0

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ

Омск 2010

1

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ

Методические указания к выполнению курсовой работы

по дисциплине «Основания и фундаменты»

Составители: В.А. Гриценко, В.Н. Шестаков

Омск СибАДИ

2010

2

УДК 624.15 ББК 38.58

Рецензент канд. техн. наук, профессор А.Г. Малофеев (СибАДИ)

Работа одобрена научно-методичсеким советом специальностей 270205 «Ав-

томобильные дороги и аэродромы», 080502 «Экономика и управление на предприятии» в качестве методических указаний. Проектирование основания и фундамента водопропускной трубы: методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основания и фунда-менты» / сост.: В.А. Гриценко, В.Н. Шестаков. – Омск: СибАДИ, 2010. – 44 с. На базе заданных исходных инженерно-геологических данных, параметров земляного полотна и круглой сборной железобетонной водопропускной трубы изложена методика проектирования её основания и сборного ленточного фунда-мента в условиях сезонного промерзания грунта. Обеспечение эксплуатацион-ной надежности водопропускной трубы достигается устройством в её основании грунтовой подушки, параметры которой обосновываются соответствующими расчетами. .

Табл. 8 . Ил. 8. Библиогр.: 9 назв.

ГОУ «СибАДИ», 2010

3

Введение

Водопропускные трубы – это искусственные сооружения, предна-значенные для пропуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих водотоков. Они не изменяют усло-вий движения автомобилей, поскольку их можно располагать при лю-бых сочетаниях плана и профиля дороги, не стесняют проезжую часть и обочины, а также не требуют изменения типа дорожного покрытия.

Водопропускные трубы являются наиболее распространенным ви-дом искусственных сооружений на дорогах. В среднем на каждые 1,35 км дороги приходится водопропускная труба.

Целью курсовой работы является приобретение студентами прак-тических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования основания и фундамента круглой сборной железобетонной водопропускной трубы под насыпью автомобильной дороги в районах сезонного промерзания грунтов.

Сущность курсовой работы состоит в привязке типового проект-ного решения сборного железобетонного фундамента трубы к задан-ным грунтово-гидрологическим условиям, в которых грунтовое при-родное основание является слабым. Из известных способов создания искусственных оснований предлагается рассмотреть вариант замены слабого грунта природного основания на грунтовую подушку.

Проверка обеспечения устойчивости насыпи и её основания как основного мероприятия, предотвращающего продольную растяжку трубы, гидравлический расчет водопропускной трубы рассматрива-ются в курсах дисциплин «Проектирование дорог» и «Механика грунтов».

Выполнять курсовую работу необходимо в последовательности, изложенной в методических указаниях.

Курсовая работа оформляется в соответствии с действующими правилами (прил.13) в виде:

пояснительной записки, включающей расчетные схемы с соот-ветствующими расчетами;

чертежа формата А3, макет которого приведен в прил.10. Общая трудоёмкость работы 50 часов, а ориентировочная трудо-

ёмкость выполнения её этапов следующая:

4

№ раз-дела

Наименование раздела

Трудоём- кость, час

%

2.1 Оценка грунтов основания 3 6 2.2 Конструирование трубы 3 6 2.3 Оценка несущей способности и сжимаемости

грунтов основания 3 6 2.4 Определение нагрузок, действующих на основание

фундамента трубы 6 12 2.5 Обеспечение морозоустойчивости водопропускной

трубы 3 6 2.6 Проверки достаточности ширины подошвы фундамента

по прочности основания и несущей способности под-стилающего слоя 6 12

2.7 Расчет параметров грунтовой подушки 6 12 2.8 Расчет осадки фундамента. Назначение строительного

подъёма лотка трубы 6 12 3 Обобщение проектных решений 4 8 4 Технологические соображения по строительству трубы 4 8 5 Оформление пояснительной записки и чертежа 6 12

1. ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В каждом варианте задано трехслойное основание. Мощность третьего слоя следует считать неограниченной.

В табл.1 указаны варианты отметок слоёв инженерно-геологических элементов (ИГЭ) грунтового основания по оси трубы. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи (рис.1).

Таблица 1 Отметки слоёв грунтового основания (см. рис.1)

№ варианта

Дневная поверх-ность грунта, м

Подошва ИГЭ-1, м

Подошва ИГЭ-2, м

1 0,0 -2,5 -6,8 2 +0,2 -1,5 -4,0 3 0,08 -2,2 -6,6 4 0,0 -1,8 -4,8 5 -0,16 -1,6 -6,4 6 -0,2 -2,6 -7,2 7 +0,18 -2,1 -6,1 8 0,0 -1,9 -5,7 9 0,06 -2,0 -6,8

10 0,04 -2,4 -6,4 11 0,22 -2,3 -5,8 12 -0,2 -2,7 -6,7

5

Физические и механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ) основания приведены в табл. 2.

Таблица 2 Варианты физических и механических характеристик грунтов слоев основания

