Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра «Геотехника и экология в строительстве»

Курсовой проект

«Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа»

Выполнил: ст.гр. 11001112

Н.В. Король

Руководитель: доцент к.т.н.

Н.Н. Баранов

Минск 2015



Содержание

• 1. Конструкция и компоновка водозаборного сооружения(береговой тип) и его параметры
• 1.1 Расположение агрегатов и размеры камеры
• 1.2 Отметки верха ж/б стен, кромки, порога входящего проёма, подошва фундаментной плиты
• 1.3 Расположение берегового колодца в плане
• 2. Двухслойное грунтовое основание
• 2.1 Песчаный грунт
• 2.2 Водопроницаемость песчаного грунта и критерии суффозионности песка
• 2.3 Глинистый грунт
• 2.4 Деформационные характеристики
• 2.5 Прочностные характеристики
• 3. Нагрузки и воздействия
• 3.1 Схема давлений и нагрузок
• 3.2 Вертикальные нагрузки и их равнодействующая
• 3.3 Горизонтальные нагрузки и их равнодействующая
• 3.4 Расчетная схема фундамента
• 4. Расчет основания по несущей способности
• 4.1 Проверка устойчивости
• 4.2 Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления
• 5. Расчет основания по деформациям
• 5.1 Контактное давление
• 5.2 Абсолютная осадка фундамента
• 5.3 Крен сооружения
• 5.4 Горизонтальное перемещение фундамента
• 6. Строительный котлован водозабора
• 6.1 Особенности строительства
• 6.2 Назначение размеров выемки
• 6.3 Перемычки
• 6.4 Двухрядная шпунтовая перемычка с грунтовой засыпкой
• 7. Сечение шпунта
• 8. Элементы котлована
• 9. Производство работ
• 10. Устройство противофильтрационной завесы
• 10.1 Струйный способ
• Литература


1. Конструкция и компоновка водозаборного сооружения(береговой тип) и его параметры

строительство водозаборный береговой сооружение

1.1 Расположение агрегатов и размеры камеры

Тип и расположение водозаборного сооружения, через которое вода подается в насосную станцию, определяют следующие факторы:

Природные условия поймы реки;

Режим сработки уровней воды и заиления водохранилища;

Назначение водозабора;

Компоновка водоприемных секций и машинного зала;

Ледовый режим;

Наличие плавающего сора;

Плавное безотрывное обтекание боковых поверхностей.

В процессе эксплуатации сооружение должно обеспечивать:

Бесперебойную подачу воды в водоводы;

Возможность прекращения поступления воды в приемную камеру при ее осмотре, ремонте, а также в случае аварии (оборудование затворами, сороудерживающими решетками, устройствами для их очистки, а при необходимости и средствами обогрева);

Ограничение попадания в приемную секцию донных наносов, поверхностного льда, плавающих тел и топляков;

Недопущение попадания сора, шуги, льда во всасывающие трубопроводы.



Компоновка сооружения имеет совмещенный вариант, когда насосные агрегаты не находятся в однорядном расположении, т. е. агрегаты расставляем в шахматном порядке.

В таком случае агрегаты от стены принимаем 1,5…2,0 м, а расстояние между агрегатами 1…1,5 м. Это необходимо для удобства обслуживающего персонала при работе с агрегатами.

Ширина приемной камеры составляет 2,0 м, а ширина входных окон 1,62. Ширину входных окон можно принять и больше, но это не является экономически целесообразным.

При 4-х насосах, имеющих Q=1600м3/ч=0,44м3/с;

L=2865мм;

B=1360мм;

DBC=400мм;

mn=6,25

Водозабор состоит из водоприемника (береговой колодец) и примыкающего к нему защищенного от размыва участка русла. Вода из реки в секции приемной камеры попадает через входные проемы, расположенные в передней стене. Эти отверстия оборудуются грубыми сороудерживающими решетками, плоскими скользящими щитами или укороченными задвижками. Площадь входного (водоприемного) проема Авх=bвхhвх, м2, определяют по эмпирической зависимости:

где Ксж - коэффициент, учитывающий сжатие живого сечения прутьями решетки, Ксж =1,13 - 1,27; принимаем Ксж=1,20

