«Проектирование фундаментов промежуточной опоры моста» по дисциплине: «Основания и фундаменты». Курсовая работа Проектирование фундаментов промежуточной опоры моста по дисциплине Основания и фундаменты
 Скачать 4.14 Mb.
|
1 2 МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»  (РУТ (МИИТ)Кафедра: «Автомобильные дороги, аэродромы, основания и фундаменты» КУРСОВАЯ РАБОТА «Проектирование фундаментов промежуточной опоры моста» по дисциплине: «Основания и фундаменты» Выполнил: студент группы СЖД-311 Иванов А.Н. Руководитель курсового проектирования: доцент, к.т.н. Тенирядко Н. И. Москва 2020 Содержание Исходные данные……………………………………………………………………………….......3 Введение……………………………………………………………………………………………..7 1. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ…………………………………...8 2. НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОБРЕЗ ФУНДАМЕНТА………………………………..9 3. ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ…………………………………………………....10 3.1 Предварительное определение глубины заложения фундамента……………………….….10 3.2 Предварительное назначение площади и размеров подошвы фундаментов…………..…..10 3.3 Проверка давлений по подошве фундамента……………………………………………..…12 3.3.1 Проверка на основное сочетание нагрузок…………………………………………..…….12 3.3.2 Проверка на невыгодное сочетание нагрузок………………………………………...........13 3.4 Проверка положения равнодействующей внешних сил………………………………….…14 3.5 Расчет осадки фундамента мелкого заложения……………………………………………...15 4. СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ………………………………………………………………….…17 4.1 Общие сведения о типах и конструкциях свай………………………………………………18 4.2 Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка….19 4.3 Назначение глубины погружения, типа и размеров свай………………………………..….21 4.4 Определение расчетной несущей способности одиночной сваи……………………….…..22 4.5 Определение числа свай, их размещение………………………………………………….…24 4.6 Проверка свайного фундамента по несущей способности грунтов основания……………26 4.7 Определение осадки свайного фундамента как условного массивного фундамента……..27 5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ……………………………………..32 5.1 Фундамент мелкого заложения……………………………………………………………….32 5.2 Свайный фундамент …………………………………………………………………………..34 Заключение……………………………………………………………………………………...….37 Список литературы………………………………………………………………………………...38 Исходные данные Схема мостовой опоры Вариант № 16. Геологический разрез по скважине 16 , пробуренной в месте расположения опоры. Сооружение строится в районе, где нормативная глубина промерзания грунта составляет 1,0 м. Горизонт грунтовых вод находится на глубине 1,7 м от отметки поверхности грунта. Район расположения сооружения подвержен землетрясениям не более 3-х баллов. Конструкция опоры моста
 
Таблица 1. Сводные данные физико-механических характеристик грунтов (ГОСТ 25100-2011) по скважине N16 . Введение Проект фундамента является частью общего проекта сооружения, но вместе с тем задачи проектирования фундамента решаются самостоятельно на основе исходных данных, не имеющих прямого отношения к надфундаментной части сооружения. Также при проектировании фундамента учитывают природные условия, специфические особенности конструкции и работы надфундаментной части сооружения, а также влияние деформаций основания и фундамента на работу сооружения в целом. Основными задачами, подлежащими решению в процессе проектирования фундамента являются: 1. Выбор глубины заложения и типа фундамента; 2. Составление вариантов фундамента, их технико-экономический анализ и принятие оптимального варианта; 3. Проектирование конструкции фундамента по принятому варианту; 4. Проектирование организации и производства работ по возведению фундамента на основе результатов вариантного изучения разных конструктивно-технологических решений. Решение перечисленных задач связано, с одной стороны, с обеспечением необходимой надежности сооружения, а с другой – с принятием наиболее экономической конструкции фундамента по расходу материалов, затратам труда, стоимости и срокам выполнения работ. 1. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ Сооружение строится в районе, где нормативная глубина промерзания грунта составляет 1,0 м. Горизонт грунтовых вод находится на глубине 1,7 м от отметки поверхности грунта, которая равняется 188,5 м. Район расположения сооружения подвержен землетрясениям не более 3-ч баллов. Верхний слой начинается с песка пылеватого, средней плотности, насыщенного водой, мощностью слоя 3,0 м, с условным сопротивлением R0 = 98 кПа. Данный слой не пригоден в качестве несущего слоя опор мостов и фундаментов. (R0 <150 кПа) Первый подстилающий слой. Песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой, мощность слоя составляет 4,0 м с условным сопротивлением R0 = 147 кПа. Данный слой будем считать пригодным в качестве несущего слоя опор мостов и фундаментов. (R0 ≈ 150 кПа) Второй подстилающий слой. Суглинок тугопластичный, мощность слоя составляет 1,5 м с условным сопротивление R0 = 171,5 кПа. Данный слой будем считать пригодным в качестве несущего слоя опор мостов и фундаментов. (R0 >150 кПа) Третий подстилающий слой. Глина полутвердая, мощность слоя 19,0 м, условное сопротивление