Проектирование основания и фундамента мелкого заложения подпорной стенки

 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

«Проектирование основания и фундамента мелкого  заложения подпорной стенки»

Улан-Удэ, 2011г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Общая часть………………………………………………………….......4

      1.1 Исходные данные……………………………………………………....4

      1.2 Назначение проектных размеров  и отметок поперечного сечения  подпорной стенки…………………………………………………………………4

      1.3 Обработка данных инженерно –  геологических изысканий и определение  расчетных прочностных и деформационных  характеристик грунта строительной площадки……………………………………………….....5

Глава 2. Расчетная часть……………………………………………………….....8

      2.1 Назначение глубины заложения  подошвы фундамента…………......8

      2.2 Определение величин силовых воздействий на стенку и основание………….8

      2.3 Расчет параметров совместной работы стенки и грунтов основания………………………………………………………………………...11

            2.3.1 Проверка достаточности  ширины подошвы фундамента по  расчетному давлению на грунт основания…………………………………….12

            2.3.2 Определение природных (бытовых) напряжений…………14

Заключение………………………………………………………………………16

Библиографический список…………………………………………………….17 
 
 
 

Введение

    Курсовая  работа по дисциплине "Механика грунтов, основания сооружений и борьба с оползнями" преследует цель привить практические навыки проектирования оснований и фундаментов, закрепить теоретические навыки проектирования оснований и фундаментов, закрепить теоретические знания, полученные при изучении этой дисциплины, и ознакомить студента с их практическими приложениями, с соответствующей нормативной, справочной и технической литературой.

    Наиболее  часто встречающимися на практике инженерными задачами являются мероприятия по защите от обрушения склонов, сооружений на откосах, обеспечение устойчивости различного рода подпорных стенок и других, природоохранных сооружений, связанных с восприятием напорного давления грунтов и воды. С этой точки зрения объектом курсовой работы для расчетов основания и фундамента принята подпорная стенка, предназначенная в качестве берегового ограждения речного водозабора насосной станции.

    При этом используются материалы предшествующих дисциплин (инженерной геологии, теории сооружений и др.) и обеспечивается преемственность решения последующих специальных вопросов (прочностных и гидротехнических расчетов по курсам "Инженерные конструкции" и "Гидротехнические сооружения") по проектированию железобетонных подпорных стенок.

Ниже  приводятся данные по индивидуальному  заданию к названной курсовой работе в виде вариантов свойств грунтов строительной площадки, слагаемой напластованием двух слоев:

     верхнего - несущего песчаного (табл. 1) и подстилающего - водоупорного глинистого грунта (табл. 2), а также вариантов размеров подпорной стенки с фундаментной плитой (табл. 3 и рис.1). 

Глава 1. Общая часть

1.1. Исходные данные

     1) Заданные расчетные параметры подпорной стенки (№ 11 варианта): высота ; ширина фундаментной плиты м; отметка ; интенсивность временной нагрузки .

     2) Характеристики верхнего песчаного слоя (вариант № 11 табл.1): ; ; ; мощность верхнего слоя 11 ; отметка ;

Таблица 4

Гранулометрический состав песка

 

     3) Характеристики подстилающего глинистого  слоя (вариант № 11): ; ; ; ; . Слой является водоупором.

1.2. Назначение проектных размеров и отметок поперечного сечения подпорной стенки.

     Назначение  проектных размеров и отметок  поперечного сечения подпорной стенки произведено в соответствии с исходными данными и ориентировочными размерами в долях от и , приведенными на рис. 1.

     Принятые  расчетные размеры и отметки даны на рис. 2.

Рис. 1 Схема  подпорной стенки. Отметки даются в долях , горизонтальные размеры - в долях от ширины фундаментной плиты , . , - горизонты соответственно меженных и грунтовых вод, ; пригрузка, . 
 

1.3. Обработка данных инженерно-геологических изысканий и определение расчетных прочностных ( ) и деформационных ( ) характеристик грунта строительной площадки.

     Для этих целей воспользуемся материалами соответствующих и и расчетными формулами, приведенными в учебнике [1]. В дальнейшем при использовании этих материалов ссылки даются на их порядковые номера и страницы в упомянутом пособии [1].

     1.3.1. Для песчаных грунтов нормативные значения удельного сцепления ( ), углов внутреннего трения ( ) и модулей деформации ( ) приводятся в табл. 18 (стр. 40) [1].

     Для этого необходимо знать номенклатурные показатели песчаного грунта: его вид и плотность сложения (коэффициент пористости ).

