Реферат: Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста

--PAGE_BREAK--Pf+Pw+Pq = А*hф* с
где <shape id="_x0000_i1088" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image003.wmz» o:><img width=«17» height=«25» src=«dopb364759.zip» v:shapes="_x0000_i1088">ср = 0,02 мН/м3
Производим расчёты:
N1=(P0+ Pп +А • hф • ср )+ f • Pk
N1 =(4.30+1,0 + 37,38• 6,5• 0,02) + 1,14• 4,80 = 15,632 мН
PM = N1 / Amin =15,632 / 37,38 = 0,418 МПа
R*= R/<shape id="_x0000_i1089" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image079.wmz» o:><img width=«19» height=«25» src=«dopb364797.zip» v:shapes="_x0000_i1089">п =0,348 / 1,4 = 0,42 МПа
R*³ PM
Условие выполняется.
Ми =l,l•0,48(l,l + 6,4 + 6,5) = 0,528 •14,0=7,392 мНм
W = 10,4 • 12,96 / 6 =22,464м3
0,418+7,392 / 22,464 1,2• 0,42
0,75>0,504 — условие не выполняется,
Значит, примем b=7м и произведем перерасчет
W = 10,4 • 49,0 / 6 =84,933м3
0,418+7,392 / 84,933 1,2• 0,42
0,503<0,504
Условие выполняется.
Pmin = 0,418 – 0,087 = 0,33 Мпа >0
Условие выполняется.
3.5 Расчёт на устойчивость положения фундамента
Расчёт на устойчивость фундамента обычно производят для устоев мостов и в случаях, когда равнодействующая сил по подошве фундамента выходит за пределы ядра сечения. В курсовой работе с методологической целью выполняется расчёт на опрокидывание и на сдвиг по подошве. Расчёт на устойчивость против опрокидывания производится по формуле:
Ми / M2£  <shape id="_x0000_i1090" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image079.wmz» o:><img width=«19» height=«25» src=«dopb364797.zip» v:shapes="_x0000_i1090">с / <shape id="_x0000_i1091" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image079.wmz» o:><img width=«19» height=«25» src=«dopb364797.zip» v:shapes="_x0000_i1091">п
<shape id="_x0000_i1092" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image079.wmz» o:><img width=«19» height=«25» src=«dopb364797.zip» v:shapes="_x0000_i1092">с / <shape id="_x0000_i1093" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image079.wmz» o:><img width=«19» height=«25» src=«dopb364797.zip» v:shapes="_x0000_i1093">п   =  0,8 / 1 = 0,8 
где M2 — предельный удерживающий момент, определяемый по формуле:
M2 = b/2 • {0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk }
где 0,9 — коэффициент перегрузки, уменьшающий воздействие сопротивляющихся опрокидыванию сил; ус — коэффициент условий работы, для фундаментов на нескальных основаниях принимаем с = 0,8; п — 1 — коэффициент надёжности по назначению сооружения. Производим расчёты:
Mz=3,2/2• {0,9• [4,3 + 1,0 +( 37,38•6,5•0,02)]+ 1,14•4,8O)=22,51 мН• м
Ми / M2 =7,392 / 22,51 = 0,328 < 0,8 –
Устойчивость фундамента на опрокидывание обеспечена.
Расчёт на устойчивость против сдвига производится по формуле:
<shape id="_x0000_i1094" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image094.wmz» o:><img width=«61» height=«47» src=«dopb364805.zip» v:shapes="_x0000_i1094">
Q -расчётная сдвигающая сила:
Q = 1.1 • T
Q =м•{0,9•[ P0+ Pп +(А • hф • ср )]+ f • Pk },
где Q — предельная удерживающая сила; м — коэффициент трения, принимаем равным — 0,25; с -коэффициент условий работы, с = 0,9; n-1 — коэффициент надёжности по назначению сооружения.
Производим расчёты: Q = 1,1• 0,48 = 0,528
Qz= 0,25• 14,07 = 3,518
0,528 / 3,518 = 0,15 < 0,9
Устойчивость фундамента на сдвиг обеспечена
3.6 Расчёт осадки фундамента при наличии водотока
Метод послойного суммирования рекомендуется для расчёта осадок фундаментов. Величина осадки фундамента определяется по формуле:
<shape id="_x0000_i1095" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image096.wmz» o:><img width=«112» height=«48» src=«dopb364806.zip» v:shapes="_x0000_i1095">
где <shape id="_x0000_i1096" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image098.wmz» o:><img width=«16» height=«21» src=«dopb364807.zip» v:shapes="_x0000_i1096"> — безразмерный коэффициент, равный 0,8; — среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-M слое грунта; hi и Ei — соответственно толщина и модуль деформации i- го слоя грунта; п — число слоев, на которые разбита, сжимаемая толща основания.
