Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МИИТ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ФИЛИАЛ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Основания и фундаменты»

на тему: «Расчет и конструирование фундамента под промежуточную опору моста»

Выполнил: студент 4 го курса:

Сидорова Е.И.

Проверил:

Емельянов С.Н.

Нижний Новгород 2014г.

Содержание

1. Исходные данные

1.1 Исходные данные по нагрузкам

1.2 Исходные данные по грунтам

2. Инженерно-геологические условия района строительства

3. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1 Определение глубины заложения фундамента с предварительной оценкой минимальной глубины заложения по условию размыва (при наличии водотока) или промерзания (на суходоле)

3.2 Определение площади подошвы и размеров уступов фундамента

3.3 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента

3.4 Проверка напряжений под подошвой фундамента

3.5 Расчет на устойчивость положения фундамента

3.6 Расчет осадки фундамента на естественном основании

3.7 Определение положения равнодействующей

3.8 Расчет крена фундамента и горизонтального смещения верха опоры

4. Проектирование свайного фундамента

4.1 Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка

4.2 Длина и поперечное сечение свай

4.3 Определение расчетной несущей способности сваи

4.4 Определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка

4.5 Проверочный расчет свайного фундамента по несущей способности (по первому предельному состоянию)

4.6 Расчет свайного фундамента

5. Технология сооружения фундамента и техника безопасности

5.1 Основные положения

5.2 Устройство крепления

5.3 Разработка котлована

5.4 Погружение свай

5.5 Устройство ростверка

5.6 Техника безопасности

6. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента

Список используемой литературы

строительство фундамент свая

1. Исходные данные

1.1 Исходные данные по нагрузкам

Номер геологического разреза №9

Расчетный пролет lp = 33,0 (м)

Высота опоры h0 = 6,6 (м)

Вес опоры P0 = 4,40 (мН)

Вес пролетных строений Рп = 1 (мН)

Сила воздействия от временной

вертикальной подвижной нагрузки Рк = 4,8 (мН)

Горизонтальная тормозная сила Т = 0,48 (мН)

Коэффициент надежности временной

подвижной нагрузки = 1,14

Коэффициент для расчета глубины

промерзания грунта Мt = 48

1.2 Исходные данные по грунтам

Таблица 1

Номер слоя	1	2	3	4
Глубина подошвы слоя от поверхности, м	1,0	8,2	11,6	Не установлена
Мощность слоя, м	1,0	7,2	3,4
Абсолютная отметка подошвы слоя, м	141,6	134,4	131,0
Уровень подземных вод WL, м	141,7
Наименование грунта	Растительный грунт	Песок крупный	Суглинок	Глина
Удельный вес твердых частиц грунта , кН/м3	-	26,5	26,8	27,6
Удельный вес грунта , кН/м3	12,4	19,7	20,1	19,8
Природная влажность w	-	0,23	0,20	0,23
Граница текучести WL	-	-	0,31	0,41
Граница раскатывания	-	-	0,18	0,20
Удельное сцепление С, кПа	-	1	32	54
Угол внутреннего трения , град.	-	40	25	19
Модуль деформации Е, МПа	-	31	25	26

2. Инженерно-геологические условия района строительства

1. породы

2. условия обводнения

3. рельеф

4. геологические процессы

5. физические свойства

2.1 Определение наименования и состояния грунтов основания

Таблица 2 Сводная таблица физико-механических свойств грунта

Показатели	Обозначения	Номер геологических слоев	Формула для расчета
		1	2	3	4
Удельный вес твердых частиц грунта			26,5	26,8	27,6	Из издания
Удельный вес грунта (нормальное значение)		12,4	19,7	20,1	19,8	То же
Влажность грунта	w, доли единицы		0,23	0,20	0,23	-«-
Удельный вес скелета грунта			16,02	16,75	16,1
Коэффициент пористости	е		0,65	0,6	0,71
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии			10	10,5	10,3
Степень влажности	, доли единицы		0,94	0,89	0,89
Граница раскатывания	, доли единицы			0,18	0,2	Из издания
Граница текучести	, доли единицы			0,31	0,41	То же
Число пластичности	, доли единицы			0,13	0,21
Показатель текучести	, доли единицы			0,15	0,14
Нормативные значения:
Модуль деформации	Е, МПа		31	25	26	Из издания
Угол внутреннего трения	, град/С, МПа		40	25	19	То же
Сцепление	С , кПа , кПа		1 350	32 300	54 300	По табл. 2.2 и 2.3
Наименование грунта:
песочного по е, , Ї песок крупный средней плотности, насыщенный водой
глинистого по , , Ї суглинок полутвердый

3. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании

3.1 Определение глубины заложения фундамента с предварительной оценкой минимальной глубины заложения по условию размыва (при наличии водотока) или промерзания (на суходоле)

Глубину заложения фундаментов следует определять с учетом:

- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения; - величины и характеристики нагрузок, воздействующих на основание; - инженерно-геологических условий площадки строительства; - гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружений; - глубины сезонного промерзания грунтов.