№ в

ариа

нта

ИГЭ

ос

нова

ния

Разновидности грунтов

Пло

тнос

ть ч

асти

ц

грун

та

s, т/

м3

При

родн

ая в

лаж

ност

ь

W

Вла

жно

сть

на г

рани

це

раск

аты

вани

я W

P

Вла

жно

сть

на г

рани

це

теку

чест

и W

L

Мод

уль

дефо

рмац

ии

E, М

Па

Уго

л вн

утре

ннег

о тр

ения

I,

град

Уде

льно

е сц

епле

ние

с I, к

Па

1

1 2 3

Супесь Суглинок Глина

2,66 2,68 2,73

0,19 0,23 0,31

0,17 0,17 0,24

0,21 0,30 0,45

7 11,0 15,0

18 19 16

9 18 43

2

1 2 3

Суглинок Супесь Суглинок

2,68 2,66 2,68

0,22 0,20 0,21

0,17 0,18 0,19

0,27 0,23 0,31

6 7,5 18

16 23 16

14 12 45

3

1 2 3

Суглинок Супесь Глина

2,66 2,68 2,73

0,24 0,19 0,31

0,19 016 0,25

0,29 0,22 0.46

8,0 12,0 16.0

16 24 15

18 12 40

4

1 2 3

Суглинок Глина Песок

2,68 2,73 2,65

0,23 0,32 0,19

0,17 0,23

-

0,29 0,44

-

5 7,0 20,0

14 7,0 32

14 29 -

5

1 2 3

Суглинок Песок Глина

2,69 2,71 2,73

0,22 0,26 0,25

0,14 -

0,24

0,28 -

0,50

7 18 18

16 30 16

18 -

36

6 1 2 3

Супесь Супесь Суглинок

2,66 2,66 2,68

0,19 0,18 0,25

0,15 0,16 0,22

0,21 0,22 0,30

6,5 9 14

21 24 18

8 10 20

7

1 2 3

Супесь Суглинок Глина

2,66 2,68 2,73

0,19 0,21 0,31

0,17 0,15 0,26

0,21 0,27 0,50

6 10 18

22 20 16

12 18 37

8

1 2 3

Суглинок Песок Глина

2,68 2,65 2,73

0,26 0,20 0,34

0,20 -

0,24

0,32 -

0,45

10 12 18

17 25 17

24 -

49

9 1 2 3

Супесь Суглинок Глина

2,66 2,68 2,73

0,19 0,21 0,31

0,17 0,15 0,26

0,22 0,28 0,49

6,2 7,5 18

18 20 16

9 16 43

10

1 2 3

Супесь Глина Песок

2,66 2,73 2,68

0,18 0,26 0,21

0,16 0,25

-

0,20 0,44

-

6,8 9,0 18

21 10 30

10 33 -

11

1 2 3

Суглинок Суглинок Глина

2,68 2,68 2,73

0,20 0,19 0,31

0,13 0,14 0,20

0,27 0,28 0,48

5,8 8,2 15

14 19 14

16 20 42

12

1 2 3

Суглинок Супесь Песок

2,68 2,66 2,65

0,24 0,19 0,22

0,20 0,16

-

0,28 0,21

-

4,8 10 12

12 21 28

15 11 -

6

Район строительства, категория дороги, высота насыпи, уклон лотка трубы и диаметр трубы приведены в бланке, индивидуального задания.

Грунты основания условно следует считать двухфазными со сте-пенью влажности Sr = 1. Отметка уровня воды (УВ) в трубе условно принимается по верху её внутреннего диаметра.

Рис.1. Графическое оформление исходных данных: 1, 2, 3 – отметки

грунтового основания соответственно: дневной поверхности, подошвы несущего слоя (ИГЭ-1) и подошвы подстилающего

слоя (ИГЭ-2); УВ – уровень воды в трубе

В результате подготовки исходных данных для последующего проектирования следует вычертить схему (см. рис.1) в числовых зна-чениях.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

2.1. Оценка грунтов основания

По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.2) рассчитываются их производные характеристики.

Для глинистого грунта вычисляют: коэффициент пористости

B

ИГЭ 1

1

2

3

УВ 1:m

Hн

ИГЭ 2

ИГЭ 3

7

ws Wе / , (1) где w – плотность воды, принимаемая равной 1 т/м3; плотность грунта, т/м3,

e)W( s

1

1 ; (2)

удельный вес грунта, кН/м3, g , (3) где g= 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; удельный вес частиц грунта, кН/м3, gss ; (4) плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м3,

e

)( wsв

1

; (5)

удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м3, ;gвв (6) число пластичности pLp WWJ ; (7) показатель текучести

p

pL J

WWJ

. (8)

На основании ГОСТ 25100 [2] по значениям Jp и JL уточняют раз-новидность глинистого грунта (табл. П.1.1), (табл. П.1.2).

Для песчаного грунта вычисляют: коэффициент пористости е по выражению (1); плотность грунта по выражению (2); удельный вес грунта по выражению (3); удельный вес частиц грунта s по выра-жению (4); удельный вес грунта во взвешенном состоянии в по вы-ражению (6).

8

Разновидность песков по степени плотности устанавливается в за-висимости от его коэффициента пористости е по ГОСТ 25100 [2] (табл. П.1.3).

Результаты расчетов необходимо свести в табл. 3.

Таблица 3 Физические характеристики грунтов основания

№ И

ГЭ

Коэ

ффиц

иент

пор

исто

сти

е

Пло

тнос

ть г

рунт

а ,

т/м

3

Уде

льны

й ве

с гр

унта

, к

Н/м

3

Уде

льны

й ве

с ча

стиц

гру

нта

s,

кН/м

3

Пло

тнос

ть г

рунт

а во

взв

ешен

ном

со

стоя

нии

в,

т/м3

Уде

льны

й ве

с гр

унта

во

взве

шен

ном

сост

ояни

и

в, кН

/м3

Числ

о пл

асти

чнос

ти J

p

Пок

азат

ель

теку

чест

и J

L

Разновид-

ность грунта

1 2 3

Для глин и суглинков в твердом и полутвердом состоянии удель-

ный вес грунта во взвешенном состоянии в не определяют, т.к. эти грунты считаются водонепроницаемыми.

2.2. Конструирование трубы Для выбора типовых конструктивных элементов трубы в соответ-

ствии с табл. П.8.1 назначают номера блоков. По табл. П.8.2 – П.8.4 назначают геометрические размеры звеньев, лекальных блоков фун-дамента, портальных стенок, откосных крыльев. Объём и масса вы-бранных элементов трубы приведены в табл. П.8.5.

Параметры выбранных типовых конструкций элементов трубы необходимо свести в табл. 4.

9

Таблица 4 Параметры элементов трубы

Лекальный блок фундамента под цилиндрическое звено Цилиндрическое звено

Номер лекального

блока

lлб, см

bлб , см

Объём 1м

блока Vлб м3

Номер цилиндрического

звена

lзв, см

do, см

зв, см

Объём 1м

звена V зв м3

Лекальный блок фундамента под коническое оголовочное

звено Коническое оголовочное звено

Номер лекального

блока

lлбОГ, см

bлбОГ, см

Объём 1м

блока VлбОГ м3

Номер оголовочного

звена

lОГ, см

DОГ, см

ОГ, см

Объём 1м

звена V ОГ м3

132 132 Откосные крылья

Номер откосного

крыла

lок , см

bок ,см Рок ,см mок ,см

Объём 1м

откосного крыла V ок м3

Исходя из заданной категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяют минимальную длину средней части трубы по лот-ку lтрmin по формуле

lтрmin=В+2m(Нн-d0-), (9) где B – ширина земляного полотна, м, принимаемая по СНиП 2.05.02–85 [5] в зависимости от категории дороги (прил. 5); m – коэф-фициент заложения откоса, назначаемый по СНиП 2.05.02–85 [5] (прил. 6); Нн - высота насыпи, м; d0 – отверстие трубы, м; – толщина стенки, м (табл. 4). Длину средней части трубы lтрср с учетом выбранных конструк-тивных элементов (табл. 4) и стыковых омоноличиваемых швов, ис-ходя из условия lтрср lтрmin : lтрср=nlзв+2lОГ+(nш·hш), (10)

где n – количество звеньев средней части трубы; lзв – длина звена средней части трубы, м; lОГ – длина конического звена входного оголовка = 1,32 м; nш – количество стыковых омоноличиваемых швов, включая звенья конических оголовков;

10

hш – толщина стыковочного омоноличиваемого шва равная 0,01 м.

Полная длина трубы Lтр определяется по формуле Lтр = lтрср+bпс+2lок cos, (11)

где bпс– ширина портальной стенки – 0,35 м; lок – длина откосного крыла, м (табл.4); – угол растекания =45°. Укрепление подводящего и отводящего русел – важнейший конст-руктивный элемент водопропускной трубы. Для территории II – V до-рожно-климатических зон рекомендуется пять типов конструкции ук-репления русел [8]. Тип укрепления русла назначают с учетом скоро-сти протекания воды и допускаемых скоростей потока. Отметка обреза фундамента водопропускной трубы назначается ниже отметки дневной поверхности грунта на 0,20 м (см. рис.1).

2.3. Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания

Несущая способность грунтов основания оценивается послойно сверху вниз (рис. 2).

