Проект фундамента промежуточной опоры

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования                                                        Дальневосточный осударственный университет путей сообщения

 

 

 

 

Кафедра: Железнодорожный путь, основания и фундаменты

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому  проекту 

по дисциплине: «основания и фундаменты»

на тему: «ПРОЕКТ ФУНДАМЕНТА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ» 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал __________ Войтович О.В.

                                                                                (дата, подпись)

 

 

Консультант________ Данильянц В.В.

                                                      (дата, подпись)

 

 

 

Хабаровск

2013 

Содержание

1. Исходные данные для проектирования…………………………………………………..…......3   1.1. Описание местных условий строительства и характеристика сооружения…..……………3

1.2. Анализ грунтовых условий строительной площадки………………………………………….4

1.3. Определение расчетных  характеристик грунта………………………………………………..7

2 Проектирование  фундамента мелкого заложения……………………………………...……...7

2.1 Выбор материала фундамента……………………………………………………………………7

2.2 Назначение отметки  обреза фундамента и его минимальных  размеров в плоскости обреза………………………………………………………………………………………………………...7

2.3 Определение глубины  заложения фундамента………………………………………………..8

2.4 Предварительное определение  размеров подошвы фундамента………………………….8

2.5 Расчёт основания по  несущей способности……………………………………………………8

2.5.1. Определение расчетного сопротивления грунта и давлений на основание…………….8

2.5.2. Конструирование фундамента и уточнение размеров………………………………………8

2.5.3. Определение расчетного  сопротивления грунта основания  при окончательных размерах подошвы  фундамента…………………………………………………………………………9

2.5.4. Проверка давлений  под подошвой фундамента при  окончательных его размерах…..10

2.5.5. Проверка давления на подстилающий слой………………………………………………….10

2.6. Расчёт фундамента на устойчивость…………………………………………………………….10

2.7. Расчёт основания по деформациям……………………………………………………………...13

2.7.1. Расчет осадки основания  и сравнение ее с предельно допустимой…………………….13

2.7.2. Проверка положения равнодействующих активных сил……………………………………14

2.7.3. Определение крена фундамента и горизонтального смещения верха опоры…………14

3. Проектирование свайного фундамента

3.1 Выбор материала ростверка  и назначение его размеров……………………………………..15

3.2. Определение глубины  заложения ростверка…………………………………………………...15

3.3 Назначение конструкций и размеров свай……………………………………………………….16

3.4. Определение несущей способности свай по материалу……………………………………..16

3.5. Определение несущей способности свай по грунту…………………………………………..16

3.6 Определение количества свай……………………………………………………………………..17

3.7 Размещение свай в ростверке и уточнение размеров ростверка……………………………18

3.8 Расчёт свайного фундамента по несущей способности……………………………………….18

3.8.1. Проверка нагрузки  на сваю и уточнение количества  свай………………………………….18

3.8.2. Проверка давления на грунт по подошве свайного фундамента…………………………18

4 Технико-экономическое  сравнение вариантов фундаментов

4.1 Определение объёмов  работ……………………………………………………………………….21

4.1.1 Фундамента мелкого  заложения…………………………………………………………………21

4.1.2 Свайный фундамент……………………………………………………………………………….22

4.2 Сметно-финансовый расчёт стоимости основных работ по сооружению фундамента…22

4.3 Выбор рационального  варианта фундаментов………………………………………………….22

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Исходные  данные для проектирования

1.1.Описание местных условий  строительства и характеристика  сооружения.

В соответствии с заданием необходимо запроектировать фундамент под  промежуточную опору железнодорожного моста в двух вариантах:

1)Фундамент мелкого заложения на естественном основании;

2)Свайный фундамент

Глубина промерзания грунта в районе строительства равна 2м.

Рис. 1 Схема промежуточной  опоры.

 

Таблица 1.1. Размеры опоры  моста

№ вар.	a0, м	b0, м	h0, м	lп ,м
4	9,5	3,0	6,4	33

 

Таблица 1.2. Нагрузки, действующие  на фундамент

№ вар.	Nо кН	Nпост  кН	Nвр кН	ﻻf, для Nвр	Fhx, кН
4	4300	1090	5000	1,15	500

 

Таблица 1.3. Геологический  разрез

№ вар.	Мt	Номер слоя грунта/мощность слоя, м
10	78	44/2,9	41/6,4	11/10	7/↓

 

1.2. Анализ грунтовых условий строительной площадки

 

  Таблица 1.4. Характеристики свойств грунтов строительной площадки

  

