Проверка несущей способности по грунту свайного фундамента как условно массивного.

Первоначально определяют границы условно массивного фундамента в соответствии с [1, 7]. Условный фундамент принимают в виде прямоугольного параллелепипеда. Его размеры для свайного фундамента с заглубленным в грунт ростверком определяют по рис. 6.4.

Рис.6.4. Схема условно массивного фундамента.

Размеры и определяются из геометрических соотношений. Для этого находим средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов , пройденных сваями:

где - расчетные значения углов внутреннего трения отдельных пройденных сваями слоев грунта; - толщины этих слоев; d - глубина погружения свай от подошвы ростверка или от уровня размыва, если подошва ростверка расположена выше этого уровня.

tan6.36=0.116

(1-5)= 10 0.116=1.1634

Расчет выполняется вдоль и поперек моста в сочетаниях №№ 1, 2, 4 и 5. Проверка напряжений по подошве условного фундамента производится по формулам:

где - нормальная составляющая давления условного фундамента на

грунт основания, определяемая с учетом веса грунтового массива 1-2-3-4

вместе с заключенными в нем ростверком и сваями;

-расчетный вес грунтового массива (с коэффициентом надежности по

 

нагрузке ); ; - соответственно горизонтальная составляющая

внешней нагрузки, и ее момент относительно главной оси горизонтального

сечения условного фундамента в уровне расчетной поверхности грунта;

d -глубина заложения условного фундамента по отношению к расчетной

поверхности; , - размеры в плане условного фундамента в направлении,

параллельном плоскости действия нагрузки и перпендикулярном ей;

k -коэффициент пропорциональности, определяющий нарастание с глубиной

коэффициента постели грунта, расположенного выше подошвы фундамента

и принимаемый по [1]; - коэффициент постели грунта в уровне подошвы

условного фундамента, определяемый по формулам: при d 10 м ;

при d > 10 м (); _n =1,4 - коэффициент надежности по назначению;

_c=1.0 (в сочетаниях №№ 1 и 2), _c =1.2 (в сочетаниях №№ 4 и 5) -

коэффициент условий работы; R - расчетное сопротивление грунта в уровне

подошвы условного массивного фундамента, определяемое в разделе 5.3.,

причем при определении R все характеристики принимаются для грунта,

являющегося опорным пластом основания условного фундамента шириной и глубиной заложения d Рис. 6.4. В формуле вдоль моста используются размеры и индексы без круглых скобок, поперек - в скобках.

 

где условное сопротивление грунта

и - коэффициенты

- средний удельный вес грунтов, расположенных выше подошвы

-ширина фундамента

-длина фундамента

.

Проверка напряжений по подошве условного фундамента:

Вдоль моста сочетание №1

= 7434.739+5250+592.792=13277.531кН,

= 13277.531/(4.3268 10.326) = 297.179 ≤ 1157.243/1.4=826.602кН

(Условие выполняется)

(Условие выполняется).

 

Вдоль моста сочетание №2

= 6832.951+5250+592.792=12675.743кН,

= 12675.743/(4.3268 10.326) = 283.709 ≤ 1157.243/1.4=826.602кН

(Условие выполняется)

(Условие выполняется).

Поперек моста сочетание №4

= 7434.739+5250+592.792=13277.531кН,

= 12675.743/(4.3268 10.326) = 283.709 ≤ 1157.243/1.4=826.602кН

(Условие выполняется)

(Условие выполняется).

 

Поперек моста сочетание №5

=6832.951+5250+592.792=12675.743кН,

= 13277.531/(4.3268 10.326) = 297.179 ≤ 1157.243/1.4=826.602кН

(Условие выполняется)

(Условие выполняется).