Qc - расчетный расход (м3/с) одной секции водозабора (подача насоса согласно [1] приложение 1):

n - число секций приемной камеры водозабора, n2; V - допустимая скорость воды во входном проеме (без учета требований рыбоохраны для средних и тяжелых условий забора рекомендуется принимать в пределах V = 0,2... 0,6 м/с); принимаем V = 0,5 м/с

Qc =0,44 м3/с; Ширина входного проема каждой секции bвх, м, определяется по формуле:



Из каждой секции колодца воду к патрубкам насосов подает всасывающая труба диаметром входного отверстия Dвc, м, устанавливаемым по величине расхода воды Qc, В [1] приложении 1 приводится значения величин подачи воды (м3/с), габаритные размеры (LxB, мм), массы агрегатов (mn, т), а также Dвc для центробежных насосов двустороннего входа типа «Д» (ЦНДВ). Dвc =0,5 м.

Ширину водоприемной камеры в свету, bс, м, назначают исходя из двух условий - конструкционного и технологического - как большее из значений величин:

bс = 2(0,7…1,5)+ Dвc;

bс = Qc t/hрс/2, м3

где t - время работы насоса, t15...20 с.

bc = 2*1,2+0,4=2,8 м

bc>=(2-3)D=1,0…1,5м

Конструктивно принимаем ширину приемной камеры равной 2,8 м.

1.2 Отметки верха ж/б стен, кромки, порога входящего проёма, подошва фундаментной плиты

При заглублении до 8..12 м и строительстве открытым способом обычно отдают предпочтение прямоугольной в плане форме сооружения, как обеспечивающей наиболее удобную с позиций эксплуатации компоновку трубопроводов и оборудования. При большем заглублении переходят на цилиндрическую конструкцию подземной части, которая может быть усилена поперечной диафрагмой.

Привязка передней грани водоприемника выполняется относительно линии уреза воды в реке в меженный период.Верх сооружения должен возвышаться над максимальным уровнем (с учетом высоты волн) не менее чем на 0,15..0,25 м.

Заглубление кромки (верхней грани) под уровень воды должно быть таким, чтобы в них не попадал плавающий на поверхности сор.

Для предупреждения размыва грунта ниже подошвы фундаментной плиты ее отметка принимается для естественных оснований на глубину не менее 1,5..2,5 м от поверхности возможного размыва дна русла в паводок и вследствие стеснения живого сечения.

РАЗРЕЗ

hвх - высота входного проема секций приемной камеры; bC и hрc - соответственно ее ширина и рабочая (минимальная) глубина; bмз - ширина машинного зала в свету.

1 - коробчатая часть со стенами из монолитного железобетона t=0,25 м; 2 - передняя стена с входными проемами; 3 - кромка; 4 - входной проем: 5 - порог; 6 - разделительная стена; 7 - задняя стена; 8 - приемная камера (8а - ее рабочий объем): 9 - габариты насоса: 10 - машинный зал; 11 - фундаментная плита из монолитного железобетона t=0,5... 0,7 м.

1.3 Расположение берегового колодца в плане

При заглублении до 8..12 м и строительстве открытым способом обычно отдают предпочтение прямоугольной в плане форме сооружения, как обеспечивающей наиболее удобную с позиций эксплуатации компоновку трубопроводов и оборудования. При большем заглублении переходят на цилиндрическую конструкцию подземной части, которая может быть усилена поперечной диафрагмой.

Привязка передней грани водоприемника выполняется относительно линии уреза воды в реке в меженный период.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расположение сооружения:

1 - бровка берега;

2 - пойма;

3 - русло;

4 - урез воды в реке;

5 - контур водозабора.



2. Двухслойное грунтовое основание

В строительной практике свойства грунтов оснований оцениваются системой показателей, обусловленных содержанием отдельных фракций, плотностью минеральных частиц сs, и грунта с, естественной влажностью W(%) и пластичностью WL и Wp (%), данными фильтрационных, компрессионных и сдвиговых испытаний. Состояние грунта зависит от степени влажности Sr и его сопротивления при зондировании (песчаные толщи) или показателя текучести JL и сопротивления при зондировании (пылевато-глинистые отложения).