№ геологического слоя	Мощность слоя, м	Исходные физико-механические характеристики грунта								Характеристики, определенные при анализе  свойств грунта							Условное сопротивление грунта R0, кПа	К1, м--1	К2
		Плотность грунта ρ, т/м3	Плотность частиц грунта ρs, т/м3	Влажность W,в долях единиц	Граница текучести WL, %	Граница раскатывания Wp, %	Угол внутреннего трения φ, град.	Удельное сцепление С, кПа	Модуль деформации Е, кПа	Удельный вес грунта γ=ρ·g, кН/м3	Удельный вес частиц грунта γs=ρs·g, кН/м3	Число пластичности Jp=WL-Wp, %	Показатель текучести JL=(W-Wp)/Jp	Коэффициент пористости e=[ρs(1+W)/ρ]-1	Степень влажности Sr=W·ρs/eρw	Наименование грунта и  его состояние
44	2,9	2,70	1,92	0,31	32	19	14	8	6500	26,5	18,8	13	0,923	0,84	0,99	суглинок текучепластичный	0
41	6,4	2,72	1,77	0,30	80	29	15	37	14000	26,7	17,4	51	0,02	1,00	0,82	глина полутвердая	312	0,04	2
11	10,0	2,66	1,96	0,22	-	-	38	-	33000	26,1	19,2	-	-	0,66	0,89	средней крупности, средней  плотности, насыщенный водой	245	0,1	3
7		2,66	1,96	0,23	-	-	40	-	33000	26,1	19,2	-	-	0,67	0,91	крупный, средней плотности, насыщенный водой	343	0,1	3

 

 

№ слоя	Глубина подошвы слоя,м	Мощность слоя, м	Литологический разрез			Наименование и характеристика грунта
1	3,5	3,5				Глина текучая, насыщенная водой
2	9,5	6,0				Суглинок полутвердый насыщенный водой
3	19,5	10				Суглинок твёрдый, ср. степ. водонасыщения
4						Глина полутвёрдая, ср. степ. водонасыщения

 

 

Рис. 2. Геологическая колонка

 

Рис. 3. Эпюра условных сопротивлений

 

 

1.3. Определение расчётных характеристик грунтов

 

Расчётные характеристики грунтов  представлены в табл. 6. Они определены по формуле:

Расчётные характеристики обозначаются:

• при расчётах по несущей способности – γ_I, φ_I, C_I
• при расчётах по деформациям – γ_II, φ_II, C_II

 

Таблица 6

№ слоёв грунта	γ	γI	γII	φ	φI	φII	C	CI	CII	E
		1,1	1,05		1,1	1,05		1,5	1,1	кПа
36	17,8	16,18	16,95	14	12,73	13,33	14	9,3	12,73	6000
22	18,9	17,18	18	20	18,18	19,05	2	1,3	1,8	12000
35	18,5	16,82	17,62	22	20	20,95	28	18,67	25,45	13000
5	20,4	18,54	19,43	42	38,18	40	-	-	-	40000

 

 

      2. Проектирование фундамента мелкого заложения

 

2.1. Выбор материала фундамента

 

Примем материал фундамента  - бетон класса В20.

 

2.2. Назначение отметки обреза фундамента и его минимальных

       размеров в плоскости обреза

 

Принимаем отметку обреза фундамента на 0,5 м ниже поверхности  грунта см. рис. 4.

 

 

Рис.4

 

 

 

 

 

Принимаем минимальные размеры  в плане ( ):

 

 

Вычисляем максимальные размеры:

 

 

 

2.3. Определение глубины заложения фундамента

     Принимаем  глубину заложения фундамента  из условий:

А) по конструктивным особенностям:

d=h_ф+0,5=3,5м;

Б) по инженерно-геологическим  особенностям:

h₁=3,1 м, d=3,1 +0,5=3,6 м;

В) по условию глубины  сезонного промерзания:

 

В первом приближении принимаем    d_min=3,6м.

 

2.4. Предварительное определение размеров подошвы фундамента

 

В первом приближении размеры  подошвы фундамента принимаем равными минимальным:

 

 

Минимальная площадь подошвы фундамента:

м²

 

Максимальная площадь  фундамента:

 

 

Требуемая площадь фундамента:

 

²

 

Т.к ,149,686,6,то увеличиваем глубину заложения: d= d_min +0,5 =3,6+0,5=4,1м, пересчитываем размеры ², и м².

 

2.5. Расчёт основания  по несущей способности

 

       2.5.1. Определение расчётного сопротивления  грунта и давлений на основание при предварительных размерах подошвы фундамента

 

Принятые размеры подошвы  фундамента должны удовлетворять следующим  условиям:

;

;

;

 

 

Где , - соответственно среднее, минимальное и максимальное давление на основание, кПа; - расчетная вертикальная нагрузка на основание, кН, определяемая по формуле:

 

,где

  - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,14;

, - соответственно постоянная и временная нормативная нагрузка на фундамент, кН;

 

, где

- объем фундамента, ;

- коэффициент надежности  по назначению сооружения, принимаемый  ;

  - коэффициент условий работы, принимаемый для нескальных оснований и - для скальных оснований и при дополнительном сочетании нагрузок;

 - удельный вес бетона, принимаемый ;

- общий объем, ;

 – объем опоры,  ;

 

  - момент всех сил в плоскости подошвы фундамента, кНм, вычисляется по формуле:

 

, где

- горизонтальная сила, действующая вдоль оси моста, кН; , - соответственно площадь, , и момент сопротивления подошвы фундамента, ;