Определение исходных данных для выполнения

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Таблица 1- Исходные данные по варианту задания курсового проекта

Номер варианта	Внутренний диаметр колодца, м	Толщина грунтового пласта первой зоны (суглинки), м	Толщина грунтового пласта второй зоны (глины), м	Толщина грунтового пласта третей зоны (гравий и крупный песок), м	Глубина залегания грунтовых вод, м
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,0
					2,5
					3,0
					3,5
					2,5

Данные по грунтам: I зона – суглинок, коэффициент трения, грунта по бетону f₁=1,7 т/м³; II зона – глина липкая, f₂=3,0 т/м³; III зона – гравий и крупный песок, f₃=2,5 т/м³;

К третьей зоне прибавляется высота ножевой части опускного колодца – 2,5 м

h_ПК=УГВ+0,5

 

 

Рисунок 1 - Схема стакана опускного колодца

Расчет толщины стенки колодца

 

Проверка условий погружения

 

Для преодоления сил трения грунта об стенки колодца, возникающие при погружении, должно выполняться следующее неравенство:

 

,

 

где k_n – коэффициент погружения;

Q – вес оболочки опускного колодца, т;

В – вес воды, вытесненной стенами колодца, т;

Т – полная сила трения стен колодца об грунт.

Усредненное значение силы трения определяем из соотношения:

 

 

,

 

где f_n – удельная сила трения боковой поверхности колодца по слою грунта, тс/м²;

h_n – высота слоя грунта в зоне м.

 

Обозначим через

 

где H_k – полная высота колодца, м. H_k=h_низа+0,5;

H_k^’ – глубина погружения опускного колодца, м. H_k^’= h_низа –h_ПК;

h_ПК =УГВ-0,5

g_жб – объемный вес железобетона, т/м³, g_жб = 2,5 т/м³;

g_в – объемный вес воды, т/м³, g_в = 1 т/м³.

Толщина оболочки опускного колодца:

 

Внешний радиус колодца:

R=r+b,

где b - толщина стены колодца, м.

r - внутренний радиус, м.

Вес оболочки опускного колодца:

 

Q = V×g_ЖБ = p×(R² - r²)×H_К×g_ЖБ,

 

Вес воды, вытесненной стенами колодца:

 

В = p×(R² - r²)×H_В×g_В,

Полная сила трения стен колодца об грунт:

 

Т = U×(Н_к^’ - 1,5)×f₀ = 2πR×(Н_k^’ - 1,5)×f₀,

 

Проверка условий всплытия

 

Так как колодец погружается в водонасыщенных грунтах, то необходимо выполнить проверку на всплытие колодца (после бетонирования днища) под действием гидростатических сил.

Рисунок 2 – Схема ножа опускного колодца

 

Расчет выполняется по формуле:

 

 

где Q_ст = Q - вес оболочки опускного колодца, т;

Q_дн – вес днища, т;

Т₁ –сила трения колодца о грунт, т;

Н_в – глубина погружения колодца до уровня подземных вод, м;

g_в – объемный вес воды, т/м³. g_в = 1 т/м³;

F_k – площадь колодца по внешнему периметру, включая площадь днища, на глубине от уровня залегания грунтовых вод до проектной отметки погружения стакана колодца, м².

 

Согласно рисунку 2, вес днища определяется как вес бетонной подушки плюс армированная плита днища толщиной 150 мм. Вес бетонной подушки определяется как сумма веса усеченного конуса и прямоугольного участка.

 

Вес усеченного конуса определяется по формуле:

 

,

 

где h₃ – высота усеченного конуса, м;

R_дн – внутренний диаметр основания конуса, м;

r – внутренний диаметр верхнего среза конуса, м.

 

Вес прямоугольного участка бетонной подушки:

 

 

где g_б – объемный вес бетона, g_б = 2 т/м³;

h₂ – высота прямоугольной части бетонной подушки, м.

 

Вес железобетонной плиты из расчета объемного веса железобетона:

 

,

 

где g_жб – объемный вес железобетона, g_б = 2,5 т/м³.

 

Вес днища:

 

,

 

Сила трения колодца о грунт:

 

Т₁=0,5·Т^’,

 

где Т^’ – полная сила трения колодца о грунт без учета пионерного котлована, т

 

 

Т¢ = πD×(Н_к^’ - 1,5)×f_ср,

 

где D – наружный диаметр колодца, м;

f_ср – усредненное значение коэффициента силы трения грунта по бетону:

 

Площадь колодца по внешнему периметру:

 

F_к = π∙R²,