Проектирование фундамента под промежуточную опору автодорожного моста, расположенного в русле реки

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ОПОРУ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА, РАСПОЛОЖЕННОГО В РУСЛЕ РЕКИ

 

 

Выполнила: студентка группы 2-АД-III Кузьмичева Виктория Львовна

Проверил: Кузнецов Александр Васильевич

 

Санкт-Петербург

ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

 

1. Определение удельного веса скелета грунта:

кН/м³;

кН/м³;

кН/м³;

кН/м³;

 

2. Определение коэффициента пористости грунта:

;

 

3. Определение пористости грунта:

;

;

 

4. Определение удельного веса грунта во взвешенном состоянии:

;

кН/ м³;

кН/ м³;

кН/ м³;

кН/ м³;

 

5. Определение полной влагоемкости грунта:

;

;

 

6. Определение степени водонасыщения:

;

;

7. Определение числа пластичности:

;

I_P1=0,3 - 0,12=0,18;

I_P2=0,43 - 0,24=0,19;

I_P4=0,25 - 0,12=0,13;

 

8. Определение показателя текучести:

;

;

Внесем данные в таблицу 1.

Для расчетов оснований по несущей способности по I Г.П.С.

 

9. Определим расчетные значения угла внутреннего трения:

,

где γ _g – коэффициент надежности по грунту:

для С песчаных и глинистых грунтов – 1,5;

для φ песчаных грунтов – 1,1;

для φ глинистых грунтов – 1,15.

 

;

 

10. Определим удельное сцепление:

;

кПа;

кПа;

кПа;

11. Определим расчетное значение удельного веса:

;

кН/м³;

кН/м³;

кН/м³;

кН/м³;

Для расчетов по II Г.П.С. коэффициент надежности по грунту γ_g =1, поэтому в таблицу 1 записываем нормативные значения φ_н, С_н, γ.

Таблица 1

№ п/п	Физические характеристики грунтов	Группы предельного состояния
I Г.П.С.	II Г.П.С.
	γs, кН/м^3	γ, кН/м^3	W	WL	Wp	γd, кН/м^3	e	n	γsb	Wsat	Sr	IP	IL	φI, град	CI, кПа	γІ, кН/м^3	φII, град	CII, кПа	γІI, кН/м^3	E, кПа
	27,1		0,2	0,3	0,12	16,667	0,626	0,385	10,517	0,231	0,866	0,18	0,444	20,87	5,333	18,182
	27,3		0,28	0,43	0,24	14,844	0,839	0,456	9,406	0,307	0,911	0,19	0,211	15,652	54,667	17,273
	26,6	20,5	0,18	-	-	17,373	0,531	0,347	10,842	0,200	0,901	-	-	34,545	-	18,636		-	20,5
	27,1		0,18	0,25	0,12	17,797	0,523	0,343	11,230	0,193	0,933	0,13	0,462	21,739		19,091

I слой: Суглинок бурый (I_P =0,18 > 17), тугопластичный (0,25 I_L = 0,444 0,5); насыщенный водой (S_r = 0,86 6> 0,8);

II слой: Глина темно-серая (I_P = 0,19 > 0,17), полутвердая (0 I_L = 0,211 0,25); насыщенная водой (S_r = 0,911> 0,8);

III слой: Песок мелкий, плотный (e = 0,531 0,6), насыщенный водой (S_r = 0,901 > 0,8);

IV слой: Суглинок желто-бурый (0,07 I_P=0,13 0,17), тугопластичный (0,25 I_L = 0,462 0,5); насыщенный водой (S_r = 0,933> 0,8);

 

 

В качестве несущего слоя может быть использован любой из грунтов.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

2.1. Определение расчетного сопротивления грунта.

 

Расчетное сопротивление грунта определяем по формуле:

R = 1,7∙ (R₀∙ (1 + k₁(b – 2)) + k₂∙γ∙ (d_f – 3)); где

 

где R₀ — условное сопротивление грунта, кПа (тс/м²), принимаемое по табл. 1, СНиП 2.05.03-84;

b — ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м;

d — глубина заложения фундамента, м, принимаемая по п. 2;

g — осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды; допускается принимать g = 19,62 кН/м³ (2 тс/м³);

k₁, k₂ — коэффициенты, принимаемые по табл. 4, СНиП 2.05.03-84.