Техника расчёта:
1.       Сжимаемую толщу грунта, расположенную ниже подошвы фундамента, разбиваем на элементарные слои толщиной hi, где b – ширина подошвы фундамента. Границы элементарных слоев должны совпадать с границами слоев грунта и уровнем подземных вод. Глубина разбивки должна быть примерно равна 3*b.
2.       Определяем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого подслоя.
<shape id="_x0000_i1097" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image100.wmz» o:><img width=«152» height=«27» src=«dopb364808.zip» v:shapes="_x0000_i1097">
Где <shape id="_x0000_i1098" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image102.wmz» o:><img width=«34» height=«30» src=«dopb364809.zip» v:shapes="_x0000_i1098"> - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,
<shape id="_x0000_i1099" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image102.wmz» o:><img width=«36» height=«31» src=«dopb364810.zip» v:shapes="_x0000_i1099">  = d* <shape id="_x0000_i1100" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image033.wmz» o:><img width=«13» height=«17» src=«dopb364774.zip» v:shapes="_x0000_i1100">'; <shape id="_x0000_i1101" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image105.wmz» o:><img width=«25» height=«25» src=«dopb364811.zip» v:shapes="_x0000_i1101">';
удельный вес грунта i-го слоя; hi -толщина i-го слоя грунта; <shape id="_x0000_i1102" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image033.wmz» o:><img width=«13» height=«17» src=«dopb364774.zip» v:shapes="_x0000_i1102">'- среднее значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод или ниже воды в реке, но выше водоупора, следует определять с учётом взвешивающего действия воды. В водоупоре напряжение от собственного веса грунта в любом горизонтальном сечении определяют без учёта взвешивающего действия воды.
Водоупором принимают слой суглинка или глины с I1<shape id="_x0000_i1103" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image107.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb364812.zip» v:shapes="_x0000_i1103"> 0.25.
По результатам расчёта строим эпюру вертикальных напряжений от собственного веса грунта <shape id="_x0000_i1104" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image109.wmz» o:><img width=«30» height=«30» src=«dopb364813.zip» v:shapes="_x0000_i1104">
3. Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента по формуле:
<shape id="_x0000_i1105" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image109.wmz» o:><img width=«25» height=«25» src=«dopb364814.zip» v:shapes="_x0000_i1105">=Pm11-<shape id="_x0000_i1106" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image102.wmz» o:><img width=«29» height=«25» src=«dopb364815.zip» v:shapes="_x0000_i1106">
Среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок:
<shape id="_x0000_i1107" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image113.wmz» o:><img width=«73» height=«43» src=«dopb364816.zip» v:shapes="_x0000_i1107">
N11=P0+Pn+Pf+Pq+Pw
Значения ординат эпюры распределения дополнительных вертикальных напряжений в грунте вычисляются по формуле:
<shape id="_x0000_i1108" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image109.wmz» o:><img width=«25» height=«25» src=«dopb364814.zip» v:shapes="_x0000_i1108">=<shape id="_x0000_i1109" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image115.wmz» o:><img width=«52» height=«25» src=«dopb364817.zip» v:shapes="_x0000_i1109">
где <shape id="_x0000_i1110" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image117.wmz» o:><img width=«15» height=«15» src=«dopb364818.zip» v:shapes="_x0000_i1110"> - коэффициент, принимаемый по таблице в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента <shape id="_x0000_i1111" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image119.wmz» o:><img width=«41» height=«41» src=«dopb364819.zip» v:shapes="_x0000_i1111"> и относительной глубины, равной <shape id="_x0000_i1112" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image121.wmz» o:><img width=«57» height=«41» src=«dopb364820.zip» v:shapes="_x0000_i1112">
Вычисления <shape id="_x0000_i1113" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image123.wmz» o:><img width=«28» height=«28» src=«dopb364821.zip» v:shapes="_x0000_i1113"> и <shape id="_x0000_i1114" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image125.wmz» o:><img width=«31» height=«31» src=«dopb364822.zip» v:shapes="_x0000_i1114"> для любых горизонтальных сечений ведутся в табличной форме. По полученным данным сгщи azp строятся эпюры.