По группам признаков классификация грунтов включает таксономические единицы:

типы по гранулометрическому составу и числу пластичности;

виды по структуре и текстуре, степени неоднородности, пористости;

разновидности по физическим, механическим, химическим свойствам и состоянию.

В курсовом проекте за исходное принимается двухслойное основание, представленное песчаным грунтом, подстилаемым пылевато-глинистым пластом.

2.1 Песчаный грунт

Для установления вида наименования исследуемого грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц -- сначала крупнее 2 мм, затем 0,5 мм, далее 0,25 мм и 0,1 мм ([1] приложение 2). Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю.

Далее грансостав изображается на графике (Рис. 2.1), а необходимые расчеты удобно выполнять в табличной форме (таблица 2.1).

По графику на рисунке 2.1 устанавливаются значения величин характерных диаметров частиц песка (диаметры зерен, мм, меньше которых в данном грунте содержится по массе соответственно 95, 60, 50, 17, 10 и 5%).

Таблица 2.1 Установления вида наименования грунта

Гранулометрический состав (100%)	Содержание частиц
Фракции, мм	Содержание фракций по массе %	Размером d, мм	По массе, Пm,%
Более 2	4	Менее 2	96
2-1	7	Менее 1	89
1-0,5	15	Менее 0,5	74
0,5-0,25	29	Менее 0,25	45
0,25-0,1	25	Менее 0,1	20
0,1-0,05	15	Менее 0,05	5
0,05-0,01	5	Менее 0,01	0

Исходя из данных таблицы получаем песок средней крупности.

d95=2 мм;

d60=0,34 мм;

d50=0,27 мм;

d17=0,085 мм;

d10=0,651 мм;

d5=0,05 мм;

Показатель максимальной неоднородности Umax - мера неоднородности гранулометрического состава песка -- определяется по формуле:

4 < Umax < 20 => песок среднеоднородный.



Дополнительные характеристики - плотность высушенного грунта сd, пористость n и коэффициент пористости е, а также степень влажности Sr - находят по формулам:

По степени влажности Sr устанавливаем разновидность песчаного грунта:

0,5-0,8- песок влажный.

Собственный вес песчаного грунта определяется по формуле:

г=сg=1,81?9,81=17,76 кH/м3

Ниже уровня грунтовых вод WL частицы взвешиваются в воде и собственный вес взвешенного в воде песчаного грунта гsb, определяется зависимостью:

гsb=( гs- гw)(1-n)=(26,49-9,81)*(1-0,42)=9.67 кН/м3

гs =сs*g=2,70*9,81=26,49

гw= сw*g=1*9,81=9,81



2.2 Водопроницаемость песчаного грунта и критерии суффозионности песка

При отсутствии данных полевых и лабораторных исследований приближенное значение коэффициента фильтрации kф, может быть определено по формуле Ганзена:

kф = Са d210 (0, 7 + 0, 03 to)=750 •0,0652 (0,7+0,03•10)=3,16 м/сут

где Са - эмпирический коэффициент чистоты и однородности песков

Для однородных песков Са'= 1100…12000, а для повышенной неоднородности Са = 400…500. Промежуточное значение принимается по интерполяции:

Са = 0,5(Са + Са )

Для данного грунта: С'а =1050 и С'' 0 =450

Са =0,5(1050 +450)=750

Гранулометрический состав и структура исследуемого грунта могут претерпеть изменения вследствие перемещения фильтрационным потоком в порах его отдельных частиц вплоть до их выноса (т.е. суффозионных процессов). Различают внутреннюю (мелкие частицы перемещаются только внутри грунта) и внешнюю (вынос частиц из грунта на его поверхность) механическую суффозию. Если отрыв, перемещение и вынос фильтрационным потоком частиц происходит в таком количестве, при котором нарушается прочность грунта, то суффозия называется опасной. На контакте мелкозернистого и крупнозернистого песков под действием продольной фильтрации может происходить контактный размыв.