Рис. 2. Схема к расчету несущей способности и сжимаемости грунтов основания насыпи

Hн

H /2нd1d2d3

ИГЭ 3

ИГЭ 1

ИГЭ 2

1

2

3

kbлб e = Jp= JL= R =

1

1

Ee = Jp= JL= R =

2

2

Ee = Jp= JL= R =

3

3

УВ

11

Для первого слоя грунта значение R определяют на глубине d1 = 3 м, если d1 <3 м; при d1 >3 м d1 принимается равным расстоянию от середины насыпи (Hн/2) до середины первого слоя грунта основания, а для второго и третьего слоев грунта соответственно на уровне их кровли (d2, d3).

Для каждого i-го слоя грунта основания (нескального) определя-ют расчетное сопротивление осевому сжатию R согласно СНиП 2.05.03 [4]:

Ri =1.7{Roi [1+k1 (bлб – 2)]+k2(di–3)}, (12)

где R0 – условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по прил. 2 и 3 в зависимости от вида грунта и его физических характеристик (табл.3); k1 и k2 – коэффициенты, принимаемые по прил. 4; di – глу-бина, м, на которой определяется Ri, принимаемая от середины высо-ты насыпи (см. рис.2); – средний удельный вес слоев грунта, без учета взвешивающего действия воды принимается равным 19,62 кН/м3; bлб – ширина подошвы лекального блока, м (табл. 4). Грунты, у которых R0 не нормируется, относятся к слабым. Они, как правило, не могут служить естественными основаниями фунда-ментов. В этом случае необходимо для улучшения основания прово-дить такие мероприятия, как замена грунта, улучшение его физико-механических свойств, применение свайных фундаментов. В курсо-вой работе рассматривается замена грунта.

Численные значения Ri на соответствующих глубинах показы-вают на рис. 1. Здесь же приводят значения модулей деформации грунтов Еi из табл. 2. Для слабых грунтов на разрезе рис. 2 указы-вается: ''R не нормируется''.

На основе анализа полученных значений Ri должно быть сделано заключение о характере распределения несущей способности грунтов по глубине и выделен грунт, обладающий максимальной несущей способностью. Необходимо послойно оценить сжимаемость грунтов по значению Еi , выделив слабый грунт.

2.4. Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы Cогласно СНиП 2.05.03 [4], параметры фундамента мелкого за-

ложения устанавливаются расчетами по первой группе предельных состояний на основе сочетания расчетных (постоянных и временных) нагрузок.

12

К постоянным нагрузкам относятся: давление от веса насыпи, соб-ственный вес конструкции трубы и гидростатическое давление.

К временной нагрузке – давление от подвижной нагрузки.

2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья трубы от веса насыпи Схема к определению расчетного вертикального давления на зве-нья трубы от постоянных нагрузок приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема к определению расчетного вертикального давления на звенья трубы

от постоянных нагрузок

1. Расчетное вертикальное давление грунта (кПа) на звенья трубы [4].

vfp

v pP , (13) где f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке; p – нормативное вертикальное давление, кПа.

Нормативное вертикальное давление грунта (кПа) от веса насыпи на звенья трубы определяют по формуле 4.

pv=cvнhн , (14)

d

a d o

b лб

G лб

G зв G Г

h н

H н

р

р р

р

Р V

13

где hн – высота засыпки от верха дорожного покрытия до верха звена, м; н – удельный вес грунта засыпки, кН/м3, принимаемый 17,7кН/м3; сv – коэффициент вертикального давления грунта, определяемый для железобетонных звеньев трубы по формуле

,tg)hdB(Bc nnн

ооv 21 (15)

здесь

нnn

о haS

tgB

3 . (16)

Если Во >hн /d , то следует принимать Во=hн /d; n – нормативный угол внутреннего трения грунта засыпки трубы, равный 30 град; d – внешний диаметр звена водопропускной трубы, м; а – расстояние от основания насыпи до верха звена трубы, м; S – коэффициент, прини-маемый равным 1,0; п – коэффициент нормативного бокового давле-ния грунта для звеньев трубы, определяемый по формуле

)2

45( 02 nn tg

. (17)

2. Нагрузка от веса 1 п.м звена трубы, кН,

pзвG =Vзвbf, (18)

где Vзв – объём 1п.м звена, м3 (см. табл. 4); b – удельный вес железо-бетона (24 кН/м3); f – коэффициент надежности по нагрузке (f =1).

3. Нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента, кН,

pлбG =Vлбbf, (19)

где Vлб – объём лекального блока, м3 (см.табл.4).

4. Погонная нагрузка от гидростатического давления, кН (см. рис. 3)

w

2ор

Г 4dG

f, (20)

где dо – внутренний диаметр трубы, м; w – удельный вес воды (9,81 кН/м3).

14

2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки Расчетное вертикальное давление грунта от подвижного состава

на звенья трубы вычисляют по формуле [4] vf

pv p)(p 1 , (21)

где f =1,0 – коэффициент надежности по нагрузке [4]; (1+) – дина-мический коэффициент, который при нагрузке НК-80 определяется по формуле [4]

(1+)=1,35-0,05d. (22) Нормативное вертикальное давление, кПа, на звенья трубы от под-

вижной нагрузки вычисляют по формуле

,но

v hap

(23)

где – линейная нагрузка, определенная по СНиП 2.05.03 [4], для на-грузки НК-80 при высоте засыпки 1м и более равна 186 кН/м; а0 – длина участка распределения, определенная по СНиП 2.05.03 для на-грузки НК-80, при высоте засыпки 1м и более равна 3 м; hн – расстоя-ние от верха дорожного покрытия до верха звена, м (см. рис.3). 2.5. Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы

Отметка подошвы грунтовой подушки под оголовочным звеном и открылками назначается на 0,25 м ниже расчетной глубины промер-зания df . Фундаменты или грунтовые подушки средних звеньев одноочко-вых труб отверстием до 2 м допускается закладывать без учета глуби-ны промерзания грунтов.

Для районов, где глубина промерзания 2,5 м, её расчетное зна-чение рассчитывается по формуле СНиП 2.02.01 [3]

t0hf Mdkd , (24) где d0 – величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме | TM | абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур оС за зиму, принимае-мых по СНиП 23.01-99 [6] (прил. 9); kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима трубы принимается равным 1,1.