Глубина промерзания - 1,4 м

Минимальная глубина фундамента должна быть:

1,4+0,25(запас)=1,75 м

Определим нормативную глубину промерзания, если она менее 2,5 м по формуле:

,

где d0 - глубина промерзания для песков мелких и пылеватых - 30 см

Мф - коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе - 38.

м

При строительстве на суходоле минимальная глубина заложения подошвы фундамента определяется по формуле:

dmin=df+0,25

dmin=1,59+0,25=1,84 м

3.2 Определение площади подошвы и размеров уступов фундамента

Размеры обреза фундамента в плане принимают больше размеров надфундаментной части опоры на величину обреза с=0,2 м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ.

Минимальная площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

Аmin=(b0+2c)(l0+2c),

где b0 и l0 - ширина и длина надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента (b0=2,6 м; l0=9,8 м).

Минимальные размеры:

bmin=2,6+2с=2,6+2*0,2=3,0 м

lmin=9,8+2с=9,8+2*0,2=10,2 м

Аmin=3,0*10,2=30,6 м

Максимальную площадь подошвы фундамента при заданной его высоте hф определяют исходя из нормированного условия обеспечения жесткости фундамента.

hф= 6,0 м

Максимальные размеры:

bmax=b0+1,16hф=2,6+1,16*6,0=9,56 м

lmax=l0+1,16hф=9,8+1,16*6,0=16,76 м

Аmax=9,56 *16,76 =160,22 м

3.3 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента

Расчетное сопротивление нескального грунта под подошвой фундамента определяют по формуле:

R=1,7{R0[1+k1(b-2)]+k2гl1m(d-3)},

где R0 - условное сопротивление грунта, МПа;

b - ширина подошвы фундамента, м;

d - глубина заложения фундамента, м, принимается не менее 3 м от поверхности грунта;

г1m - осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета взвешивающего действия воды, кН/м, допускается принимать г1m=0,02мН/м;

k1, k2 - коэффициенты (для песка крупного k1=0,10 м, k2=3,0).

Rmin=1,7{0,35[1+0,10*(3-2)]+3*0,02(6,25-3)}=0,99 МПа

Для окончательного определения размеров подошвы фундамента необходимо выполнить ряд дополнительных условий:

где N'p1 - расчетная вертикальная сила по обрезу фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах), мН;

R - расчетное сопротивление грунта основания, МПа;

гср - средний удельный вес кладки фундамента грунта на его уступах, принять 0,02 мН/м;

гf - коэффициент надежности временной подвижной нагрузки;

з - коэффициент, приближенно учитывающий действие момента, з=1,2;

Так как Атр<Amin=30,6 м2 , то за конечный результат принимаем площадь фундамента:

А=30,6 м2; b=3 м, l=10,2 м, d=6,25 м, hф=6,8 м

3.4 Проверка напряжений под подошвой фундамента

Расчет необходим для определения средних (Рm), максимальных (Pmax) и минимальных (Pmin) напряжений (давлений) на основание по подошве фундамента и сравнения их с расчетным сопротивлением грунта.

Pm?R; Pmin?0

1)

- условие выполнено

2)



Pmax=0,79?0,74

Т.к. условие не выполняется, берем:

А=51 м

b=51/10,2=5 м

lм

=0,381?0,947 - условие выполнено

Pmax=0,614?0,95 - условие выполнено

3) Pmin=Pm-0,233=0,381-0,233=0,148?0 - условие выполнено

А=51 м2; b=3 м, l=10,2 м, d=6,25 м, hф=6,8 м

3.5 Расчет на устойчивость положения фундамента

Расчет на устойчивость фундамента обычно производят для устоев мостов и в случаях, когда равнодействующая сил по подошве фундамента выходит за пределы ядра сечения.