При оценке песчаного грунта как основания изучается возможность протекания в нем суффозионных процессов. С этой целью определяется диаметр фильтрационных пор (ходов) dф, по формуле:

где вs - коэффициент локальности суффозии, зависящий от неравномерности распределения частиц в грунте и определяемый по формуле:

вs=1+0,05?Us=1+0,05?5,23=1,26

Наибольший размер частиц, dc которые могут быть вынесены фильтрационным потоком из исследуемого грунта, определяется зависимостью:

Если dc окажется больше dmin = 0,01мм, то из него могут быть вынесены фильтрационным потоком частицы, крупность которых равна и меньше dc. В случае dc < dmin грунт следует считать несуффозионным.

dc > dmin - грунт -- суффозионный.



2.3 Глинистый грунт

Тип такого грунта устанавливают по числу пластичности Jp % ([1] приложение 3):

Jp=WL-Wp=32-10=22%

Т.к. Jp >17 - глина

Если в гранулометрическом составе содержится более 50% пылеватых частиц (0,05…0,005 мм), выделяются низкопористый и пористый виды ([1] приложение 3).

По показателю текучести JL (консистенции) выделяют разновидности исследуемого грунта ([1] приложение 3):

JL=(W-Wp)/(WL-Wp)=(17-10)/(32-10)=0,32

Т.к. 0,25 <JL <0,5 - глина тугопластичная.

e=0,795<0,8 - грунт низкопористый.

Собственный вес грунта определяется по формуле:

г=сg=18,8*9,81=18,44 кH/м3



2.4 Деформационные характеристики

Модуль общей деформации грунтов E0 определяется по данным компрессионных испытаний грунтов:

е1 - коэффициент пористости при давлении Р1, кПа равном природному в уровне подошвы FL;

ас - коэффициент сжимаемости:

е2 - коэффициент пористости при давлении Р2, кПа равном контактному, в - коэффициент определяемый по формуле:

н - коэффициент поперечного расширения (Пуассона) принимается равным для грунтов:

крупнообломочных - н = 0,27;

песков и супесей - н = 0,3;

суглинков - н = 0,35;

глин - н = 0,42;

При отсутствии данных испытаний значения величины Е0 принимают по табл. 1 и 2 приложения 1 СНиП 2.02.01.



Таблица 2

Давление Р, кПа	Коэффициент пористости е
	I пласт (песок крупный)	II пласт (супесь пластичная)
0	0,582	0,462
50	0,560	0,448
100	0,547	0,431
200	0,540	0,421
300	0,533	0,413

Компрессионные зависимости е=f(P)

еI1=0,560; еI2=0,536; еII1=0,448; еII2=0,417;



(песок)

(глина)

(песок)

(глина)

2.5 Прочностные характеристики

Показатели прочности -- угол внутреннего трения ц и удельное сцепление с, кПа, определяют по данным испытаний грунтов в приборах плоскостного сдвига.

При отсутствии опытных данных нормативные значения величин цn и cn принимают по табл. 1 и 2 приложения 1 СниП 2.02.01.

Песок средней крупности :

ц=32о

с=0 кПа.

Глина:

ц=16,5о

с=47 кПа.



3. Нагрузки и воздействия

3.1 Схема давлений и нагрузок

В зависимости от продолжительности действия различают постоянные, временные (длительные и кратковременные), а также особые нагрузки.

К постоянным нагрузкам проектируемого сооружения относятся:

Собственный вес конструкций и оборудования:

Fvg1 - фундаментной монолитной железобетонной плиты;

Fvg2 - передней стены (за вычетом объема проемов для входа воды);

Fvg3 - разделительной стены;

Fvg4 - задней стены;

Fvg5 и Fvg6 - обеих боковых стен;

Fvg7 - межсекционных перегородок;

Равнодействующие давления грунтов (с учетом взвешивания в воде песков):

Fha - активного (распор);

Fhp - пассивного (отпор);

К длительным нагрузкам относится вес насосных агрегатов FVHi, распределительных устройств и электрощитов, а также сороудерживающих решеток и вращающихся сеток.

К кратковременным нагрузкам относится горизонтальная нагрузка Fhq, вследствие давления подъемно-транспортного оборудования и складирования материалов на площади, прилегающей к задней стене сооружения (т. н. монтажная нагрузка, принимаемая равной 10 кН/м2).