15

2.6. Проверка достаточности ширины подошвы фундамента по прочности несущего слоя и несущей способности подстилающего слоя

Достаточность ширины подошвы фундамента bлб определяют,

исходя из обеспечения условия:

nлб

RbPp

, (25)

где р – давление под подошвой фундамента, кПа; Р – расчетная вер-тикальная нагрузка действующая на уровне обреза фундамента, кН; R – расчетное сопротивление грунта основания сжатию под подош-вой фундамента, определенное по формуле (12); n – коэффициент на-дежности по назначению сооружения, принимаемый для фундамен-тов труб равным 1,4. Расчетная вертикальная нагрузка P, кН действующая на уровне обреза фундамента, составляет ,d)pp()GGG(P p

vpv

pГ

pлб

pзв (26)

где pзвG – нагрузка от веса 1 п.м звена трубы, определяется по формуле

(18) ; pлбG – нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента опре-

деляется по формуле (19); pГG – погонная нагрузка от гидростатиче-

ского давления определяется по формуле (20); pvp – определяется по

формуле (13); pvp – определяется по формуле (19); d= do+ 2 –

внешний диаметр трубы, м; Проверку несущей способности подстилающего слоя грунта сле-

дует производить исходя из условия, регламентируемого СНиП 2.05.03[4] (рис.4):

,R)hp()zh(n

i (27)

где p –давление на грунт, действующее под подошвой фундамента, кПа, см. формулу (25); – среднее (по слоям) значение расчетного удельного веса грунта, расположенного над кровлей проверяемого подстилающего слоя грунта (допускается принимать =19,62 кН/м3); h – заглубление подошвы фундамента от дневной поверхности грунта, м (см. рис.4); zi– расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, м; – коэффициент зату-хания напряжений, принимаемый по прил.7; R – расчетное сопротив-ление подстилающего грунта, кПа, определенное на глубине распо-ложения кровли проверяемого слоя грунта (ИГЭ 2) по формуле (12) с

16

учетом ширины условного фундамента (см.рис.4) bусл = bлб/ ; n – ко-эффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,4. Выполнение условия (25) и (27) достигается заменой слабой тол-щи грунта на грунтовую подушку, расчет параметров которой рас-сматривается в п. 2.7.

Рис. 4. Схема к проверке несущей способности подстилающего слоя: HH – высота насыпи; h – глубина заложения фундамента;

zc– интенсивность давления от сооружения на уровне кровли подстилающего слоя; пс– природное давление на уровне кров- ли подстилающего слоя; 1 – эпюра дополнительного давления от сооружения zc; 2 – эпюра природного давления грунта пc; 3 – кровля подстилающего слоя грунта; 4 - подошва подстилающего слоя грунта; 5 – граница ширины подошвы условного фундамен- та; 6 – эпюра распределения напряжений от фундамента

Нн

zz

zc

псc

пс = (h + zi)

Z

0

z = (p - h)

Bby =bсл лб/

h

21

3

4

bbлб

(p - h(p - hР 1

2

3

УВ

56

17

2.7. Расчет параметров грунтовой подушки Грунтовая подушка воспринимает давление от фундамента, передает

его нижележащему грунту, распределяя на большую площадь. Максимальная высота грунтовой подушки hп3,0 м. При устройстве грунтовых подушек используют крупнозернистые и

среднезернистые пески, щебень, гравий, техногенные грунты. В курсовой работе рассматривается грунтовая подушка из песка. Модуль деформации Е крупнозернистого песка составляет 30 МПа;

среднезернистого 20 МПа. Коэффициент уплотнения грунтовой подушки должен составлять не

менее 0,95. При заложении оголовков труб на дренирующую грунтовую подушку

необходимо предусматривать противофильтрационный экран. В курсовой работе экран из рассмотрения исключен.

При расчете грунтовой подушки (рис.5) определяют ее высоту hп , ши-рину bп и длину в плане ап. Высоту подушки находят из условия прочно-сти песчаной подушки по формуле

hп=n·bлб , (28)

где n – определяется по величине коэффициента R (прил. 7, для проме-жуточных значений R величина n определяется по интерполяции). R = R/Rп где R – расчетное сопротивление грунта слабого слоя, кПа, определенное по формуле (12). Rп – расчетное сопротивление грунта песчаной подушки, кПа, (прил. 2).

Ширина bп и длину aп песчаной подушки определяют по формулам (рис.5):

,tgh2bb плбп (29) .tghLa птрп 2 (30)

где угол (рис. 5) распределения давления: для среднезернистого песка равен 300, крупнозернистого песка – 45°.

18

Котлованы под фундаменты водопропускных труб в слабых грун-тах обычно устраивают с вертикальными стенками, что позволяет уменьшить размеры котлована в плане и снизить объём грунтовой подушки. При глубине котлована более 1,5 м для обеспечения устой-чивости стен котлованов необходимо устраивать их крепление. Наиболее распространены в строительной практике закладные и шпунтовые крепления. При расположении уровня вод ниже дна котлована устраивается закладное крепление, а выше – шпунтовое. Шпунтовое крепление состоит из вертикальных элементов – шпунтин, системы обвязок и распорок, придающих всему креплению требуемую прочность и устойчивость. Шпунтины изготавливают из дерева, железобетона или металла [1].

2.8 . Расчет осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится методом послойного сум-мирования согласно СНиП 2.02.01 [2], который позволяет учесть неодно-род-ность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания. Для горизонтальных площадок, лежащих на

Рис. 5. Схема к определению высоты hп и ширины bп грунтовой подушки:

1 – грунтовая подушка; 2 – шпунтовое крепление

стенок котлована

bлб

Z

bп

hп

hh

2 1 2

19

вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, вычис-ляют природное давление от веса грунта пр и давление от веса сооруже-ния z (рис. 6).

На осадку фундамента влияет толща грунтов, залегающих ниже по-дошвы фундамента, определённой мощности hсж , которая подлежит оп-ределению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от сооружения z составляют 20% от при-родного давления в основании пр. Эту границу можно найти графически путем наложения на эпюру давления от сооружения эпюры природного давления, уменьшенного в 5 раз.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых hi не должна превышать 0,4bлб . Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта и подушки, т.к. модули деформации грунтов различны.

Осадку фундамента определяют путем суммирования осадок по эле-ментам слоёв (табл. 7):

,0

n

i i

izi

EhS

(31)

где – безразмерный коэффициент, равный 0,8; i – среднее дополнитель-ное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта от веса сооружения и дей-ствующих нагрузок, кПа; hi и Ei – соответственно толщина и модуль де-формации i-го слоя грунта; n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром по-дошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле

ocz p , (32) где – коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прил. 7.

Напряжение по подошве фундамента, влияющее на осадку, определяют по формуле

poc= p–’h , (33)

где p – давление по подошве фундамента при высоте насыпи Hн 2,0 м, определенное по формуле (25); если Hн 2,0 м, то р=р-р ; ’– удельный вес грунта первого слоя, кН/м3; h – глубина заложения фундамента, м.

Природное напряжение на глубине

n

0iihz от дневной поверхности

вычисляют по формуле

n

1iiiпр h , (34)

20

где i и hi – соответственно удельный вес и толщина каждого слоя грунта.

При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо i используют в .

При определении природного давления на кровле слоя водонепрони-цаемого грунта (глина, суглинок твердый и полутвердый) необходимо учи-тывать дополнительное гидростатическое давление, определяемое по фор-муле (рис. 6):

www hp , (35)

где w – удельный вес воды, кН/м3 ( 81,9w кН/м3). После этого строят эпюры пр и z (рис. 6) и находят НГСТ, т.е го-

ризонт, ниже которого соблюдается условие прz , 20 .