4.       Определяем нижнюю границу сжимаемой толщи (В. С.). Она находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:
<shape id="_x0000_i1115" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image127.wmz» o:><img width=«31» height=«31» src=«dopb364823.zip» v:shapes="_x0000_i1115"><shape id="_x0000_i1116" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image129.wmz» o:><img width=«43» height=«21» src=«dopb364824.zip» v:shapes="_x0000_i1116"><shape id="_x0000_i1117" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image131.wmz» o:><img width=«34» height=«34» src=«dopb364825.zip» v:shapes="_x0000_i1117">
5.       Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:
<shape id="_x0000_i1118" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image133.wmz» o:><img width=«131» height=«53» src=«dopb364826.zip» v:shapes="_x0000_i1118">
где <shape id="_x0000_i1119" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image098.wmz» o:><img width=«16» height=«21» src=«dopb364807.zip» v:shapes="_x0000_i1119">= 0.8 — безразмерный коэффициент для всех видов грунтов; — <shape id="_x0000_i1120" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image135.wmz» o:><img width=«48» height=«33» src=«dopb364827.zip» v:shapes="_x0000_i1120"> - среднее дополнительное вертикальное напряжение в i — м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах слоя, толщиной hi.
Осадка основания фундамента получается суммированием величины осадки каждого слоя в пределах HC- Она не должна превышать предельно допустимой осадки сооружения данного типа, определяемой по формуле:
<shape id="_x0000_i1121" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image137.wmz» o:><img width=«103» height=«33» src=«dopb364828.zip» v:shapes="_x0000_i1121">
где Su — предельно допустимая осадка, см; lр — длина меньшего примыкающего к опоре пролёта, м.
Затем следует выполнить проверку условия:
S<shape id="_x0000_i1122" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image107.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb364812.zip» v:shapes="_x0000_i1122">SU
Выполним расчёты:
Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры по обрезу фундамента Ро = 4,3 МН; расчетный пролет для примыкающих к опоре пролетных строений Lp = 33 м; нормативная вертикальная нагрузка на опору от пролетных строений Рп = 1 МН; глубина водотока 2 м; возможная глубина размыва грунта — 0,5 м.
Определяем полную вертикальную расчетную нагрузку Nn по подошве фундамента. Нагрузка по обрезу фундамента
N = po + рп = 4,3+1 = 5,3 МН.
Поскольку фундамент врезан в водопроницаемый грунт, учитывается взвешивающее действие воды на фундамент. Тогда при удельном весе материала фундамента (бетон) во взвешенном состоянии
уsЬф = уь — yw = 24 — 10 =14 кН/м3, получим
Рф = 14 •  (2,2  • 3 • 10,4 + 3,2 • 3,5 • 10,4) = 2591,68 кН
Так как фундамент находится в водопроницаемом и водонасыщенном грунте, то вода не будет оказывать давление на уступы фундамента Рв = 0.
Давление суглинка на нижние уступы фундамента определяется с учетом взвешивающего действия воды
Рr= 1,5 • 7,88 • 0,5 • 10,4 • 2 = 122,93кН.
Так как суглинок находится во взвешенном состоянии, то его удельный вес
Ysb= ( 27,5-10)/(1,4+0,82) = 7,88 кН/м3.
Полная вертикальная расчетная нагрузка по подошве фундамента:
N11= 5300 + 2591,68 + 122,93 = 8014,61 кН ~ 8,02 MH.
Среднее давление под подошвой фундамента
P = N11 / А = 8,02 / (3,2 • 10,4) = =0,24 МПа = 2,4 кгс/см2.
Слева от оси фундамента строится в масштабе эпюра вертикального напряжения от собственного веса грунта. Она начинается на уровне дна водотока (без учета размыва). Таким образом, напряжение на кровле слоя суглинка равно нулю, а на уровне его подошва
<shape id="_x0000_i1123" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image139.wmz» o:><img width=«37» height=«34» src=«dopb364829.zip» v:shapes="_x0000_i1123">  = 7,88 • 2,8 = 22,06 кН/м2 = 0,022 МПа
Напряжение szgoна уровне подошвы фундамента
szgo=s`zgi +  Ysb2 •  h'ф
здесь
Ysb2 = ( 27,4 -10 ) / ( 1,4+ 0,73 )=8,17 кН/м3
удельный вес песка во взвешенном состоянии;
h'ф = 2,2 м — заглубление фундамента в слой глины.
Отсюда
szgo = 22,06 + 8,17 • 2,2 = 40,03 кН/м3 = 0,04 МПа.