3.2 Вертикальные нагрузки и их равнодействующая

Fvg1 - вес фундаментной монолитной железобетонной плиты;

Fvg2 - вес передней стены с учетом перекрытия;

Fvg3 - вес разделительной стены;

Fvg4 - вес задней стены;

Fvg5 и Fvg6 - вес обеих боковых стен;

Fvg7 - вес межсекционных перегородок;

Fн - вес насосов;



3.3 Горизонтальные нагрузки и их равнодействующая.

Горизонтальные уhа активное и уhаg активное от распределенной нагрузки и уhp пассивное давления грунта на заднюю и переднюю стены определяют по формулам:

где гsb - собственный вес взвешенного в воде песчаного грунта; ла и лр - коэффициенты активного и пассивного давления грунта:



Равнодействующие активного Fha и пассивного Fhp давления грунтов:

=18,44 0,31=5,72 кПа

Равнодействующая расположена на расстоянии 1/3 =8,4/3=2,8м от стены

Суммарная горизонтальная сила Fаh от активного давления определяется алгебраическим суммированием:

Fаh = F1 + F2

Fah=622+1243,4=1865,4 кН

Горизонтальная сила Fрh от пассивного давления равна:



Fрh=Fhp1=1433,6кН

Суммарный момент сил активного давления относительно отметки подошвы фундаментной плиты, запишем в виде:

Маh= Fqh1 lq1 + Fah2 la2

Суммарный момент сил пассивного давления относительно отметки подошвы фундаментной плиты, запишем в виде:

Мрh= Fрh1* lр1

3.4 Расчетная схема фундамента.

После установления положения относительно центра симметрии подошвы равнодействующей горизонтальных и вертикальных нагрузок строят параллелограмм сил. В результате определяем эксцентриситет приложения равнодействующей. Угол наклона к вертикали расчетной нагрузки на основание:

Смещение силы Fv под действием момента Mah:



Эксцентриситет eF равнодействующей внешних сил:

Тангенс угла отклонения д внешней силы F от вертикали:

Расчетная схема фундамента.



4. Расчет основания по несущей способности

4.1 Проверка устойчивости

Возможны следующие формы потери устойчивости: опрокидывание, плоский сдвиг по подошве, глубинный сдвиг с захватом грунта основания.

Опрокидывание возможно в случае, когда имеет место отрыв части подошвы фундамента от основания ( двузначная эпюра давления на грунт, когда равнодействующая проходит за пределами ядра сечения подошвы, при еF > 1/6*b.

еF = 0,57 м < опрокидывание отсутствует.

При условии tgд<sinц1 имеет место глубокий сдвиг.

tgд= tg13,75o =0,25<sinц1=sin32o=0,53

4.2 Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления Fvu основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии для фундамента с плоской подошвой определяют по формуле:

где b' ,l' соответственно приведенные ширина и длина фундамента, вычисляемые по формулам:

b'=b-2eF=11,27 -2 ·0,57=10,13 м



l'=l=14,53м

Ny, Nq, Nc - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по таблице 7 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения ц1 и угла наклона к вертикали д равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента;

г1 г'1 -- расчетные значения собственного веса грунтов, находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента, d - глубина заложения фундамента, м; расчетное значение удельного сцепления с1, КПа;

ог, оq, оc -- коэффициенты формы подошвы фундамента, определяемые по формулам:

Ny = 4,34

Nq = 10,95

Nc = 15,27

ог=1-0,25/з=1-0,25/1,29=0,87 оq=1+0,25/з=1+0,25/1,29=1,19

оc=1+0,25/з=1+0,25/1,29=1,19 з=l/b=14,53/11,27=1,29

Здесь l и b - соответственно длина и ширина подошвы фундамента, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки, равными приведенным значениям l/, и b'.

> 114,5 MН >7757,93кН



5. Расчет основания по деформациям

Цель -- ограничение абсолютных перемещений здания водозабора. Совместная деформация основания и сооружения характеризуется:

абсолютной осадкой основания S, м;

креном сооружения i;

горизонтальным перемещением фундамента u, м.

где -- предельные значения совместной деформации основания сооружения.

5.1 Контактное давление.