Расчет на устойчивость против опрокидывания производят по формуле:

,

где Мu - определяется по формуле:

мН*м

Мz - предельный удерживающий момент, определяется по формуле:

,

где 0,8 - коэффициент перегрузки, уменьшающий воздействие сопротивляющихся опрокидыванию сил;

мН*м

Расчет на устойчивость против сдвига производится по формуле:

,

где гс - коэффициент условий работы; для фундаментов на нескальных основаниях принимаем - 0,9; гn =1 - коэффициент надежности по назначению сооружения. Qф - расчетная сдвигающая сила:

Qф=1,1T=1,1*0,66=0,73

Qz - предельная удерживающая сила:

Qz=м[0,9(P0+Pn+гfPk+A*hф*гср)]=0,4[0,9*(4,4+1,49+1,13*6,6+51*6,0*0,02)]=7,01

где м - коэффициент трения, принимаем равным - 0,40 для песков.

0,104?0,9 - условие выполнено.

3.6 Расчет осадки фундамента на естественном основании

Определим напряжение в подошве фундамента:

уzpo=Pm-гd

уzpo=310-19,7*5=211,5 кПа,

где уzpo - вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента;

Pm - среднее давление на грунт от нормативных постоянных нагрузок;

г - удельный вес грунта.

Определим границы сжимаемой толщи:

а) построим график изменения напряжений от собственного веса грунта:

уz=гh

уz1= граст*h1=12,4*1=12,4 кПа

уz2= гпеска*h2+ уz1=19,7*7,2+12,4=154,24 кПа

уz3= г3*h3+ уz2=20,1*3,4+154,24=222,58 кПа

уz4= г4*h4+ уz3=19,8*2+222,58=262,18 кПа

б) построим график напряжений от нагрузки в подошве фундамента:

уzp=б*уzpo

Разбиваем активные зоны Д на элементарные слои:

hi?0,4b - однородный грунт

уzp=б(о;?)Р b=4,9 м h?0,4b=1,961

Таблица 3

Z	о=h*z/b	б	?	уzp=б*уzpo
0	0	1,000	2,08	211,5
4	1,63	0,595	2,08	125,8
10	4,08	0,195	2,08	41,24
14	5,71	0,109	2,08	22,95

Определим сжатие элементарного слоя Si:

Таблица 4

h, м	о= h*z/b	? =l/b	б	уzp= уzp0*б
1,9	0,77	2,08	0,871	184,2
3,0	1,22	2,08	0,728	153,97
4,95	2,02	2,08	0,484	102,37
6,50	2,65	2,08	0,326	69,05
8,40	3,43	2,08	0,251	53,09
9,00	3,67	2,08	0,2295	48,54

Определяем общую осадку:

?Sобщ=1+0,5+0,8+0,4+0,36+0,09=3,15 см

Определим предельно допустимую осадку сооружения по формуле:

?S?Su3,15?8,6 - условие выполняется.

3.7 Определение положения равнодействующей

Для промежуточных опор мостов с фундаментами мелкого заложения на нескольких грунтах положение равнодействующей при дополнительных сочетаниях нормативных нагрузок должно удовлетворять условию:

,

где - эксцентриситет равнодействующей относительно центра тяжести подошвы фундамента;

r - радиус ядра сечения подошвы фундамента, r=l/b, где

l и b - длина и ширина подошвы фундамента.

Момент МII определим по формуле:

МII=Т(ho+1,1+hcp)=0,48*(6,6+1,1+4,8)=6

Нагрузку NII определим по формуле:

NII=Po+Pn+Pf+Pg+Pm=4,4+1+(4,8*0,02*50)=10,2

=0,59?r=2,08 - условие выполняется.

3.8 Расчет крена фундамента и горизонтального смещения верха опоры

Крен прямоугольного фундамента вдоль его поперечной оси определяют по формуле:

i,

где v - коэффициент Пуассона;

ЕII - модуль деформации грунта, основания;

МII - опрокидывающий момент от нормативных нагрузок;

b - ширина подошвы фундамента;

Km - коэффициент, принимаемый равным 1;

Ke - коэффициент, принимаемый по табл. 5 прил.2

Горизонтальное смешение верха опоры:

Sr=io* ,

где - расстояние от подошвы до верха опоры, см

=ho+hф+110=660+480+110=1250 см=12,5 м

Sr=0,00033*1250=0,413 см=0,00413 м

Полученное смещение не должно превышать предельной величины:

,

где lp - длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м.

Sr?Snp

0,00413?2,87 - условие выполнено.

4. Проектирование свайного фундамента

4.1 Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка

На суходоле и в водотоке при глубине воды менее 3 м следует проектировать свайные фундаменты с низким ростверком. Плита, объединяющая группу свай в единую конструкцию, называется ростверком. Обрез низкого ростверка располагается так же, как обрез фундамента мелкого заложения на естественном основании.