 

7. Технология сооружения фундамента и техника безопасности

Основные положения

В моем варианте я принимаю фундамент мелкого заложения. Возведение фундаментов мелкого заложения на суше начинают с разметки (разбивки) на местности котлована. Затем производят крепление стен котлована, осушение его от подземной воды, разработку и удаление грунта, установку опалубки и бетонирование фундамента. После приобретения бетона прочности, предусмотренной проектом, снимают опалубку, устраивают гидроизоляцию, удаляют крепление, засыпают грунтом пазухи между фундаментом и стенами котлована, планируют местность вокруг фундамента.

Устройство крепления

Ограждение из стального шпунта устраивают при глубине погружения в грунт более 6 м, а также и при меньших глубинах в плотных глинистых и гравелистых грунтах, когда невозможна забивка деревянного шпунта. Такой шпунт — инвентарное имущество строительной организации, и после устройства фундамента его извлекают для повторного использования.

Стальной шпунт для ограждения котлованов применяется разных профилей. Они бывают легкие плоского типа с малым моментом сопротивления (типа ШП-I) и более жесткие и тяжелые корытного профиля (UIK-I, Ларсен III, Ларсен IV, Ларсен V).

Заводы поставляют стальной шпунт длиной от 8 до 22 м; при необходимости шпунтины наращивают с перекрытием стыка накладками длиной не менее 600 мм со сварными или болтовыми соединениями. Чтобы обеспечить совпадение замков наращиваемых шпунтин, нужно предварительно собрать стык и временно его закрепить, пропуская в замках с обеих сторон отрезки шпунтины длиной 2—3 м. Шпунтины различного профиля соединяют между собой на болтах, на сварке внахлестку и с применением продольных накладок уголкового профиля.

До начала забивки необходимо проверить правильность и прямолинейность замков шпунта, протаскивая по замкам шаблон (из отрезка шпунтины длиной 2 м). Чтобы забивка происходила правильно и шпунтина не вырвалась из ранее поставленной сваи, концы стального шпунта обрезают строго перпендикулярно его продольной оси. Шпунт погружают между парными направляющими схватками, прикрепляемыми к маячным сваям болтами. Направляющие схватки погружаемого деревянного шпунта охватывают маячные сваи, или же располагаются изнутри. При погружении стального шпунта маячные сваи обычно располагают вне линии шпунтовой стенки. Расстояние между схватками в этом случае фиксируют временными прокладками, устанавливаемыми на расстоянии 2—3 м и извлекаемыми по мере забивки шпунтового ряда.

Диаметр деревянных маячных свай принимают от 18 до 26 см, направляющие схватки из пластин 22/2—26/2 см, из окантованных бревен — не менее 18 см или из брусьев сечением не менее 14X14 см. Деревянные шпунтовые сваи и пакеты забивают так, Я паз погружаемой шпунтины скользил по гребню ранее погруженной. Угловые и маячные сваи должны иметь по два гребня, а замыкающие шпунтины по два паза.

Для предотвращения наклона шпунтового ряда и создания возможности его замыкания шпунтовые сваи выставляют секциями между маячными сваями, после чего погружают в два-три приема. По окончании погружения шпунтового ряда возможно несовпадение или расхождение замковых частей стыкуемых сторон ряда. В этом случае забивают клиновую шпунтину, изготовленную по точно замеренным размерам замыкающего шва. Для облегчения погружения и извлечения забитого стального шпунта его замки смазывают солидолом.

Шпунтовые сваи обычно погружают высокочастотными вибропогружателями или молотами. Во избежание расклепывания свай при забивке тяжелыми молотами на верхнюю часть пары шпунтин надевают специальный наголовник.

Вибромолоты обычно крепят к шпунтовой свае болтами. Шпунтовые ограждения закрепляют внутри котлована системой горизонтальных контурных обвязок и распорных креплений, препятствующих деформации стенок и обеспечивающих устойчивость ограждения при разработке грунта в котловане.