Среднее давление под подошвой фундамента:

не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле:

где гс1 и гс2 -- коэффициенты условий работы, принимаемые по СНиП 2.02.01-83;

k -- коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями, и 1,1, если приняты по таблицам;

Мг, Мq, Мс -- коэффициенты, принимаемые по СНиП 2.02.01-83;

kz -- коэффициент, принимаемый равным:

при b < 10 м kz=1;

при b ? 10 м kz=z0/b + 0,2 (здесь z0=8м);

-- удельный вес грунта ниже и выше подошвы фундаментной плиты.

Так как b>10 м, то кz=z0/b+0,2=8/11,27+0,2=0,9; z0=8 м.

В связи с внецентренностью приложения нагрузки проверяются условия:



Распределение контактного давления по подошве.

5.2 Абсолютная осадка фундамента

Осадка основания S, м, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства, определяется методом послойного суммирования по формуле:

где в -- безразмерный коэффициент, равный 0,8; -- среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i-том слое грунта, равное полусумме на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; -- толщина и модуль деформации i-го слоя грунта; n - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.

Расчет выполняется в последовательности:

На чертеже в масштабе М 1:100 (М 1:200) наносится поперечное сечение сооружения ниже дна, с указанием отметок FL и LL.

Слева от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы (точка О), строится эпюра давления уzg, от собственного веса с учетом взвешивания песка водой и положения литологической границы LL.

Дополнительное вертикальное давление ро непосредственно под подошвой фундамента определяется как разность между контактным давлением р и вертикальным напряжением уzg,o от собственного веса грунта на уровне отметки FL:

Для построения эпюры дополнительного давления уzp толща грунта ниже отметки FL разбивается на ряд слоев мощностью 0,2b. Значение величины уzp для любого сечения, расположенного на глубине z от подошвы, определяется по формуле:

где б -- коэффициент затухания давления, принимаемый по таблице 1 приложения 2 СНиП 2.02.01-83.

Расчеты удобно выполнять в табличной форме.

Эпюра уzp откладывается справа от оси в том же масштабе, что и уzg.

Устанавливается положение отметки ВС из условия :, для чего вправо от оси откладывается эпюра уzg, уменьшенная в 5 раз.

Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е < 5 МПа (5000 кПа) или такой слой залегает непосредственно ниже отметки FL, нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия zр = 0,1zg.

Устанавливается количество слоев n, шт., в пределах сжимаемой толщи Нсж.

Определяется значение величины осадки S методом послойного суммирования.

Таблица 5.1 Построение эпюры дополнительного давления

Относительная глубина	Глубина ниже отметки FL z, м	б	уzp, кПа
0	0	1	18,4
0,4	2,25	0,964	17,74
0,8	4,5	0,816	15,01
1,2	6,76	0,631	11,61
1,6	9,02	0,476	8,76
2	11,27	0,361	6,64

Согласно приложению 4 СНиП 2.02.01. - 83 Sи=8,8 см.

Условиевыполняется: 8,8см < 20 см



5.3 Крен сооружения

Крен фундамента ib при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле:

где ke=f (m=L/b, при 2Hсж/b)

коэффициент, принимаемый по таблице 5 приложения 2 СНиП 2.02.01. - 83; (m=1,3) Тогда по таблице 5 приложения 2 ke=0,16

v -- коэффициент поперечного расширения (Пуассона), v=0,3;

Согласно приложению 4 СНиП 2.02.01. - 83:

iu=0,004>ib=0,0003 условие выполняется.

5.4 Горизонтальное перемещение фундамента

Расчет горизонтального смещения и следует производить по формуле:

где Ф -- функция, определяемая из выражения:



Нs -- толщина сжимаемого слоя

Расчет предельного горизонтального смещения производится по формуле:

Условие выполняется: 0,036?0,15



6. Строительный котлован водозабора

6.1 Особенности строительства

Строительные площадки в поймах рек могут затапливаться поверхностными (паводковыми) водами, что усложняет условия производства работ при возведении сооружений. К числу особенностей в таких случаях можно отнести:

Необходимость защиты строительной площадки от затопления внешними водами с помощью перемычек.

Выполнение мероприятий по закреплению откосов перемычек, обеспечению устойчивости стен котлованов и устройству их ограждений.

Потребность в специальных средствах, технологиях и оборудовании.

Проведение работ по защите котлованов от грунтовых вод или отводу их за пределы застройки.