 

Расчет минимальной ширины подошвы фундамента определяется по формуле:

b = b₀ + 2∙c = 1,2 + 2∙0,5 = 2.2 м.

Ширина подошвы фундамента поперек оси моста определяется по формуле:

a = a₀ + 2∙c = 5 + 2∙ 0.5 = 6 м.

Глубину заложения фундамента принимаем равной 3,5 м.

 

R = 1,7 ∙ (245 (1 + 0,04(2,2 – 2)) + 2 ∙19,62∙ (3,5 – 3)) = 452 кН/м³.

Выбор размеров и типа свай

 

Выбираем ж/б сваи сплошного сечения 35 см 35 см, располагая их вертикально.

Длина сваи определяется с учётом заделки в плиту ростверка и заглубления в несущий слой или опирания на несжимаемый грунт:

L = Z_R + ℓ₀ + h₃;

где Z_R – расстояние от подошвы слабых грунтов или линии размыва до острия сваи с учетом заделки в несущий слой, 1,0 м;

ℓ₀ – расстояние от подошвы ростверка до кровли несущего слоя, 13,5 м;

h₃=2d = 2·0,35 = 0,7м – глубина заделки свай в ростверк.

L = 1,0+ 13,5 + 0,7 = 15,7 (примем L=16 м)

По длине свай L = 16 м определяем:

Класс бетона В30, R_в =17,0 МПа

Предварительное определение несущей способности свай по материалу.

;

 

где φ – коэффициент продольного изгиба, φ=1; γ _CB =1;

R _B – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию. Для В30, R _B =17 МПа;

А _В - площадь поперечного сечения бетона сваи, А _В = 0,1225 м²;

А _S^’ – площадь поперечного сечения сжатой арматуры, А _S^’ = 58,91^.10^-4м²;

R _S – расчетное сопротивление арматуры, R _S = A II – 365МПа.

 

кН.

 

Несущая способность сваи по материалу больше, чем по грунту: F_dm=4232,35 >F_d=1431,8. Следовательно, принимаем F_d=1431,8 кН.

 

Определение усилий в сваях

а) Продольное усилие в свае:

N_max = ρ₁∙^.(S+ω_y^. х) = 200063 ∙(0,0034+0,00012∙^.1) = 704,22 кН;

; 704,22 кН.

Условие выполняется.

Момент в свае на уровне заделки в ростверк:

M_max = ρ₃∙U_x - ω_y∙ ρ₄ = 18750∙ 0,0032 – 0,00012∙ 40625 = 55,13 кН^.м.

Поперечная сила в свае:

Q_max = ρ₂∙U_x - ω_y∙ ρ₃ = 12500∙^. 0,0032 – 0,00012∙ 18750 = 37,75 кН.

 

 

б) Продольное усилие в свае:

N_max = ρ₁^. ∙ (S+ω_y∙х) = 200063∙ (0,0029+0,00056∙^.3,3) = 949,9 кН;

; 949,9 кН.

Условие выполняется.

Момент в свае на уровне заделки в ростверк:

M_max = ρ₃∙U_x - ω_y∙ρ₄ = 18750∙^. 0,0012 – 0,00056 ∙40625= - 0,25 кН^.м.

 

 

Поперечная сила в свае:

Q_max = ρ₂∙U_x - ω_y∙ ρ₃ = 12500∙ 0,0012 – 0,00056∙ 18750= -7,75 кН.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА ПОД ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ОПОРУ АВТОДОРОЖНОГО МОСТА, РАСПОЛОЖЕННОГО В РУСЛЕ РЕКИ

 

 

Выполнила: студентка группы 2-АД-III Кузьмичева Виктория Львовна

Проверил: Кузнецов Александр Васильевич

 

Санкт-Петербург