1-й слой

2-й слой

3-й слой НГСТ

Эпюра прЭпюра z

Z,м

пр, кПа z, кПа

hсж

pос

пр z

h

HH

h пПодушка

Eo

E2

E3

E1 hw

bлб

пр1ц

пр2Ц

а z1

а z2

пр2+ w whЦ

0,2пр

УВ

Рис. 6. Схема к расчету осадки центра подошвы фундамента методом послойного суммирования

(3-й слой – водонепроницаемый)

21

Таблица 7

Расчет осадки фундамента

nz=z/bлб,

z=nzbлб , м

ocz p ,

кПа ih ,

м

ii h ,

кПа

n

iiizп h

1 ,

кПа

пр, 20

2.9. Назначение величины строительного подъёма лотка трубы

Строительным подъёмом называют искривление продольного про-

филя лотка трубы выпуклостью вверх, т.е. в направлении, противополож-ном ожидаемой осадке, задаваемой при строительстве.

Строительный подъём должен быть таким, чтобы компенсировать ожидаемую конечную осадку фундамента и обеспечить после завершения процесса осадок (стабилизации основания) пропуск воды через трубу без застоев, т.е чтобы не возникали обратные уклоны (рис. 7).

Рис. 7. К определению величины строительного подъёма

лотка трубы с уклоном i Величину строительного подъёма назначают согласно формуле [8]: трiLS 25,0 доп= 0,5(S+iLтр), (36)

где S – осадка, рассчитанная по формуле (31); i – заданный уклон трубы; Lтр – полная длина трубы по формуле (11).

Если условие (36) не выполняется, то увеличиваем , а если S 0,25iLтр то принимают = S.

i

Lтр

22

3. ОБОБЩЕНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

Z1 Z2 Z6Z5

Z4Z3

Z7 Z8

УВ

Z0

Z9

Рис. 8. Схема отметок проектных решений

Таблица 8 Проектные решения

Угол пересечения трубы с трассой, град 90 Ширина земляного полотна, м Высота насыпи, м Длина трубы, м Положение входного оголовка Вертикал. Уклон лотка трубы, 0/0 0

у входного оголовка Z3 по оси Z0

лотка трубы у выходного оголовка Z4

у входного оголовка Z2 бровки у выходного оголовка Z1

у входного оголовка Z5 укрепление откосов у выходного оголовка Z6

верх котлована Z3 входного оголовка низ котлована Z7

верх котлована Z4 выходного оголовка низ котлована Z8

П

роек

тны

е от

метк

и

котлован

по оси Z9 1 2 Грунт русла (послойно)

3 Режим протекания воды в трубе Безнапорн.

Тип фундамента Сборный Разбивка на секции, м

Фундамент

Глубина заложения, м

Проектные решения (рис. 8) по курсовой работе оформляются в таблич-ной форме (табл. 8) и в виде чертежа (прил. 10).

23

Отметки проектных решений определяются по формулам

Z1=Z0+HH ; Z2= Z0+HH ; Z3= Z0+i Lтр/2; Z4= Z0 -i Lтр/2;

Z5=Z3+DОГ ++1,0; Z6=Z4+DОГ ++1,0; Z7= Z3 -h-hп; Z8= Z4-h-hп;

Z9= Zo - h- hп . (37)

где Z0 – относительная нулевая отметка дневной поверхности грунта; HH – высота насыпи; i – проектный уклон лотка; Lтр – длина трубы; DОГ – диа-метр оголовка трубы; – толщина стенки звена трубы; h– глубина заложе-ния фундамента; hп– высота грунтовой подушки. 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБЫ

Технологические особенности строительства водопропускной трубы в

значительной мере зависят от периода времени года (летнее, зимнее), а технология производство земляных работ, и от уровня подземных вод на период производства работ.

Студенту предлагается самостоятельно назначить период времени года, а также уровень подземных вод. Затем, пользуясь учебником [1] и пособи-ем [9], необходимо мотивированно изложить технологическую последова-тельность производства работ, обращая особое внимание: на необходи-мость и способ строительного водопонижения; обоснование выбора земле-ройной машины для разработки котлована (экскаватор, бульдозер и т.д.); технологию уплотнения грунтовой подушки; направление и последова-тельность монтажных работ; конструктивные решения гидроизоляции стыков, технологию обратной засыпки трубы.

Библиографический список

1. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1990.– 431с. 2. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. 3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. 4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы. 5. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. 6. СНиП 21.23.01-99. Строительная климатология. 7. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов

зданий и сооружений. 8. Водопропускные трубы под насыпями / под ред. О.А. Янковского. - М.:

Транспорт, 1982. – 232с. 9. Шестаков В.Н. Технология строительства сборных железобетонных водо-

пропускных труб: учебное пособие: – Омск: СибАДИ, 1994. –78 с.

24

Приложение 1

Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95

Таблица П.1.1 Классификация глинистых грунтов по числу пластичности PJ

(извлечение из ГОСТ 25100-95 [2])

Разновидность глинистых грунтов Число пластичности Jp Супесь

Суглинок Глина

1 – 7 7 – 17 >17

Таблица П.1.2 Классификация глинистых грунтов по показателю текучести LJ

(извлечение из ГОСТ 25100-95 [2])

Разновидность глинистых грунтов Показатель текучести JL Супесь: - твердая

- пластичная - текучая

< 0 0 – 1 >1,0

Суглинки и глины: - твердые

- полутвердые - тугопластичные - мягкопластичные - текучепластичные - текучие

< 0

0 – 0,25 0,25 – 0,5 0,5 – 0,75 0,75 – 1,0

>1,0

Таблица П.1.3 Классификация песков по коэффициенту пористости е

(извлечение из ГОСТ 25100-95 [2])

Разновидность песков

Пески гравелистые: крупные и средней

крупности

Пески мелкие

Пески пылеватые

Плотный Средней плотности

Рыхлый

<0,55 0,55 – 0,7

>0,7

<0,6 0,6 – 0,75

>0,75

<0,6 0,6 – 0,8

>0,8

25

Приложение 2

Условное сопротивление Ro песчаных грунтов

(извлечение из табл. 2 прил. 24 СНиП 2.05.03-84 [4])

Песчаные грунты и их влажность

Условное сопротивление R0 песчаных грунтов средней плотности в основани-ях, кПа

Гравелистые и крупные независимо от их влажности Средней крупности: - маловлажные - влажные и насыщенные водой

Мелкие: - маловлажные - влажные и насыщенные водой

Пылеватые: - маловлажные - влажные - насыщенные водой

343

294 245

196 147

196 147 98

Приложение 3

Условное сопротивление Ro глинистых грунтов, кПа,

(извлечение из табл. 1 прил. 24 СНиП 2.05.03-84 [4])

Показатель текучести IL

Разновид-

ность грунтов

Коэффиц. пористос.

е 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Супеси при IP 7

Суглинки

при 7IP 17

Глины при IP 17

0.5 0.7

0.5 0.7 1.0

0.5 0.6 0.8 1.1

343 294

392 343 294

588 490 392 294

294 245

343 294 245

441 343 294 245

245 196

294 245 196

343 294 245 196

196 147

245 196 147

294 245 196 147

147 98

196 147 98

245 196 147 98

98 -

147 98 -

196 147 98 -

- -

98 - -

147 98 - -

Примечание: Для промежуточных значений IL и е условное сопротивление R0 определя-ется по интерполяции.

