кажутся прочными Почему появляется страх? Как стать богатым и отойти от дел молодым Советы от доктора Айболита «Как быть здоровым» Как сделать приглашение правильно Точка зрения. Как сделать сотрудника вовлеченным? Лень и как с ней бороться. Психологические аспекты Способов заработать с помощью internet Лекции по Основам предпринимательства Последнее добавление

КАТЕГОРИИ

Исходные физические и механические характеристики ИГЭ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Вариант 9

Введение. 4

1. Исходные данные. 5

2. Проектирование основания и фундамента. 7

2.1. Оценка грунтов основания. 7

2.2. Конструирование трубы. 10

2.3. Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания. 13

2.4. Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы. 15

2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья трубы от веса насыпи 15

2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки 19

2.5. Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы. 20

2.6. Проверка достаточности ширины подошвы фундамента по прочности несущего слоя и несущей способности подстилающего слоя. 20

2.7. Расчет параметров грунтовой подушки. 23

2.8. Расчет осадки фундамента. 26

2.9. Назначение величины строительного подъёма лотка трубы. 30

3. Обобщение проектных решений. 31

4. Технологические соображения по строительству трубы. 33

Библиографический список. 35

Введение

Водопропускные трубы – это искусственные сооружения, предназначенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих водотоков. Они не изменяют условий движения автомобилей, поскольку их можно располагать при любых сочетаниях плана и профиля дороги, не стесняют проезжую часть и обочины, а также не требуют изменения типа дорожного покрытия.

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

Целью курсовой работы является приобретение 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 грунтово-гидрологическим условиям, в которых грунтовое природное основание является слабым. Из известных способов создания искусственных оснований предлагается рассмотреть вариант замены слабого грунта природного основания на грунтовую подушку.

Исходные данные

Мощность третьего слоя считается неограниченной. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи (рис.1).

В таблице 1 указаны отметки слоёв инженерно- геологических элементов (ИГЭ) грунтового основания по оси трубы. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи (рисунок 1).

Таблица 1

Исходные физические и механические характеристики ИГЭ

ИГЭ основания	Разновидность грунтов	Плотность частиц грунта, ρ_s т/м³	Природная влажность W	Влажность на границе раскатывания W_p	Влажность на границе текучести W_L	Модуль деформации Е, МПа	Угол внутреннего трения φ, град	Удельное сцепление с₁, кПа	Дневная поверхность грунта, м	Подошва ИГЭ-1, м	Подошва ИГЭ-2, м
	Супесь Суглинок Глина	2,66 2,68 2,73	0,19 0,21 0,31	0,17 0,15 0,26	0,22 0,28 0,49	6,5 7,5			0,06	-2,0	-6,8

Район строительства – г. Рязань;

категория дороги – Iа;

высота насыпи – 7,50 м;

уклон лотка трубы – 15 промилле;

Диаметр трубы – 1,50 м.

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

Рис.1. Графическое оформление исходных данных

Проектирование основания и фундамента

Оценка грунтов основания

По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.1) рассчитываются их производные характеристики.

Для ИГЭ-1 вычисляю:

- коэффициент пористости

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

- плотность грунта, т/м³,

;

- удельный вес грунта, кН/м³,

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

кН/м³

- удельный вес частиц грунта, кН/м³,

кН/м³

- плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м³

т/м³

- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м³

кН/м³

- число пластичности

- показатель текучести

Для ИГЭ-2 вычисляю:

- коэффициент пористости

- плотность грунта, т/м³,

- удельный вес грунта, кН/м³,

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

кН/м³

- удельный вес частиц грунта, кН/м³,

кН/м³

- плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м³

т/м³

- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м³

кН/м³

- число пластичности

- показатель текучести

Для ИГЭ-3 вычисляю:

- коэффициент пористости

- плотность грунта, т/м³,

- удельный вес грунта, кН/м³,

кН/м³

- удельный вес частиц грунта, кН/м³,

кН/м³

- плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м³

т/м³

- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м³

кН/м³

- число пластичности

- показатель текучести

На основании ГОСТ 25100 [2] по значениям J_p и J_L уточняют разновидность глинистого грунта (табл. П.1.1), (табл. П.1.2).