Число и расстояние по высоте между обвязками и распорками определяют расчетом в зависимости от типа шпунта, глубины его забивки и глубины котлована. Расположение горизонтальных распорок между обвязками назначают с учетом принятого способа разработки котлована и применяемых механизмов. Крепления внутри котлована устанавливают по мере освобождения его от воды и грунта. Горизонтальные обвязки и поперечные распорки закрепляют от выпадения при случайных ударах, возможных в период разработки грунта, забивки свай в котловане и бетонирования фундамента.

Размер заглубления шпунта в грунт ниже дна котлована устанавливают расчетом на устойчивость стенки и фильтрацию воды в зависимости от вида грунта и напора воды. Во всех случаях заглубление должно быть не менее 1 м в связных, крупнопесчаных и гравелистых грунтах и не менее 2 м в мелкопесчаных и плывунных. Верх шпунтового ограждения должен быть расположен на 0.2 – 0.4 м выше уровня грунтовых вод и не менее чем на 0.7 м выше рабочего уровня воды в реке. За рабочий уровень воды (РУВ) принимают возможный уровень десятилетней повторяемости, определяемой по гидрологическим данным на период производства работ в котловане.

Рис. 2.5 – Ограждение из металлического шпунта:

а, б- угловые шпунтины; в- план ограждения; 1- маячная свая; 2- направляющие; 3- коротыши; 4- шпунт

 

 

Разработка котлована

 

До начала разработки котлована под фундамент опоры необходимо выполнить следующие работы:

• перенести надземные и подземные коммуникации (после согласования переноса с их владельцами);
• разбить котлован, закрепить его оси и размеры на местности;
• спланировать поверхность, устроить отвод поверхностных и грунтовых вод;
• сделать ограждение котлована (в необходимых случаях) в виде закладного крепления, деревянного или металлического шпунта.

При необходимости организуется водоотлив.

Разработку котлована надо проводить в предельно сжатые сроки, чтобы не нарушить несущую способность грунта основания.

Котлованы устраивают с применением разного вида ограждений и разрабатывают грунт как механическим способом землеройными машинами, так и гидромеханическим с применением непрерывно действующих средств гидромеханизации.

В слабосвязанных грунтах средней плотности котлованы разрабатывают грейферным способом с установкой крана на плашкоуте из понтонов. Для разработки слабосвязанных и хорошо поддающихся размыву грунтов может быть применен землесос или гидроэлеватор, а для несвязанных — эрлифт без удаления воды из огражденного пространства. Для разработки особо плотных глинистых и скальных грунтов приходится применять пневматический инструмент или взрывы мелкими зарядами, выполняя эти работы с интенсивным водоотливом. Выдачу разработанного грунта из котлована в этих случаях обеспечивают грейферами или бадьями.

Осушают котлованы перед закладкой фундамента. Воду откачивают на поверхности грунта, а при глубине более 5—6 м, когда насос не может отсосать воду, его помещают в котловане для нагнетания воды вверх. С небольшой глубины водоотлив обеспечивают диафрагмовыми и поршневыми насосами, а для удаления воды нагнетанием — центробежными насосами, водоструйными и пневматическими эжекторами, опускаемыми в котлован.

Наиболее употребительны центробежные насосы, они высокопроизводительны, безотказны в работе, могут служить как для всасывания, так и нагнетания; их применяют даже при загрязненной воде, что весьма важно для котлованных работ. Эжекторы (гидроэлеваторы) могут удалять воду практически с любой глубины. При водоотливе из котлованов насосами применяют всасывающий трубопровод с гибким шлангом и наконечником, имеющим обратный клапан и сетку для защиты от попадания в шланг мусора. В пониженном месте дна котлована устраивают водосборный колодец (приямок-зумпф), который ограждают деревянным или металлическим ящиком, куда помещают конец всасывающего шланга располагают не менее чем на 0.7 м ниже самого вязкого уровня воды в котловане.

Приемный колодец располагают за пределами контура фундамента. Для лучшего стока воды к колодцу по периметру котлована устраивают канавки с уклоном в сторону приямка. Количество воды, проникающей в котлован через дно и ограждение, зависит от степени водонепроницаемости грунта, уровня (напора) воды, глубины расположения водонепроницаемого слоя и качества ограждения.

 

Техника безопасности

Без креплений разрешается разрабатывать грунты естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод и расположенных поблизости подземных сооружений. С вертикальными стенками без креплений разрешается устраивать котлованы на глубину не более 1 м. в песчаных и гравелистых грунтах, 1.25 м. в супесчаных, 1.50 м. в суглинках,

глинах и других лессовых грунтах, 2 м. в особо плотных грунтах.

Если откосы котлована подвержены увлажнению, дальнейшую разработку нужно прекратить и возобновить после осушения. Разработка котлована зимой на глубине промерзания разрешается без креплений (за исключением грунтов из сухого песка). Движение транспортных средств в пределах призмы обрушения запрещено. Во всех других случаях при рытье котлованов с вертикальными стенами для предотвращения обвалов и оползней грунта устраивают крепления.

При устройстве креплений необходимо соблюдать следующие требования:

стойки крепления в грунтах I, II категории устанавливают не реже 2 м. при глубине выемки до 3.75 м. и не реже чем через 1.5 м. более 3.75 м;

стойки креплений в грунтах III, IV категории не реже чем через 2 м.;

расстояние между распорками креплений по вертикали должно быть не более 1 м; под распорки под распорки обязательно устанавливать поддерживающие бобышки;

верхние доски креплений выпускать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.

Крепления котлованов разбирают снизу по мере возведения фундамента, количество одновременно удаляемых досок по высоте не должно превышать трех, а в сыпучих и неустойчивых грунтах одной. При удалении досок необходимо переставлять распорки, причем существующие распорки необходимо убирать только после установки новых. Крепления следует разбирать в присутствии производителя работ или мастера.

Опалубку устанавливают, как правило, механизированным способом. При использовании подвесной опалубки принимают меры по ее креплению временными или постоянными связями. Металлическую инвентарную передвижную опалубку устанавливают и используют с соблюдением следующих требований:

перед передвижкой опалубки необходимо дать звуковой сигнал;

нахождение людей на пути перемещения опалубки не допускается;

перемещать опалубку нужно со скоростью не более 5 км/ч.;

Разработку щитов опалубки не допускается производить «на себя». При установке и распалубке щитовой шарнирно раскрывающейся металлической опалубки должны быть страховочные клетки или обустройства, предохраняющие щиты от падения. При распалубке не допускается ударять кувалдой по опалубке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. - М.: ЦПП, 1996.-214 с.

2. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1996. - 40 с.

3. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП, 1996.-48 с.

4. ГОСТ 26775-97. Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. - М.: ГУП ЦПП Госстроя России, 1997.- 20 с.

5.ГОСТ 9238-83. Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. - М.: Транспорт, 1984.

6. ГОСТ Р 52748-2007 Нормативные нагрузки. Расчетные схемы загружение. - М.: Стандартинформ, 2007.-17с.

7. Проектирование автомобильных дорог: Справочник инженера- дорожника / Под ред. Г.А. Федотова. - М.: Транспорт, 1989.-437 с.

8. Глотов Н.М., Соловьев Г.П., Файнштейн И.С. Основания и фундаменты мостов: Справочник / Под ред. К.С. Силина. - М.: Транспорт, 1990.-240 с.

9. Мосты и сооружения на дорогах / Под ред. П.М. Саламахина. Ч. 1. - М.: Транспорт, 1991.-344 с. 10. Лисов В.М. Мосты и трубы. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1995.-328 с.

11. Методические указания по проектированию железобетонного моста / Сост.: Дементьев В.А., Журавлев В.А., Еремин В.Г., Самодурова Т.В. Воронеж: ВГАСА, 1998. - 52с.

12. Строительство мостов и труб: Справочник инженера / Под ред. В.С. Кириллова. - М.: Транспорт, 1975.-600 с.