26

Приложение 4 Значения коэффициентов k1 и k2

(извлечение из табл. 4 прил. 24 СНиП 2.05.03-84* [4])

Коэффициенты Разновидность

грунтов

k1, м-1 k2, м-1

Гравий, галька, песок граве-листый крупный и средней крупности Песок мелкий Песок пылеватый, супесь Суглинок и глина твердые и полутвердые Суглинок и глина тугопла-стичные и мягкопластичные

0.10

0.08

0.06

0.04

0.02

3.0

2.5

2.0

2.0

1.5

Приложение 5

Ширина земляного полотна B в зависимости от категории дорог (извлечение из табл. 4 СНиП 2.05.02-85 [5])

Категории дорог

Параметры элементов дорог

I-a

I-б

II

III

IV

V

Ширина земляного полотна, м

28,5; 36;

43,5

27,5; 35;

42,5

15

12 10 8

27

Приложение 6

Зависимость крутизны откосов от высоты откоса насыпи и разновидности её грунта

(извлечение из табл. 23 СНиП 2.05.02-85 [5])

Высота откоса насыпи, м

до 12

Разновидность грунта насыпи

до 6

в нижней части (0-6)

в верхней части (6-12)

Крупнообломочные и пес-чаные (за исключением мел-ких и пылеватых песков) Песчаные мелкие и пыле-ватые, глинистые и лессовые

1:1.5

1:1.5 1:1.75

1:1.5

1:1.75 1:2

1:1.5

1:1.5 1:1.75

Примечание: Под чертой даны значения для пылеватых разновидностей грунтов во II и III дорожно-климатических зонах и для одноразмерных мелких песков.

Приложение 7

Коэффициент в зависимости от соотношения лб

i

bzn

(извлечение из прил. 26 СНиП 2.05.03-84 [4])

лб

i

bzn

лб

i

bzn

лб

i

bzn

лб

i

bzn

лб

i

bzn

0 1,000 1,4 0,420 2,8 0,228 4,2 0,150 8,0 0,079

0,2 0,977 1,6 0,374 3,0 0,208 4,4 0,144 9,0 0,071

0,4 0,881 1,8 0,337 3,2 0,190 4,6 0,137 10,0 0,064

0,6 0,755 2,0 0,304 3,4 0,184 4,8 0,132 15,0 0,042

0,8 0,642 2,2 0,280 3,6 0,175 5,0 0,126

1,0 0,550 2,4 0,258 3,8 0,166 6,0 0,106

1,2 0,477 2,6 0,239 4,0 0,158 7,0 0,091

28

Приложение 8

Типовые конструкции элементов труб Таблица П. 8.1

Сводная таблица применения типовых конструкций

для различных отверстий труб

Номера

Отверстие трубы,

см

Высота насыпи,

м

цили

ндри

ческ

их

звен

ьев

лека

льны

х бл

оков

фу

ндам

ента

под

ци

линд

риче

ские

зв

енья

ко

ниче

ских

ог

олов

ков

лека

льны

х бл

оков

фу

ндам

ента

под

ко

ниче

ские

ог

олов

очны

е зв

енья

по

ртал

ьны

х ст

енок

отко

сны

х кр

ыль

ев

100

до 4,0 4,1…7,0

12, 12а

13, 13а 4, 4а, 5 27 24 35 39 ПЛ

125

до 4,0

4,1…8,0 8,1…20,0

14, 14а 15,15а 76, 76а

6, 6а, 7 6, 6а, 7

60, 60а, 61 28 25 36 40 ПЛ

150

до 4,5

4,6…9,0 9,1…20,0

16, 16а 17, 17а 71, 71а

8, 8а, 9 8, 8а, 9

62, 62а, 63 29 26 37 41 ПЛ

200

до 5,0

5,1…9,0 9,1…20,0

72, 72а 73, 73а 74, 74а

64, 64а, 65 68, 68а, 69 66, 66а, 67

76 75 77 78 ПЛ 79 ПЛ

29

Таблица П. 8.2

lок, bок, Рок, mок

30

Таблица П. 8.3

h

h

31

Таблица П.8.4

Таблица П. 8.5

dог, Dог, ог,

32

Объём и масса типовых конструкций

Номер блока

Объём, м3

Масса, т

Номер блока

Объём, м3

Масса, т

4 0,76 1,9 39 ПЛ 1,24 3,1 4а 0,38 1,0 40 ПЛ 1,67 4,2 5 0,57 1,4 41 ПЛ 2,16 5,4 6 0,96 2,4 78 ПЛ 2,48 6,2 6а 0,48 1,2 79 ПЛ 0,78 2,0 7 0,72 1,8 60 1,0 2,5 8 1,15 2,9 60а 0,5 1,3 8а 0,57 1,4 61 0,75 1,9 9 0,86 2,2 62 1,24 3,1 12 0,35 0,9 62а 0,62 1,6 12а 0,52 1,3 63 0,93 2,3 14 0,52 1,3 64 1,48 3,7 14а 0,78 2,0 64а 0,74 1,9 15 0,61 1,5 65 1,11 2,8 15а 0,91 2,3 66 1,58 3,9 16 0,72 1,8 66а 0,79 2,0 16а 1,08 2,7 67 1,19 3,0 17 0,84 2,1 68 1,62 4,0 17а 1,26 3,2 68а 0,81 2,0 24 0,58 1,5 69 1,22 3,0 25 0,80 2,0 71 1,19 3,0 26 0,87 2,2 71а 1,79 4,5 27 0,50 1,3 72 1,09 2,7 28 0,74 1,9 72а 1,64 4,1 29 1,04 2,6 73 1,38 3,5 35 1,20 3,0 73а 2,07 5,3 36 1,57 4,0 74 1,59 4,2 37 1,97 4,9 74а 2,54 6,3

75 1,18 3,0 76 1,55 3,9

Приложение 9

33

Средняя месячная температура воздуха Тм, °С

(извлечение из табл. 3* СниП 23.01.-99* [6])

Пункт I II III XI XII Барнаул -17,5 -16,1 -9,1 -7,9 -15,0 Бийск -17,7 -16,5 -9,2 -8,1 -15,1 Благовещенск -24,1 -18,7 -9,1 -11,5 -21,8 Брянск -9,1 -8,4 -3,2 -0,4 -5,2 Владимир -11,1 -10,0 -4,3 -2,7 -7,5 Волгоград -9,1 -7,6 -1,4 1,4 -4,2 Воронеж -9,8 -9,6 -3,7 -0,6 -6,2 Иркутск -20,6 -18,1 -9,4 -10,4 -18,4 Кемерово -18,8 -16,9 -9,8 -9,6 -16,9 Кострома -11,8 -11,1 -5,3 -2,9 -8,7 Курган -17,7 -16,6 -8,6 -7,2 -14,3 Курск -9,3 -7,8 -3,0 -0,4 -5,2 Липецк -10,3 -9,5 -4,4 -1,5 -7,1 Санкт-Петербург -7,8 -7,8 -3,9 -0,3 -5,0

Москва -10,2 -9,2 -4,3 -1,9 -7,3 Н-Новгород -11,8 -11,1 -5,0 -2,8 -8,9 Новгород -8,7 -8,7 -4,3 -0,9 -5,9 Новосибирск -18,8 -17,3 -10,1 -9,2 -16,5 Омск -19,0 -17,6 -10,1 -8,5 -16,0 Оренбург -14,8 -14,2 -7,3 -4,0 -11,2 Псков -7,5 -7,5 -3,4 0,0 -4,5 Рязань -11,0 -10,0 -4,7 -2,2 -7,0 Самара -13,5 -12,6 -5,8 -3,4 -9,6 Саратов -11,0 -11,4 -4,8 -2,0 -8,3 Екатеринбург -15,5 -13,6 -6,9 -6,8 -13,1 Тамбов -10,9 -10,3 -4,6 -1,4 -7,3 Томск -19,1 -16,9 -9,9 -10,1 -17,3 Тула -19,9 -9,5 -4,1 -1,1 -6,7 Тобольск -19,7 -17,5 -9,1 -8,4 -15,6 Тюмень -17,4 -16,1 -7,7 -7,9 -13,7 Ульяновск -13,8 -13,2 -6,8 -4,1 -10,4 Хабаровск -22,3 -17,2 -8,5 -8,1 -18,5 Челябинск -15,8 -14,3 -7,4 -6,2 -12,9 Ярославль -11,9 -10,7 -5,1 -2,7 -8,1

1- защитный слой толщиной 3 см из цементного раствора М-150;2- отделочный слой из горячей битумной мастики толщиной 1,5 мм;3- стеклоткань;4- горячая асбестобитумная мастика толщиной к аждого слоя 2,0 мм;5- битумный лак;6- изолируемый элемент;7- пакля, пропитанная битумом;8- цементный раствор М-150.

С

МАКЕТ ЧЕРТЕЖА

1 : 1

ПЛАН

.

ПЛАН РАСПОЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТНЫХ БЛОКОВ

0,00

-2,50

-6,50

Песоксреднейкрупности

Суглиноктугопластичный

Глинатвердая

Ось трубы

1 – бетонная плита; 2 – цементно-песчаныйраствор; 3 – щебёночная подготовка;4 – бетонный упор

Узел А

Узел А

2

N N

N N N

NN

N

N

N

1:m 1:m1:m1:m

h

ОКЛЕЕЧНАЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ЗВЕНЬЕВ ТРУБЫ

КОНСТРУКЦИЯ УКРЕПЛЕНИЯ РУСЛА

NNN

30

2020

УВ

34

Прилож

ение 10

4

Перевод единиц измерения системы МКГС (технической) в единицы системы СИ

Величина

Прежнее

обозначение

единицы из-

мерения

Обозначение

единицы в

системе СИ

Основная

единица в

системе СИ

Кратная

единица в

СИ

Соотношение единиц

Сила, нагрузка, вес

кгс

тс

Н

ньютон

кН

МН

1 кгс = 9,81 Н;

1 тс = 9,81103 Н = 9,81 кН;

1 кН= 103 Н; 1 МН= 103 кН=106 Н

Момент силы кгсм

тсм

Нм ньютонметр кНм

МНм

1 кгсм = 9,81 Нм;

1 тсм = 9,81 кНм

Давление, напряжение,

модуль деформации,

модуль упругости

кгс/см2

тс/см2

Па

паскаль

кПа

МПа

1 кгс/см2 = 9,81 104 Па = 98,1кПа = 0,0981

МПа;

1 тс/м2 = 9,81103 Па=9,81 кПа;

1 Па = 1 Н/м2; 1 кПа = 1 кН/м2

Масса кгс/(мс-2) кг килограмм - 1 кгс/(мс-2) = 9,81 кг

Работа, энергия кгсм Дж джоуль кДж 1 кгсм = 9,81 Дж; 1 Дж = 1 Нм

Мощность

кгсм/с

Вт

ватт

кВт 1 кгсм/с = 9,81 Вт;

1 Вт = 1 Дж/с

Примечание. В таблице не указаны те единицы, которые при переводе в систему СИ остаются без изменения. Наравне с единицами СИ используются следующие: для измерения массы – тонна (т), 1 т = 1000 кг; для измерения времени – мину- та (мин), час (ч), сутки (сут); для измерения плоского угла – градус (0). Перевод единиц произведен с точностью, достаточ- ной для инженерных расчетов оснований и фундаментов.

35

Прилож

ение 11

Приложение 12

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН

В разделе 1. Варианты исходных данных для проектирования

Sr – степень влажности;

s – плотность частиц грунта; W – природная влажность грунта; Wp – влажность на границе раскатывания; WL – влажность на границе текучести;

E – модуль деформации; – угол внутреннего трения; С – удельное сцепление; В – ширина земляного полотна;

Нн – высота насыпи; 1:m – коэффициент заложения откоса; d i – глубина, на которой определяется расчетное сопротив-

ление осевому сжатию Ri; R – расчетное сопротивление осевому сжатию. В разделе 2. Проектирование основания и фундамента

В подразделе 2.1. Оценка грунтов основания

e – коэффициент пористости; – плотность грунта; – удельный вес грунта; s – удельный вес частиц грунта; в – плотность грунта во взвешенном состоянии; в – удельный вес грунта во взвешенном состоянии; Jp – число пластичности; JL – показатель текучксти;

В подразделе 2.2. Конструирование трубы

lлб – длина лекального блока фундамента; bлб – штрина лекального блока фундамента; Vлб – объём 1 п.м лекального блока; lзв – длина цилиндрического звена; d0 – внутренний диаметр цилиндрического звена; зв – толщина стенки цилиндрического звена; Vзв – объём 1 п.м цилиндрического звена; d0Г – выходной диаметр конического оголовочного звена; D0Г – входной диаметр конического оголовочного звена; ОГ – толщина стенки конического оголовочного звена; lок – длина откосного крыла;

36

LТ – полная длина трубы; bПС – ширина портальной стенки; – угол растекания; df – расчетная глубина сезонного промерзания грунта; kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима

cооружения; Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме

абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе;

do – коэффициент зависящий от разновидности грунта; В подразделе 2.3. Оценка несущей способности и сжимаемости грун-тов основания

Ro – условное сопротивление грунта; k1 , k2 – коэффициенты принимаемые по разновидности грунта; – средний удельный вес слоев грунта, без учета

взвешивающего действия воды; В разделе 2.4. Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы

В подразделе 2.4.1. Определение расчетного верти-кального давления на звенья трубы от веса насыпи

pvP – расчетное вертикальное давление на звенья труб;

f – коэффициент надежности по нагрузке;

vp – нормативное вертикальное давление грунта от веса насыпи на звенья трубы;

cv – коэффициент вертикального давления грунта; н – удельный вес грунта засыпки;

оB – коэффициент; a – расстояние от основания насыпи до верха трубы; S – коэффициент, зависящий от фундамента и характера его

работы в грунте; n – коэффициент нормативного бокового давления грунта ; n – нормативный угол внутреннего трения грунта засыпки;

pзвG – нагрузка от веса 1 п.м. звена трубы; pлбG – нагрузка от веса 1 п.м. лекального блока фундамента;

b – удельный вес железобетона; рГG – погонная нагрузка от гидростатического давления;

w – удельный вес воды;

37

В подразделе 2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижного состава

(1+)=1,35-0,05d –

динамический коэффициент;

– линейная нагрузка; ао – длина участка распределения нагрузки;

В подразделе 2.5. Проверка достаточности ширины подошвы фундамента по прочности несущего слоя основания

Р – расчетная вертикальная нагрузка; Р – давление под подошвой фундамента;

В подразделе 2.6. Проверка несущей способности подстилающего слоя

n – коэффициент надежности по назначению сооружения;

пс – природное давление грунта;

zc – давление от сооружения; В подразделе 2.7. Расчет параметров грунтовой подушки

hП – высота подушки; RП – расчетное сопротивление грунта подушки; аП – длина подушки; bП – ширина подушки;

В подразделе 2.8. Расчет осадки фундамента S – осадка фундамента; poc – напряжение по подошве фундамента; – коэффициент, учитывающий затухание напряжений

по глубине основания; В подразделе 2.9. Назначение величины строительного подъёма лотка трубы

– величина строительного подъёма; i – заданный уклон трубы;

В разделе 3. Обобщение проектных решений Z1…Z9 – отметки проектных решений;

38

Приложение 13

Извлечение из Положения о курсовом проектировании Утверждено на заседании ученого совета СибАДИ

30 октября 2009 г. протокол № 10

1. Содержание курсовой работы

Курсовая работа – самостоятельная работа студента, основной целью и содержанием которой является развитие навыков теоретиче-ских и экспериментальных исследований, инженерных расчетов, со-ставления технико-экономического обоснования различных решений или обобщений, оценка результатов исследования, способствующих успешной подготовке к выполнению дипломной работы.

Оформление курсовой работы состоит из графической части и пояснительной записки, содержащей расчеты.

Курсовая работа оформляется в виде записки, включающей: - титульный лист; - задание на проектирование; - оглавление; - аннотацию; - перечень сокращений; - основную часть; - список использованных источников; - приложения.

2. Оформление текстовых документов

Правила оформления текстовых документов должны соответст-вовать требованиям ГОСТ 2.105-95.

Пояснительная записка должна быть выполнена на листах белой бумаги формата А4 (шрифт 14). Текст набирается и редактируется с помощью текстовых редакторов. Допускается текстовые документы (кроме титульного листа) выполнять рукописным способом.

Иллюстрации могут быть расположены как по тексту, так и в его конце. Иллюстрации должны быть выполнены в соответствии с тре-бованиями стандартов ЕСКД.

39

Пояснительная записка должна быть написана деловым инже-нерным языком, мысли изложены точно и кратко. Наличие орфогра-фических, синтаксических ошибок влечет за собой снижение оценки и исключает оценку «отлично».

В записку не следует выписывать из учебников и книг общеизве-стные положения, определения, переписывать ГОСТы и т.п.

Не допускается произвольное сокращение слов в тексте, кроме общепринятых сокращений.

Однотипные и многократно повторяющиеся расчеты в записке приводятся только один раз, а результаты расчетов сводятся в табли-цу. Для всех вычисленных величин должны быть приведены размер-ности.

Титульный лист выполняется машинным способом. Надпись на титульном листе КП(КР)-02068982-190205-03.ПЗ – обозначение пояс-нительной записки курсового проекта, где КП (КР) – курсовой проект (работа), 02068982 - код ГОУ «СибАДИ» по ОКПО, 190205 - номер специальности, 03 - номера по списку исполнителя проекта (работы) или номер варианта задания, ПЗ- пояснительная записка.

Список использованных источников оформляется в соответствии с требованиями:

ГОСТ 7.1-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание

ГОСТ Р 7.0.5 - 2008. Библиографическая ссылка. Общие тре-бования и правила составления

ГОСТ 7.80-2000 Библиографическая запись. Заголовок. Общие требования и правила составления.

Материал, дополняющий текст пояснительной записки, допус-кается помещать в приложениях. Приложения оформляют как про-должение данного документа на последующих его листах или выпус-кают в виде самостоятельного документа. Все приложения должны быть перечислены в содержании документа с указанием их номера и заголовков.

Оглавление включает наименование всех разделов, подразделов и пунктов с указанием номера страниц, на которых размещается на-чало материала.

40

Содержание Введение.....................................................................................………………….. 3 1. ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ…..…… 4 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА ………………… 6 2.1. Оценка грунтов основания…..........................................................…….. 6 2.2. Конструирование трубы…..….....................…...................................…… 8 2.3. Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания …… 10 2.4. Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы.….................................………....................…................................... 11 2.4.1. Определение расчетного вертикального давления на звенья трубы от постоянных нагрузок веса насыпи [4]……...................... 12 2.4.2. Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки……………….................................. 14 2.5. Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы……………. 14 2.6. Проверка ширины подошвы фундамента по прочности основания и несущей способности подстилающего слоя ..….…............. 15 2.7. Расчет параметров грунтовой подушки…………………............….......... 17 2.8. Расчет осадки фундамента……………………………………………… 18 2.9. Назначение величины строительного подъёма лотка трубы………… 21 3. ОБОБЩЕНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ............................…....….……... 22 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБЫ…………………………………………… 23 Библиографический список…………………………………………….……….. 23 Приложение 1. Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95……......……........ 24 Приложение 2. Условное сопротивление Ro песчаных грунтов..........……….. 25 Приложение 3. Условное сопротивление Ro глинистых грунтов........….......... 25 Приложение 4. Значения коэффициентов k1,и k2,…………………….........…….. 26 Приложение 5. Ширина земляного полотна в зависимости от категории дорог……………………………………………… 26 Приложение 6. Зависимость крутизны откосов от высоты откоса насыпи и разновидности её грунта………...………………….. 27 Приложение 7. Коэффициент в зависимости от соотношения лбi bzn / ….. 27 Приложение 8. Типовые конструкции элементов труб...................…................ 28 Приложение 9. Средняя месячная температура воздуха Тм, 0С………………. 33 Приложение 10. Макет чертежа...................................................................……. 34 Приложение 11. Перевод единиц измерения МКГС (технической) в единицы системы СИ………………….................................. 35 Приложение 12. Основные буквенные обозначения величин………………… 36 Приложение 13. Извлечение из Положения о курсовом проектировании…… 39

41

Для заметок

42

Для заметок

43

Учебное издание

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ

Методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты»

Составители: Виталий Алексеевич Гриценко, Владимир Николаевич Шестаков

* * *

Редактор E.B. Садина

* * *

Подписано к печати 2010 Формат 60х90 1/16. Бумага писчая

Гарнитура Times New Roman Оперативный способ печати

Усл. п.л. 2,75 , уч.- изд.л. 2,1 Тираж 200 экз. Заказ №____

Цена договорная

Издательство СибАДИ 644099, г.Омск, ул. П. Некрасова, 10

Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ

644099, г.Омск, ул. П. Некрасова, 10