Напряжение s'gz,b уровне подошвы слоя глины
s 'zg2 =  szgl + Ysb2 • h2 = 22,06 + 8,17 • 7,4 = 82,52 кН/м3 = 0,083 МПа.
Эпюра напряжения szg на кровле глины (водоупор) имеет скачок и определяется по формуле
s''gz = Y1• h1+YW • hW + Y2• h2
s''gz=19,5• 2,8 +10•2 + 19,8•7,4= 221,12 кН/м3 = 0,221 МПа.
На глубине 3,6 м от кровли песка
sg3 = 221,12 +16,05 • 3,6 = 278,9 кН/м3 = 0,279 МПа.
Ysb3  = 7,88 + 8,17 = 16,05кН/м3
Далее эпюра szg может быть построена продлением ограничивающий эпюру прямой, как и в рассматриваемом ранее случае.
По аналогии строится эпюра 0,2 szg справа от оси Z в масштабе.
Строится эпюра szg дополнительных вертикальных напряжений.
Ширина фундамента b = 3,2 м, тогда максимальная толщина элементарного слоя h. < 0,4• 4 = 1,6 м. Принимаем толщину элементарных слоев равными 1,2 м.
Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента
szpo =Pm-szgo= 0,418 – 0,04 = 0,414 МПа.
Коэффициент  h=L/b=10,4/3,2= 3,25.
В рассматриваемом примере нижняя граница сжимаемой толщи B.C., получилась практически на середине 6-го элементарного слоя.
Средние дополнительные напряжения определяются в1-6 слоях, т.е. в пределах Нс =5,8м.
Так же, как и в разделе 1, определяются осадки Si, отдельных слоев в пределах от подошвы фундамента до B.C. и суммарная осадка S = 5,7 см.
Поскольку величина расчетного пролета не изменилась, то
Sдоп=1,5•ÖLp= 1,5•5,74=8,62 см
В результате имеем S= 5,7 см < Sдоп= 8,62 см.
Таким образом, расчет по II второй группе предельных состояний (по величине осадки) удовлетворяет требованиям СНиП 2.05.03*. «Мосты и трубы» и изменение размеров фундамента не требуется.
В том случае, если условие S < Sдоп не выполняется необходимо изменить размеры фундамента: увеличить глубину заложения или размеры в плане и повторно выполнить расчет осадки.
Таблица № 3

4. Проектирование свайного фундамента
4.1 Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка
На водотоке, при глубине менее 3м следует проектировать свайный фундамент с низким ростверком.
Плита, объединяющая группу свай в единую конструкцию, называется ростверком. Обрез низкого ростверка располагается так же, как и обрез фундамента мелкого заложения на естественном основании.
Подошва низкого ростверка располагается:
в непучинистых грунтах — на любом уровне;
в пучинистых грунтах — на глубине менее dfn+ 0.25 м
в русле реки — ниже линии местного размыва.
Минимальная толщина ростверка hp = 1.5 м. Допускается заделка свай в ростверк не менее 0,15 м при условии остальной заделки выпуском продольной арматуры (длина заделки должна быть не менее 30 диаметров арматуры при арматуре периодического профиля и не менее 40 диаметров арматуры при арматуре гладкого профиля. Диаметр продольной арматуры квадратных свай от 12 до 32 мм). В курсовой работе допускается заделка свай в ростверк на 2 диаметра (стороны сваи).
Размеры ростверка по верху определяются размерами надфундаментной конструкции (нормы уширения ростверка по обрезу «С» такие же, как для фундамента на естественном основании); по низу — площадью для размещения свай. При необходимости развития подошвы ростверка (по сравнению с площадью по обрезу) оно осуществляется уступами высотой hy = 0,7 — 2,0 м и шириной не более 0,5 • hy.
Сборные железобетонные ростверки фундаментов мостов проектируются из бетона марки не ниже В25, монолитные — не ниже В15.
Принимаем глубину заложения подошвы ростверка — 3,2 м от поверхности воды, площадь-0,16 м2, высоту ростверка — 2,7 м.
4.2 Длина и поперечное сечение свай
    продолжение
--PAGE_BREAK--В курсовой работе рекомендуется применять забивные железобетонные сваи сплошного квадратного сечения. Длина сваи определяется положением подошвы ростверка и кровли прочного грунта, в который целесообразно заделывать сваи. Слабые грунты, пески рыхлые и глинистые грунты с показателем текучести IL 0.5 должны прорезаться сваями. Заглубление свай в грунтах, принятых за основание, должно быть:
при крупнообломочных грунтах, гравелистых, крупных и средней крупности песках, а также глинистых грунтах с показателем текучести
IL < 0.1 — не менее 0,5 м;
при прочих нескальных грунтах — не менее 1,0 м.