R0 = 294 кПа. Данный слой будем считать пригодным в качестве несущего слоя опор мостов и фундаментов. (R0 >150 кПа) 2. НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОБРЕЗ ФУНДАМЕНТА На обрез фундамента действуют следующие нагрузки: Собственный вес опор Постоянная нагрузка от пролетного строения с учетом нагрузки от ВСП и с учетом нагрузки от опорных частей Временные нагрузки от подвижного состава, тормозная нагрузка, ветровая нагрузка, ледовая нагрузка, нагрузка от навала судов, сейсмическая нагрузка В расчет принимаются основное и невыгодное сочетания нагрузок:  – основное сочетание  – невыгодное сочетание 3. ФУНДАМЕНТ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ 3.1 Предварительное определение глубины заложения фундамента Глубину заложения фундамента назначаем с учетом: Геологических и гидрогеологических условий местности, на которой сооружается фундамент – предварительно несущий слой грунта находится на расстоянии 3,5 м от УРЗ Глубины сезонного промерзания – глубина промерзания грунта составляет 1,0 м Возможного размыва речного дна (для фундаментов, сооружаемых в русле реки) - в курсовом проекте нет 4. Конструктивных особенностей – 3 м Исходя из этих условий назначаем минимально возможную глубину заложения фундамента  .3.2 Предварительное назначение площади и размеров подошвы фундаментов Берем второй слой грунта, а именно песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой с R0=147 кПа (будем считать R0 ≈ 150 кПа),K1=0,02,К2=1,5 После считаем требуемую площадь. Ориентировочно площадь подошвы фундамента при выбранной глубине заложения  определяется по формуле : .где  – средний удельный вес грунта и бетона – удельный вес воды = 1,3 м – расстояние от dmin до УГВ Рисунок 1. Фундамент мелкого заложения b1 = b0 + 2  C0 =b0+2 A1 =l b l1 = lo +2 C0 =l0+2b2 = b1 + 2 C=b1+1l2 = l1 + 2 C=l1+1. . .
ВЫВОД: Aтр > A7 ,следовательно берем глубину заложения фундамента равную 7,5 м, несущий слой-суглинок тугопластичный, для определения расчетного сопротивления.Ширина подошвы фундамента:  =10,5 м.Длина подошвы фундамента:  =17,2 м. Площадь – 180,6 м2.Глубина заложения фундамента равна 7,5 м. 3.3 Проверка давлений по подошве фундамента  Где R – расчетное сопротивление грунта по подошве фундамента  –условное сопротивление суглинка тугопластичного по подошве фундамента, которое составляет 171,5 кПа  – коэффициенты, зависящие от вида грунта - ширина подошвы фундамента, мнаша ширина составляет >6 м, следовательно принимаем b=6 м  – глубина заложения подошвы фундамента, м – осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, принимаем 20 кН/м33.3.1 Проверка на основное сочетание нагрузок   – расчетная вертикальная нагрузка по подошве фундамента на основание        ,Где       ВЫВОД: Проверка по выполнению условия  выполняется, следовательно, продолжаем проверку по Pmax и Pmin.3.3.2 Проверка на невыгодное сочетание нагрузок Расчет производится раздельно в двух плоскостях: вдоль и поперек опоры на все возможные виды загружения постоянной и временной нагрузками. Проверка краевых напряжений:   Где        ВЫВОД: Все проверки прочности грунта по подошве фундамента выполняется, следовательно, производим проверку положения равнодействующей внешних сил. 3.4 Проверка положения равнодействующей внешних сил Положение равнодействующей проверяют в уровне подошвы фундамента при действии постоянных и временных нагрузок в наиболее невыгодном сочетании:  где  – эксцентриситет приложения вертикальной силыотносительно нейтральной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, м;  – радиус ядра сечения подошвы фундамента, м; – невыгодное сочетание нагрузок относительно подошвы фундамента; кН – момент действия временной горизонтальной силы  (из задания) относительно подошвы фундамента, кНм; – высота опоры моста (из задания), м;  – высота фундамента, м; – момент сопротивления подошвы фундамента относительно нейтральной оси вдоль моста, м3;  Апф=  м2|Fнев=      ВЫВОД: Условие выполняется, следовательно, переходим к расчету осадки основания фундамента мелкого заложения. 3.5 Расчет осадки фундамента мелкого заложения Проверка основания фундамента по 2-ой группе предельных состояний Сущность расчета основания фундамента мостовой опоры по второму предельному состоянию (по деформациям) выражается условием  Где  – расчетная осадка фундамента (опоры) от нормативной постоянной нагрузки – предельно допустимая по условиям осадка фундамента – длина меньшего из примыкающих к опоре пролетов  Расчетная осадка фундамента определяется методом послойного суммирования осадок отдельных слоев в пределах сжимаемой толщи основания.   Таблица 2. Расчет осадки фундамента мелкого заложения Расчетная осадка не превышает предельно допустимую. ВЫВОД: Условия по проверке 1 и 2 групп предельных состояний выполняются, следовательно для расчета технико-экономического обоснования принимается фундамента высотой 7 м, глубиной заложения 7,5 м , bп.ф. = 10,5 , несущим слоем является суглинок тугопластичный. Переходим к проектированию свайного фундамента.  4. СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ 1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
м
м
50,4 м2
м
м
м2
м 
м
м2
м
м
м2
м
м
м
м
м
м
м2
м2
м2