6.2 Назначение размеров выемки

До начала погружения стальных элементов в части русла со стороны берега устраивается искусственный полуостров, по которому впоследствии перемещается копровое устройство с вибропогружателем. Размеры котлована в плане в уровне его дна диктуются габаритами сооружения b x l с запасами, обеспечивающими возможность выполнения необходимых технологических операций во время строительства (рисунок 6.1.).



Размещено на http://www.allbest.ru/



6.3 Перемычки

Это временное сооружение для ограждения места постройки фундамента или подземной части конструкции от поверхностных вод. При возведении береговых водозаборов перемычки устраивают как со стороны русловой части, так и на пойме. В современном водохозяйственном строительстве применяют следующие их основные типы:

грунтовые;

однорядные шпунтовые с грунтовой обсыпкой;

двухрядные шпунтовые с грунтовой засыпкой;

из металлического или железобетонного шпунта.

На реках с песчаным руслом перемычки могут быть устроены средствами гидромеханизации из местного грунта, как на пойме, так и в русле. При скорости течения воды в русле до 0,5...0,7 м/с песок не уносится при отсыпке его непосредственно в воду, а в результате заиливания взвешенными в воде мелкими частицами его водопроницаемость снижается. Песчаные перемычки применяют при глубине воды в русле до 4 метров, а иногда - до 4...б метров с шириной поверху не менее 2...3 метров и крутизной откосов 3:1 - 5:1 (наружный) и 3:1 (внутренний).

6.4 Двухрядная шпунтовая перемычка с грунтовой засыпкой

Такие перемычки состоят из двух шпунтовых рядов, пространство между которыми заполняется грунтом. Их применяют для защиты котлована не только от поверхностных, но и грунтовых вод (рисунок VI-3).

Внутреннее ограждение служит одновременно для защиты от грунтовых вод и для закрепления стены котлована. Его погружают ниже литологической границы на глубину не менее 0.5... 1,5 м с проверкой устойчивости ряда, а также устойчивости основания в целом. Наружный шпунтовой ряд, служащий для удержания грунтовой засыпки и придания перемычке общей жесткости и устойчивости забивают ниже дна реки на глубину 1,5...2,5 м. Головы маячных свай шпунтовых рядов соединяют горизонтальными схватками, обеспечивающими совместную работу стен. Ширину перемычек назначают из конструктивных соображений:

Шпунтовые ряды такой перемычки рассчитывают по схемам, соответствующим разным стадиям ее сооружения, Внешняя стенка снаружи испытывает давление воды с равнодействующей:

Примем глубину заделки в грунт ниже дна котлована принимается в первом приближении равной 5 м и проверим из соотношения суммы моментов, опрокидывающих и удерживающих сил относительно точки О:

Коэффициенты бокового давления грунта:

- активного в точках 1,2,3,4=0,31 - активного в точках 5,6=0,56 - пассивного в точках 3,4=325; - пассивного в точках 4,6=1,87;

Принимаем в первом приближении hр=5м.



Равнодействующие активного Fha и пассивного Fhp давления грунтов:

Соотношение моментов Mah/Mph=10327/3587=2,9>0,83 имеем, условие не выполняется. Принимаем во втором приближении hр=7 м.

Равнодействующие активного Fha и пассивного Fhp давления грунтов:

Соотношение моментов Mah/Mph=18998/23316,7=0,81<0,83 имеем, условие выполняется.

Принимаем во втором приближении hр=8 м.

Равнодействующие активного Fha и пассивного Fhp давления грунтов:

Соотношение моментов Mah/Mph=27325/36520=0,7<0,83 имеем, условие выполняется.

График зависимостей Мsa=f /(hp) и Мrp=f //(hp)



Из графика получаем hp = 6,2 м. Тогда полная заделка определяется по уравнению:



7. Сечение шпунта

Глубину hs, положения опасного сечения определяем подбором(hs0,35 hш).

Принимаем в первом приближении hs=2,17м.

Используем профиль шпунта с W=2200 см3, тип “Ларсен”IV.



8. Элементы котлована

Разработке грунта выемки предшествует отсыпка в примыкающий к берегу части русла искусственного полуострова, с последующим устройством перемычек.