Таблица 2

Конструирование трубы

Для выбора типовых конструктивных элементов трубы в соответствии с табл. П.8.1 назначаю номера блоков. По табл. П.8.2 – П.8.4 назначаю 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 сведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметры элементов трубы

Лекальный блок фундамента под цилиндрическое звено

Цилиндрическое звено

Номер лекального блока

, см

Объём блока

м³

Номер цилиндрического звена

, см

Объём звена

м³

0,86

17^а

1,26

Лекальный блок фундамента под коническое оголовочное звено

Коническое оголовочное звено

Номер лекального блока

, см

Объём блока

м³

Номер оголовочного звена

, см

Объём блока

м³

0,87

1,04

Откосные крылья

Номер откосного крыла

, см

Объём откосного крыла

м³

41 ПЛ

2,16

Исходя из заданной категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяю минимальную длину средней части трубы по лотку по формуле:

где B – ширина земляного полотна, м, принимаемая по СНиП 2.05.02–85 [5] в зависимости от категории дороги, V, (Прилож. 5);

m – коэффициент заложения откоса, назначаемый по СНиП 2.05.02–85 [5] (Прилож. 6);

Н_н - высота насыпи, 7,20 м;

d ₀– отверстие трубы, 1,50 м;

δ – толщина стенки, 0,16 м (табл. 3).

Длину средней части трубы с учетом выбранных конструктивных элементов (табл. 3) и стыковых омоноличиваемых швов, исходя из условия :

где n – количество звеньев средней части трубы;

l_зв– длина звена средней части трубы, м;

l_ОГ – длина конического звена входного оголовка = 1,32 м;

n_ш – количество стыковых омоноличиваемых швов, включая звенья конических оголовков;

h_ш – толщина стыковочного омоноличиваемого шва равная 0,01 м.

Полная длина трубы определяется по формуле:

где b _пс– ширина портальной стенки – 0,35 м;

l _ок – длина откосного крыла, м (табл. 3);

– угол растекания = 45°.

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.

Отметка обреза фундамента водопропускной трубы назначается ниже отметки дневной поверхности грунта на 0,060 м (см. рис.1).

Расчет осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования согласно СНиП 2.02.01 [2], который позволяет учесть неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания. Для горизонтальных площадок, лежащих на вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляют природное давление от веса грунта и давление от веса сооружения (рис. 6).

На осадку фундамента влияет толща грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определённой мощности h_сж, которая подлежит определению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от сооружения составляют 20% от природного давления в основании . Эту границу можно найти графически путем наложения на эпюру давления от сооружения эпюры природного давления, уменьшенного в 5 раз.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых h_i не должна превышать 0,4 b_лб. Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта и подушки, т.к. модули деформации грунтов различны.

Осадку фундамента определяют путем суммирования осадок по элементам слоёв (табл. 4):

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

– среднее дополнительное вертикальное напряжение в i- ом слое грунта от веса сооружения и действующих нагрузок, кПа;

h_i и E_i – соответственно толщина и модуль деформации i -го слоя грунта;

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле:

где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прилож. 7.

Напряжение по подошве фундамента, влияющее на осадку, определяют по формуле:

где p – давление по подошве фундамента при высоте насыпи H_н 2,0 м, определенное по формуле (25); если H_н 2,0 м, то ;

– удельный вес грунта первого слоя, кН/м;

h – глубина заложения фундамента, м.

Природное напряжение на глубине от дневной поверхности вычисляют по формуле:

где – соответственно удельный вес и толщина каждого слоя грунта.

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо используют .

При определении природного давления на кровле слоя водонепроницаемого грунта (глина, суглинок твердый и полутвердый) необходимо учитывать дополнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле (рис. 6):

где – удельный вес воды, кН/м³ ( = 9,81 кН/м³).

После этого строят эпюры и (рис. 6) и находят НГСТ, т.е. горизонт, ниже которого соблюдается условие .

Рис. 6. Схема к расчету осадки центра подошвы фундамента методом послойного суммирования (3-й слой – водонепроницаемый)

Таблица 4

Расчет осадки фундамента

	м		кПа
			169,17
0,31	0,50	0,924	156,35	0,50	6,50	6,50	1,30
0,63	1,00	0,738	124,86	0,50	6,50	13,00	2,60
0,96	1,54	0,568	96,16	0,54	7,02	20,02	4,00
1,25	2,00	0,463	78,28	0,46	9,48	29,50	5,90
1,56	2,50	0,383	64,83	0,50	10,20	59,51	11,90
1,88	3,00	0,324	54,78	0,50	10,20	69,71	13,94
2,19	3,50	0,281	47,57	0,50	10,20	79,91	15,98
2,50	4,00	0,249	42,04	0,50	10,20	90,11	18,02
2,81	4,50	0,227	38,40	0,50	10,20	100,31	20,06
3,13	5,00	0,196	33,21	0,50	10,20	110,51	22,10
3,44	5,50	0,182	30,82	0,50	10,20	120,71	24,14
3,75	6,00	0,174	29,38	0,50	10,20	130,91	26,18
4,06	6,50	0,156	26,32	0,50	10,20	141,11	28,22
4,25	6,80	0,149	25,12	0,30	6,12	147,23	29,45

Обобщение проектных решений

Проектные решения (рис. 8) по курсовой работе оформляются в табличной форме (табл. 5) и в виде чертежа (прилож. 1).