Глубина погружения сваи от поверхности грунта не должна быть менее 4 м. Наиболее распространены в практике мостостроения сплошные сваи сечением от 30x30 до 40x40 см. Принимаем для проектирования сплошные железобетонные квадратные сваи сечением 40 х 40 см с рабочей длиной 16м.
4.3 Определение расчётной несущей способности сваи
При небольших горизонтальных и низких ростверках сваи, как правило, размещаются вертикально. Расчётную несущую способность сваи (расчётное сопротивление) определяют по прочности материала и прочности грунта. Для дальнейших расчётов принимаем меньшее полученное значение. Расчёт висячих свай по материалу, как правило, не требуется, поскольку несущая способность по материалу обычно больше, чем по грунту.
Значения fi и R находим по таблицам 4.1 и 4.2 в зависимости от глубины z, расположения середины соответствующего слоя грунта (для /,) или от глубины Z0 погружения нижнего конца сваи (для R). Глубина z отсчитывается от природной поверхности грунта на суходоле. Величина fi:hi в формуле берётся по всем слоям грунтов, пройденных сваей. При этом пласты грунтов под подошвой ростверка следует расчленять на однородные слои с hi < 2 м.
Производим расчёты:
наружный периметр сваи и = 0,4 • 4 = 1,6 м
расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи по таблице 4.1 R = 2,92 МПа расчётное сопротивление слоев грунта по таблице 4.1:
f1 = 0.026 МПа
f 2 =0.048 МПа
fз = 0.056 МПа
f4 = 0.060 МПа
f5 = 0.063 МПа
f6 = 0.046 Мпа
f7 = 0.048 Мпа
f8 = 0.050 Мпа
f9 =0.051 Mпа
Расчётное сопротивление по грунту:
Fd=A•R+U•åfi•hi
=0,16•2,92+1,6•(0,026•1,6+0,048•2+0,056•2+0,06•2+0,063•1,4+0,046•2+0,048•2+0,05•2+0,051•1 ) =1,7424
определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка.
Определяется расчётная нагрузка, допускаемая на сваю:
<shape id="_x0000_i1124" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image141.wmz» o:><img width=«55» height=«47» src=«dopb364830.zip» v:shapes="_x0000_i1124">
где — коэффициент надёжности, для фундаментов мостов при низком ростверке висячих сваях если Fd определена расчётом <shape id="_x0000_i1125" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image143.wmz» o:><img width=«19» height=«24» src=«dopb364831.zip» v:shapes="_x0000_i1125">= 1,4
F=1,742/1,4=1,24
Количество свай определяется по формуле:
<shape id="_x0000_i1126" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image145.wmz» o:><img width=«68» height=«43» src=«dopb364832.zip» v:shapes="_x0000_i1126">
0
где N1 — расчётная нагрузка, передаваемая на сваю, определяемая в общем случае по формуле:
N1=1.1•(P+Pn+Amin•hрост•<shape id="_x0000_i1127" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image033.wmz» o:><img width=«13» height=«17» src=«dopb364774.zip» v:shapes="_x0000_i1127">ср )+<shape id="_x0000_i1128" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image147.wmz» o:><img width=«45» height=«25» src=«dopb364833.zip» v:shapes="_x0000_i1128">
где Рр — вес ростверка; остальные обозначения те же, что и при расчёте фундамента на естественном основании; — коэффициент, приближённо учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента, принимается равным 1,2. В курсовой работе допускается определять: ср = 0,02 МН/м3
N1 =1,1• (4,3 + 1 + 33,3•2,7•0,02) + 1.14•4,8  = 13,28
n=h• N1  / F = 1,2•13,28 / 1,24 = 12,85 » 13 свай.
Полученное кол-во свай умножим на 1,3 и получим » 20 свай.
Расстояние от края подошвы ростверка до ближнего края первой сваи должно быть не менее 0,25 м. Расстояние между осями вертикальных свай должно быть не менее 0,3 • d и не более 0,6 • d, где d — размер поперечного сечения сваи. После размещения свай в плане окончательно назначают размеры ростверка.
Принимаем  Amin=33,3 м2   bmin=3,2 м    lmin=10,4 м     ymin=1,15 м =yi
4.5 Проверочный расчёт свайного фундамента по несущей способности (по первому предельному состоянию)
Обычно проверяют расчётную нагрузку на крайнюю сваю со стороны наибольшего сжимающего напряжения.
При этом распределение вертикальных нагрузок между сваями фундаментов мостов определяют расчётом их как рамной конструкции. В курсовой работе разрешается проверить фактическое усилие в свае Fфакт с учётом действия по заданию одной горизонтальной силы T (в плоскости вдоль моста) по следующей упрощённой методике:
Fфакт=<shape id="_x0000_i1129" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image149.wmz» o:><img width=«132» height=«49» src=«dopb364834.zip» v:shapes="_x0000_i1129">
где Mu — расчётный момент в плоскости подошвы ростверка от сил торможения, определяется по формуле Mu=1.1*T*(1.1 + h0+hp), hp высота ростверка; умах-расстояние от главной центральной оси инерции подошвы фундамента до оси крайнего ряда свай в направлении действия момента M11 (в плоскости вдоль моста); уi — расстояние от той же оси до оси каждой сваи в фундаменте; n-число свай; N1 -полная расчётная вертикальная нагрузка с учётом веса свай, определяемая по формуле:
N1  / n = 1,1•( 4,3+ 1+33,3•2,7•0,02+20•0,16•16•0,024 ) +5,472 / 20 =0,73
Mu • ymin  /å yi2 • n= 1,1 • 0,48 • (1,1 + 6,4 + 2,7) • 1,15 / (1,15)2•20 = 0,23
Fфакт=0,73+0,23=0,96
Если условие Fфакт<shape id="_x0000_i1130" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image107.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb364812.zip» v:shapes="_x0000_i1130"> F не удовлетворяется, то необходимо пересчитать несущую способность сваи, увеличив её длину или поперечное сечение.
0,96<1,24
Условие Fфакп <shape id="_x0000_i1131" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image107.wmz» o:><img width=«13» height=«16» src=«dopb364812.zip» v:shapes="_x0000_i1131"> F выполняеся
4.6 Расчёт свайного фундамента как условного массивного
Первоначально определяют границы условно массивного фундамента. Для этого находим средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов т, пройденных сваями:
b`=2• ymax =2•1,15=2,3
by = b`+2 lp•tgjm=2,3+2•16•0,11=5,86
ly = l`+2 lp•tgjm=10,8+2•16•0,11=14,32
где i — расчётные значения углов внутреннего трения отдельных пройденных сваями слоев грунта; hi -толщина этих слоев; ly и bу — длина и ширина условного массивного фундамента;
Проверка напряжений по подошве условного фундамента производится по формулам Pm £ R
Pm = 1,1•[ Po+ Pn+ by• ly•(  lp+ hрост ) •0,02] +<shape id="_x0000_i1132" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«134673.files/image033.wmz» o:><img width=«13» height=«17» src=«dopb364774.zip» v:shapes="_x0000_i1132">f-Pk/ by• ly=
=1,1•[4,3+1+5,86•14,32•(16+2,7) •0,02]+5,47 / 5,86•14,32=0,51
Ry =1,7•{Roy•[1+K1 •(by-2)] +K2•0,02(lp+ hрост -3)} / 1,4=
=1,7•{0,3•[1+0,02•(5,86-2)]+1,5•0,02•(16+2,7-3)} / 1,4=0,96
0,51<0,96  — Условие выполняется.
R — расчётное сопротивление грунта в уровне подошвы условного массивного фундамента; lр — расстояние от подошвы низкого ростверка до нижних концов свай, без учёта острия; k — коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной коэффициента постели грунта, расположенного ниже подошвы фундамента, и принимается по таблице 4.3; cb — коэффициент постели грунта в уровне подошвы условного фундамента, кН/м3, при d 0 м cb =10k; при d>10м-cb=k-d.
Произведём проверку:
Pmax= Pm+6• ly (3•[1,1•T•( 1,1+ho+ lp+ hрост )] +2T• hрост ) / ly•( lp+ hрост ) •( hрост)*4+(3 ly)*4 £ 1,2• Ry
Pmax =0,51+6•14,32(3•[1,1•0,48(1,1+6,4+16+2,7)]+2•0,48•2,7/5,86•2,842
+126151,76= 0,54
1,2• Ry = 1,2• 0,96 = 1,15

5. Технология сооружения фундамента и техника безопасности
5.1 Основные положения
Независимо от типа свай и оболочек, за исключением набивных и буровых, фундаменты сооружают по общей технологической схеме, состоящей из изготовления несущих элементов, погружения их в грунт и устройства плиты. При возведении фундаментов из набивных и буровых свай отпадают работы, связанные с погружением, поскольку их изготавливают в грунте.
Работы по сооружению фундаментов начинают с разметки (закрепления) на местности контура котлована и положения в плане несущих элементов. Затем погружают в грунт до проектной отметки сваи, срезают их верхнюю часть на проектной отметке, устанавливают арматуру и опалубку плиты и бетонируют её.
Практика строительства фундаментов показывает, что около половины затрат стоимости и труда связано с работами по устройству или погружению несущих элементов в грунт. Поэтому технология сооружения фундамента, по существу, определяется этим видом работ, оказывающим решающее влияние на способ и последовательность устройства крепления и разработки котлована, необходимость применения и конструкцию подмостей для установки на них и перемещения сваепогружающего оборудования, выбор типа крана для обслуживания всех операций и т. п.
Сваи погружают в грунт преимущественно при помощи молотов и вибраторов; значительно реже практикуют задавливание, установку в предварительно пробуренные скважины и другие методы.
Обычно для сокращения сроков строительства и повышения степени использования технологического оборудования (копров, молотов, вибропогружателей, кранов и т. п.) при минимальном его количестве работы одновременно производят на нескольких фундаментах: на первом бетонируют плиту, на втором погружают сваи, на третьем разрабатывают котлован.
5.2 Устройство крепления
Котлованы в шпунтовом ограждении устраивают: на открытых водотоках; на местности, не покрытой водой в неустойчивых и водоносных грунтах и в стеснённых условиях возведения опор вблизи действующих транспортных или других сооружений. Для шпунтовых ограждений в качестве материала используется дерево или прокатный металл специального профиля. Ограждения из деревянного шпунта применяют при глубине погружения его в грунт до 4-6 м при отсутствии в грунте включений, препятствующих погружению шпунта.
Шпунт следует изготовлять из леса хвойных пород не ниже 2-го сорта. При длине шпунта не более 3 м допускается применение шпунта из лиственных пород (берёзы, осины). Наилучшая форма гребня и паза шпунта — прямоугольная. Гребень треугольной формы применяют при толщине шпунта не более 8 см.
Для удобства погружения деревянный шпунт сплачивают в пакеты из двух-трёх шпунтин, скрепляемых скобами впотай через 100-150 см, а по концам -через 50 см. Скобы (диаметр 14-16 мм) забивают в шпунт под углом 45 градусов попеременно в противоположных направлениях. Головы шпунтин срезают перпендикулярно их продольной оси и объединяют бугелем прямоугольной формы, а концы заостряют на правильный клин длиной от одной (для тяжёлых грунтов) до трёх (для лёгких грунтов) толщин шпунта. Грань клина заострения со стороны гребня скашивают для обеспечения плотного прижатия забиваемого пакета к ранее забитому. Забивку шпунта всегда ведут гребнем вперёд. Направляющие для забивки шпунта рекомендуется прикреплять к маячным сваям, размещаемым снаружи шпунтовой стенки, через 2-3 м по её длине и к одной из угловых шпунтовых свай, забиваемой одновременно с маячными. Остальные угловые шпунтовые сваи погружают по ходу забивки ограждения. Внутренние направляющие прикрепляют к маячным сваям через деревянные прокладки, удаляемые по мере забивки шпунта. Перед снятием прокладки направляющие прикрепляют к ближайшей забитой шпунтовой свае. Шпунт погружают в грунт сваебойными молотами или с помощью вибропогружателей.
5.3 Разработка котлована
Разрабатывать грунт в котлованах, устраивать в них фундаменты и засыпать пазухи грунтом нужно без нарушения несущей способности грунта основания и в предельно сжатые сроки. При выполнении работ зимой необходимо принимать меры против промерзания грунта в основании. В зависимости от гидрогеологических условий грунт в котлованах разрабатывают механическим или гидромеханическим способом. Разработка грунта в котлованах ручным способом допускается как исключение на работах с весьма небольшим объёмом, а также при зачистке дна котлована перед кладкой фундамента. Для разработки грунта в котлованах используют одноковшовые экскаваторы, которые открывают котлован с недобором до проектной отметки 30 см, и скреперы, бульдозеры и многоковшовые экскаваторы с недобором не менее 10 см. Окончательную зачистку дна котлована выполняют ручным способом перед кладкой фундамента. При разработке котлована в скальных грунтах после удаления разрушенного слоя подошву котлована необходимо освидетельствовать отстукиванием и, удалив каменную мелочь, промыть сильной струёй воды, а в холодное время продуть сжатым воздухом.
5.4 Погружение свай
Для удержания в заданном положении, в пространстве свай в процессе их погружения в грунт применяют направляющие устройства. К таким устройствам относят копры, направляющие стрелы, подвешиваемые к кранам разных конструкций, каркасы и кондукторы.
Копер представляет собой сборно-разборную конструкцию, состоящую из направляющей стрелы подкосов и рамы, на которую установлены приводные лебёдки, предназначенные для подъёма и установки на место сваи, молота или вибропогружателя. В копрах простейшей конструкции направляющая стрела закреплена неподвижно. В более совершенных стрелу можно наклонять назад, вперёд и в стороны, обеспечивая тем самым возможность погружения свай в наклонном положении. Применяемые строительными организациями копры являются узкоспециализированным оборудованием, предназначенным для погружения свай. При небольшом количестве свай или в случае отсутствия копров для погружения свай могут быть использованы направляющие стрелы, навешиваемые на кран. Направляющий каркас представляет собой плоскую или пространственную жёсткую неизменяемую конструкцию с ячейками для установки в них свай. Расположение направляющих ячеек в плане каркаса соответствует размещению свай в фундаменте. В зависимости от количества свай, их размеров и требуемой точности расположения в плане применяют деревянные и стальные каркасы. На суше и на водоёмах глубиной до 5 м сваи в заданном положении удерживают при помощи копров и направляющих стрел, подвешиваемых к кранам. На водотоках глубиной свыше 5 м для фиксирования свай, как правило, используют направляющие каркасы различных конструкций. После установки и закрепления в проектном положении направляющего каркаса или кондуктора приступают к работам, непосредственно связанным с погружением в грунт свай.
Забивка свай молотами.
Сущность этого способа заключается в осаживании в грунт погружаемого элемента — сваи воздействием ударов, производимых молотами. Способом забивки в отечественной практике фундаментостроения погружают в разные грунты сваи диаметром до 1 м на глубину до 30 м, а иногда и больше. В настоящее время применяют подвесные, паровоздушные и дизельные молоты. Погружение свай прекращают после заглубления их низа в грунт до проектной отметки при условии, что величина погружения сваи от одного удара молота на последнем этапе забивки (именуемая отказом) будет равна или меньше полученной расчётом (расчётного отказа), который вычисляют в зависимости от заданной нагрузки на сваю. В период забивки свай ведут журнал, в котором отмечают технические характеристики применяемого молота, фактическую глубину забивки и величину (в мм) полученного отказа для каждой сваи.
Вибропогружение
Этот способ широко применяют при строительстве мостов и портовых сооружений для заглубления в нескальные грунты свай и шпунта. Для погружения железобетонных свай и шпунта используют низкочастотные вибропогружатели, совершающие до 800 колеб/мин, а для стальных свай и шпунта применяют высокочастотные вибропогружатели, имеющие более 1000 колеб/мин. Характерной особенностью вибропогружателей является их возможность погружать в грунты элементы, вес которых в 5-10 раз превышает вес погружающего механизма. Для молотов это соотношение находится примерно в диапазоне 0,8 — 1.
Применение подмыва при погружении свай
Подмыв (размыв) грунта под торцом и вдоль боковой поверхности погружаемых свай производят для облегчения их заглубления в грунт. В результате воздействия подмыва часто сопротивление грунта уменьшается настолько, что свая погружается только под действием собственного веса. Подмыв является вспомогательным средством, существенно облегчающим погружение свай в песчаные, песчано-гравелистые и слабые связные грунты. В плотных связных грунтах подмыв малоэффективен. Для подачи воды в зону размыва грунта используют стальные трубы внутренним диаметром от 37 до 131 мм, которые располагают вдоль погружаемой сваи внутри её или снаружи. Подмыв грунта значительно снижает их несущую способность. Поэтому подачу воды в подмывные трубы прекращают в момент, когда низ свай ещё недопогружен на 1 -2 м до проектной отметки, и дальнейшее их заглубление при отключенном подмыве.
5.5 Устройство ростверка
К сооружению плиты монолитной конструкции приступают после завершения работ по заглублению или устройству в грунте несущих элементов фундамента. В случае применения плиты сборной конструкции отдельные её части устанавливают в проектное положение до начала погружения свай, если такие элементы используют в качестве направляющих устройств. Независимо от положения по отношению к поверхности воды и грунта плиту сооружают по общей технологической схеме в следующей очерёдности выполнения основных работ:
ограждают котлован для производства по бетонированию плиты насухо;
    продолжение
--PAGE_BREAK--