     Вид песчаного грунта определяется но табл. 11 (с. 26) [1] по его гранулометрическому составу. Грунт данного слоя является песком мелким, так как в нем масса частиц крупнее 0,1 составляет %, что более % (предпоследнее наименование в таблице 11 [1]).

     Коэффициент пористости

по формуле 11 (с. 21) [1] имеет величину .

     Для песков мелких с

по табл. 18 [1] находим интерполяцией: ; ; .

     Расчетные значения прочностных и деформационных характеристик согласно [2] получают, деля установленные табличные нормативные значения на коэффициент надежности по грунту :

     при расчетах оснований по деформациям ( группа предельных состояний) для всех характеристик ;

     при расчетах оснований по несущей способности (по группе - сдвиг, опрокидывание) для удельного сцепления ;

     для угла внутреннего трения песков ;

     то  тоже для глинистых грунтов ;

     Тогда расчетные значения характеристик  данного песчаного слоя (с индексами соответствующих предельных состояний) будут:

; ; ; ; .

     1.3.2. Для глинистых грунтов нормативные величины и устанавливаются по таблице 20 (с. 42) [1], а для - по табл. 19 (с. 41) [1].

     Номенклатурными показателями для глинистых грунтов  является: вид грунта, показатель консистенции коэффициент пористости .

     Вид грунта устанавливается по табл. 13 (с. 29) [1] по величине числа пластичности определяемому по формуле 17 (с. 29) [1]:

,

где и - соответственно, влажности на пределах текучести и раскатывания.

     Для исследованного глинистого грунта , что , Следовательно, по табл. 13 [1] грунт - супесь.

     По  показателю консистенции , определяемому по формуле 18 (с.29) [1]

      , наименование глинистого грунта устанавливается по табл. 14 (с. 30) [1].

     Так как для данного грунта , то супесь находится пластичном состоянии.

     Величина по формуле 11 [1] равна

     

     По  табл. 20 [1] устанавливаем (как для супеси с и , т.е. более плотной, чем с крайним табличным значением , для которого приводятся и ) нормативные значения прочностных характеристик, а затем - с учетом - и расчетные:

; ; ;

     По  табл. 19 [1] модуль деформации , при . 

Глава 2. Расчетная часть

2.1. Назначение глубины  заложения подошвы фундамента

     Подошва фундамента стенки должна быть заглубленной на 1...1.5 ниже возможной глубины размыва грунта русла реки в паводок.

     Обрез (верх , рис. 2) фундаментной плиты принимается по отношению к ниже на расстояние не менее , где - расчетная толщина льда, принимаемая равной 0,8 от максимальной мощности льда обеспеченностью 1% (по [3]).

     Размыв  русл и льдовые нагрузки изучаются  в курсах "Гидрология и гидрометрия" и "Гидротехнические сооружения". В настоящей курсовой работе заглубление фундамента ниже дна реки назначается конструктивно . Принимаем .

2.2. Определение величин  силовых воздействий  на стенку и основание

     Вертикальные  постоянные нагрузки, передающиеся на подошву фундамента, состоят из собственного веса надземной части стенки , подземной фундаментной плиты , засыпки грунта с учетом его взвешивания в воде за нагорной стороной стенки , веса воды , также про тиводавления воды по подошве фундамента . Их величины определяются по проектным размерам конструкций и сечений (соответствующие объемы, помноженные на удельный вес материала, либо его плотность , умноженную на ускорение свободного падения ).

     Расчеты ведутся, исходя из плоской задачи (на 1 п.м. длины стенки, т.е. ) по приближенным формулам.

     Временная нагрузка на призме обрушения (над правым выносом фундамента)

     Вес стенки , где - плотность железобетона; ;

     

     Вес фундаментной плиты

     

     Вес грунта засыпки ниже и выше над нагорным

правым  выносом фундамента шириной 3,1

      , где  - плотность взвешенного в воде грунта по формуле 7 (с. 20) [1]:

      ,

где - плотность воды,

     

     Вес грунта над левым выносом фундамента

      _=F

     Вес воды над правым выносом фундамента

      Q

     Вес столба воды в реке

      Q

     Противодавление , где взвешивающие давление воды по подошве фундамента

      

     Фильтрационное  противодавление

       

где - разность отметок (гидравлический напор) , м.

      

     Горизонтальные  нагрузки, действующие на подпорную  стенку справа, представляют собой  активное давление (напор) грунта и и гидростатическое давление грунтовой воды E . Слева действуют пассивное давление (отпор) грунта дна реки Е_п и гидростатическое давление воды в реке E . Они изменяются с глубиной по закону треугольника, поэтому значения равнодействующих подсчитываются по соответствующим формулам и прикладываются ни расстоянии высоты от подошвы.