Рис. 8. Схема отметок проектных решений

Отметки проектных решений определяются по формулам:

Z ₁= Z ₀ +H_H; Z₁= + 0,060 +7,500 = +7,560;

Z ₂ = Z ₀ +H_H; Z₂= + 0,060 +7,200 = +7,560;

Z ₃ = Z ₀ +i L_тр/ 2; Z₃= + 0,060 + 0,015 / 2 = +0,830;

Z ₄ = Z ₀ -i L_тр/ 2; Z₄= + 0,060 - 0,025 / 2 = -0,710;

Z ₅ =Z ₃ +D_ОГ + + 1,0; Z₅= +0,830+ 1,8 + 0, 14 + 1,0 = +3,770;

Z ₆ =Z ₄ +D_ОГ + + 1,0; Z₆= -0,710+ 1,8 + 0, 14 +1,0 = +3,650;

Z ₇ = Z ₃ -h-h_п; Z₇= +0,830- 0,06 – 1,54 – 1,22 = - 1,990;

Z ₈ = Z ₄ -h-h_п; Z₈= -0,710- 0,06 – 1,54 – 1,22 = - 3,530;

Z₉= Z_o - h- h_п. Z₉= + 0,060 - 0,060 – 1,54 = - 1,54.

где Z ₀ – относительная нулевая отметка дневной поверхности грунта;

H_H –высота насыпи;

i – проектный уклон лотка;

L_тр – длина трубы;

D_ОГ – диаметр оголовка трубы;

– толщина стенки звена трубы;

h – глубина заложения фундамента;

h_п – высота грунтовой подушки.

Таблица 5

Проектные решения

Уклон пересечения трубы с трассой, град
Ширина земляного полотна, м	28,5
Высота насыпи, м	7,5
Длина трубы, м	51,32
Положение входного оголовка	Вертикал.
Уклон лотка трубы, ⁰/₀₀
Проектные отметки	лотка трубы	у входного оголовка Z ₃	+0,830
по оси Z ₀	+ 0,060
у выходного оголовка Z ₄	-0,710
бровки	у входного оголовка Z ₂	+7,560
у выходного оголовка Z ₁	+7,560
укрепления откосов	у входного оголовка Z ₅	+3,770
у выходного оголовка Z ₆	+3,650
котлована	входного оголовка	верх котлована Z ₃	+0,830
низ котлована Z ₇	-1,990
выходного оголовка	верх котлована Z ₄	-0,710
низ котлована Z ₈	-3,530
по оси Z ₉	-1,540
Грунт русла (послойно)		Супесь пластичная
	Суглинок тугопластичный
	Глина твердопластичная
Режим протекания воды в трубе	Безнапорн.
Фундамент	Тип фундамента	Сборный
Разбивка на секции, м
Глубина заложения, м	- 0,06

Библиографический список

1. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1990.– 431с.

2. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.

4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы.

5. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги.

6. СНиП 21.23.01-99. Строительная климатология.

7. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

8. Водопропускные трубы под насыпями / под ред. О.А. Янковского. - М.: Транспорт, 1982. – 232с.

9. Шестаков В.Н. Технология строительства сборных железобетонных водопропускных труб: учебное пособие: – Омск: СибАДИ, 1994. –78 с.

Вариант 9

Введение. 4

1. Исходные данные. 5

2. Проектирование основания и фундамента. 7

2.1. Оценка грунтов основания. 7

2.2. Конструирование трубы. 10

2.3. Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания. 13

2.4. Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы. 15

2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья трубы от веса насыпи 15

2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки 19

2.5. Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы. 20

2.7. Расчет параметров грунтовой подушки. 23

2.8. Расчет осадки фундамента. 26

2.9. Назначение величины строительного подъёма лотка трубы. 30

3. Обобщение проектных решений. 31

4. Технологические соображения по строительству трубы. 33

Библиографический список. 35

Введение

Исходные данные

Таблица 1

Исходные физические и механические характеристики ИГЭ

ИГЭ основания	Разновидность грунтов	Плотность частиц грунта, ρ_s т/м³	Природная влажность W	Влажность на границе раскатывания W_p	Влажность на границе текучести W_L	Модуль деформации Е, МПа	Угол внутреннего трения φ, град	Удельное сцепление с₁, кПа	Дневная поверхность грунта, м	Подошва ИГЭ-1, м	Подошва ИГЭ-2, м
	Супесь Суглинок Глина	2,66 2,68 2,73	0,19 0,21 0,31	0,17 0,15 0,26	0,22 0,28 0,49	6,5 7,5			0,06	-2,0	-6,8

Район строительства – г. Рязань;

категория дороги – Iа;

высота насыпи – 7,50 м;

уклон лотка трубы – 15 промилле;

Диаметр трубы – 1,50 м.

Рис.1. Графическое оформление исходных данных

12 3 4 Следующая ⇒

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: