Расчет опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки (стр. 2 из 4)

№	Глубина отбора, м	Наименование грунта по СниП 2.02.01-83	Модуль деформации, Е, кПа	Удельное сцепление		Угол внутреннего трения		Условное расчетное сопротивление грунта R₀, кПа
№	Глубина отбора, м	Наименование грунта по СниП 2.02.01-83	Модуль деформации, Е, кПа	С_I, кПа	C_II,кПа	j_I, град	j_II, град	Условное расчетное сопротивление грунта R₀, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2,5	Суглинок тугопластичный	16000	16,6	25	19,1	22	220
2	5,0	Глина полутвердая	17000	28	42	14,8	17	263
3	7,0	Супесь пластичная	28000	11,3	17	23,5	27	300
4	11,0	Песок мелкий, средней плотности	33000	2	3	30,9	34	300
5	14,5	Глина полутвердая	21000	36	54	16,5	19	377

2.2 Расчет фундамента опоры путепровода по деформациям основания.

В исходных данных на курсовую работу заданы: нагрузка, передаваемая на фундамент от опоры путепровода N₀; глубина заложения фундамента d₁; соотношение сторон прямоугольной подошвы фундамента h=l/b. Необходимо определить размеры подошвы фундамента l,b, расчетное сопротивление грунта R, среднее давление под подошвой фундамента Р и осадку основания S.

2.2.1. Определение размеров подошвы фундамента.

Расчет ширины подошвы фундамента можно выполнить методом последовательных приближений: первоначально назначается ширина фундамента b=0 и определяется расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента Rпо формуле:

R=g_c1g_c2/K[M_gbg_II+M_gd₁g_II’+M_cC_II]

где M_g,M_g,M_c– коэффициенты, принимаемые из таблицы;

g_c1g_c2/К – произведение коэффициентов условий работы, в курсовой работе можно принять равным 1,0.

b – ширина подошвы фундамента;

d₁ – глубина заложения фундамента;

C_II – расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундамента;

g_II’ – то же, залегающего выше подошвы фундамента.

Ширина подошвы фундамента определяется по формуле:

b_c=

N₀/(R-g_срd₁)h

где g_ср – осредненный удельный вес бетона и грунта на уступах фундамента. Можно принять равным 21 кН/м³.

Расчет повторяется до тех пор, пока b_cпоследних приближений будет отличаться не более чем на 1 см.

А так же можно воспользоваться формулой:

P=N₀+b²d₁g_ср/b²

Данные для расчета: g_ср = 22 кН/м³

N₀= 3000 кН

g_II’= 18,8 кН/м³

g_II = 20,38 кН/м³

C_II= 17 кПа

M_g= 0,93

M_g = 4,5

M_c = 7,15

После многократных подстановок получаем b = 3,1 м

P = 350 кПа

2.2.2. Расчет осадки фундамента опоры путепровода.

Перед расчетом осадки основания необходимо показать геологические условия строительной площадки с учетом положения поверхности грунта и с расположением фундамента опоры путепровода. Природное давление грунта определяется по формуле:

s_zg=Sg_ih_i

Для условий строительной площадки строится эпюра природных давлений. Дополнительное давление на грунт в уровне подошвы фундамента определяется по формуле:

P₀=P-s_zg0

P=(N₀+G_гр+G_ф)/b²P = 350 кПа

G_ф=V_фg_бет

Где V_ф=b²h₁+1,2²(d₁-h₁)

G_гр=V_грg_гр

Где V_гр=b²d₁-V_ф

После вычислений Р₀= 233,64 кПа

Значение природного давления в уровне подошвы фундамента s_zg0 можно определить графически по эпюре природных давлений на глубине z=H+d₁.

Толща грунта под подошвой фундамента делится на слои h_i=0,4bи на нижних границах этих слоев определяются напряжения s_zpпо формуле:

s_zp=aP₀

где a - коэффициент, принимаемый по таблице.

В данном случае h_i=0,4*3,1=1,24 м

При расчете осадки основания промежуточные вычисления удобно записывать в таблицу расчета осадки основания. По данным столбцов 2 и 5 таблицы строится эпюра дополнительных давлений s_zp=f(z). Расчет следует вести до нижней границы сжимаемой толщи (B₁C₁), которая определяется путем сравнения значений s_zp и s_zg на однойи той же глубине. На нижней границе сжимаемой толщи s_zp=0,2s_zg. В графу 6 заносятся средние напряжения в пределах каждого слоя:

s_zpi=(s_z1_p+s_z2_p)/2

В графу 7 таблицы заносят модули деформации грунта Е_i, залегающего в пределах слоев. В графу 8 таблицы заносятся результаты расчета осадок отдельных слоев грунта:

S_i=0,8_*s_zpi*h_i /E_i

Осадка фундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта: S=SS_i

Расчет осадки основания. Таблица 5.

h_i	z_i	Z_i/0,5b	a	s_zp=aP₀	s_zpi, кПа	Е_i, кПа	S_i
1	2	3	4	5	6	7	8
1,24	0 0 1 223,64 1,24 0,8 0,8 178,91 2,48 1,6 0,449 100,4 - - - - 3,72 2,4 0,257 57,47 4,96 3,2 0,16 35,78 6,2 4 0,108 24,15				201,27	28000	0,0071
1,24					139,65		0,0049
0,82					78,93		0,0018
0,42					78,93	33000
1,24					46,62		0,0014
1,24					29,96		0,0009

S=SS_i

S=0,016 м

Вывод: s_zp=0,2s_zg осадка фундамента после линии B₁C₁незначительна, расчет ведем до этой линии. Фундамент устойчив, использование не затруднено.

Учёт влияния соседних фундаментов на осадки основания.

Опора путепровода состоит из нескольких колонн, каждая из которых опирается на отдельный фундамент. Рядом расположенные фундаменты оказывают влияние на осадки рассматриваемого фундамента. Учет влияния соседних фундаментов на осадку рассматриваемого фундамента можно производить методом эквивалентного модуля.

Дополнительная осадка рассматриваемого фундамента от влияния соседнего фундамента определяется по формуле:

DS=w₀P₀c(1-n²)/E_экв

где w₀ – коэффициент, определяемый с учетом расстояния от центра нагруженной квадратной площадки со стороной “с” до центра фундамента, на которой эта площадка влияет. Если соседний фундамент имеет форму квадрата, равновеликому этому треугольнику по формуле:

с=

где lи b – стороны подошвы прямоугольного фундамента. В таблице коэффициентов w₀выбирается значение коэффициента w₀в зависимости от отношения x/c.

Эпюры природных и дополнительных давлений, масштаб 1:100

Р₀ - дополнительное давление под подошвой соседнего фундамента;

n - коэффициент Пуассона, в расчетах можно принять n=0,3;

Е_экв – эквивалентный модуль деформации грунта, при определении которого необходимо учитывать, что линия влияния сжимаемости грунтов имеет max не у подошвы рассматриваемого фундамента, а заглубляется от подошвы тем больше, чем дальше расположен влияющий фундамент.

В результате расчетов делается сопоставление осадки фундамента и предельной деформации основания. Производится проверка соблюдения условия:

S+SDS_i

S_us

Где S_us=1,5

Где L – длина меньшего из двух примыкающих к промежуточной опоре путепровода пролетных строений в метрах.

2.3. Расчет подпорной стенки, ограждающей выемку в грунте.

Исходные данные для расчета заданы в задании на проектирование.

За подпорной стенкой залегают грунты ненарушенной структуры. На поверхности грунта имеется пригрузка интенсивностью g. Перед расчетом необходимо уточнить расположение слоев грунта на участке действия активного давления от поверхности грунта до глубины H и на участке действия пассивного давления – от дна выемки до глубины h₀.