На пойменной части стройплощадки для защиты котлована от паводковых вод устраивают грунтовые перемычки. В песчаном основании между дневной поверхностью (отм. NL) и кровлей подстилающего пылевато-глинистого пласта (отм. LL) устраивают противофильтрационные преграды.Со стороны русла ограждающие конструкции могут быть представлены различными вариантами



9. Производство работ

Погружение и извлечение металлического или деревянного шпунта осуществляют с помощью специальных машин и оборудования:

Для погружения элементов с относительно небольшими лобовым сопротивлением и массой применяют высокочастотные вибрационный погружатель ВПП-6. Для жесткой связи вибровозбудителя с погружаемой шпунтиной служит наголовник. Более высокие значения статического момента дебалансов, малую частоту колебаний и большую массу имеют низкочастотный вибропогружатель В1-772. Вынуждающая сила у этих механизмов достигает сотен кН, а у В1-722-1250 и 1700 кН.

Свае- и шпунтовыдергиватели это специально сконструированные машины для извлечения забитого в грунт шпунта используем виброударный шпунтовыдергиватель Ш-2. Шпунтовыдергиватель Ш-2 создан на базе вибратора и предназначен для извлечения стальных шпунтин массой до 2 т и длиной до 20 м. При работе удары, направленные вверх, наносят корпусом вибратора о наковальню, расположенную на траверсе над корпусом. Шпунтовыдергиватель подвешивают к крану через пружинный амортизатор.



10. Устройство противофильтрационной завесы

Экраны в виде заполненных раствором полостей (из полостьобразующих свайных элементов).

Для устройства в песчаных грунтах используют инвентарные элементы различных сечений. Пустотелые сваи погружают в грунт с помощью машин ударного или вибрационного действия.

При использовании копрового агрегата вплотную друг к другу погружают несколько пустотелых свай. Затем первый элемент забивных свай извлекают из грунта с подачей в освобождающееся пространство цементно-глинистого раствора. Извлеченный элемент погружают вплотную к крайней свае первого блока. После этого поочередно извлекают с одновременным заполнением полости все последующие сваи первого блока. Так формируется первая плоская секция. После завершения работ на первой захватке процесс повторяется на следующей, и так продолжают до полного формирования ПФЭ.

В комплекс оборудования входят:

?копровый агрегат с молотом или вибропогружателем;

?инвентарная металлическая полая свая с приваренной трубкой с лобовым захватом и торцевым выступом(фиксаторы);

?растворомешалка для приготовления цементно-глинистой смеси;

?насос для подачи раствора в трубу.

10.1 Последовательность технологических операций при устройстве завесы

1) планировка стройплощадки и выноска оси ПДФ в натуру;

2) изготовление полостьобразующих свайных элементов (сортамент, фиксаторы, растворопадабщая трубка);

3) вибропогружатель, наголовник и свайный элемент жёстко соединить в единое целое;

4) поднять краном смонтированную конструкцию в вертикальное положение и установить на место;

5) включить вибропогружатель и погрузить первую сваю первого блока до проектной отметки;

6) демонтировать ВПП с первой сваи, закрепить его на вторую и установить на следующее место с соблюдением совмещения фиксаторов на торцевой и лобовой частях элементов;

7) выполнить операцию 5 для второй сваи;

8) операции 3-7 выполнить для всех свай первого блока;

9) демонтировать ВПП с последней сваи первого блока и закрепить его на первой;

10) подсоединить насос с трубкой подачи раствора;

11) включить ВПП и начать её извлечение из грунта с одновременной закачкой раствора в образующуюся при подъёме элемента полость;

12) освободившуюся конструкцию (ВПП + наголовник + свая) установить на меcто первой сваи следующей захватки;

13) повторить операции начиная с 3 для свай последующих захваток;

Литература

Баранов Н. Н. «Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа»--Методическое пособие для курсового проектирования по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов специальности Т. 19. 04. -- «Водохозяйственное строительство». Минск 2000 г.

Штоль Т. М. и др. «Технология возведения подземной части зданий и сооружений». «Стройиздат» 1990 г.

СНиП 2.02.01.-83* «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ».

Б.И. Далматов «Механика грунтов, основания и фундаменты», «СТРОЙИЗДАТ», г.Ленинград 1988 г..

Размещено на Allbest.ru

...