Примем в наших расчетах, что мы имеем дело с непучинистыми грунтами. Это значит, что подошва свайного ростверка может находиться на любой глубине. Мы берем за hсв.р.=2,0 м.

4.2 Длина и поперечное сечение свай

Сваи типа СН а=40 см

lр=9 м

4.3 Определение расчетной несущей способности сваи

При небольших горизонтальных нагрузках и низких ростверках сваи, как правило, размещаются вертикально.

Расчетное сопротивление сваи по грунту определяют по формуле

Fd=R*A+u?fihi,

где А - площадь поперечного сечения сваи, м;

R - расчетное сопротивление грунта под нижнем концом сваи, по таблице R=6,12 ;

U - наружный периметр сваи;

fi - расчетное сопротивление i - слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, МПа;

hi - толщина i - слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м.

А=0,36 м

Fd=6,12*0,36+1,6*(0,048*2+0,056*2+0,060*2+0,064*2+0,064*1) =1,62 МПа

Z0=11,25 м - глубина погружения сваи от поверхности земли

Z1=3,25 м; Z2=5,25 м; Z3=7,25 м; Z4=9,25 м; Z5=10,75 м;

4.4 Определение числа свай, их размещение и уточнение размеров ростверка

Определяется расчетная нагрузка, допустимая на сваю по формуле:

,

где гk - коэффициент надежности.

Количество свай определяется по формуле:

принимаем n=18 свай

где {1,1(Р0+Рп+Amin*hсв.р.*0,02)} - расчетная нагрузка, передаваемая на сваю;

з - коэффициент, приближенно учитывающий перегрузку отдельных свай от действующего момента.

4.5 Проверочный расчет свайного фундамента по несущей способности (по первому предельному состоянию).

Обычно проверяют расчетную нагрузку на крайнюю сваю со стороны наибольшего сжимающего напряжения.

При этом распределение вертикальных нагрузок между сваями фундаментов определяют расчетом их как рамной конструкции.

Проверяем фактическое усилие в свае по формуле:

Fфакт?F

1,59?1,16 - условие не выполняется

Так как условие не выполняется, то увеличиваем количество сваи до 27 по 9 в каждом ряду:

При n=27

?1,16 - условие выполнено

4.6 Расчет свайного фундамента, как условного массивного

Проверка свайного фундамента по формулам:

Первое условие:

- условие соблюдается.

Второе условие:



0,412?1,01 - условие соблюдается.

5. Технология сооружения фундамента и техника безопасности

5.1 Основные положения

Независимо от типа свай и оболочек, за исключением набивных и буровых, фундаменты сооружают по общей технологической схеме, состоящей из изготовления несущих элементов, погружения их в грунт и устройства плиты. При возведении фундаментов из набивных и буровых свай отпадают работы, связанные с погружением, поскольку их изготавливают в грунте.

Работы по сооружению фундаментов начинают с разметки (закрепления) на местности контура котлована и положения в плане несущих элементов. Затем погружают в грунт до проектной отметки сваи, срезают их верхнюю часть на проектной отметки, устанавливают арматуру и опалубку плиты и бетонируют её.

Практика строительства фундаментов показывает, что около половины затрат стоимости и труда связано с работами по устройству или погружению несущих элементов в грунт. Поэтому технология сооружения фундамента, по существу, определяется этим видом работ, оказывающим решающее влияние на способ и последовательность устройства крепления и разработки котлована, необходимость применения и конструкцию подмостей для установки на них и перемещения сваепогружающего оборудования, выбор типа крана для обслуживания всех операций и т. п.

Сваи погружают в грунт преимущественно при помощи молотов и вибраторов; значительно реже практикуют задавливание, установку в предварительно пробуренные скважины и другие методы.

Обычно для сокращения сроков строительства и повышения степени использования технологического оборудования (копров, молотов, вибропогружателей, кранов и т. п.) при минимальном его количестве работы одновременно производят на нескольких фундаментах:

на первом - бетонируют плиту;

на втором - погружают сваи;

на третьем - разрабатывают котлован.

5.2 Устройство крепления

Котлованы в шпунтовом ограждении устраивают: на открытых водотоках; на местности, не покрытой водой в неустойчивых и водоносных грунтах и в стесненных условиях возведения опор вблизи действующих транспортных или других сооружений.

Для шпунтовых ограждений в качестве материала используется дерево или прокатный металл специального профиля.

Ограждения из деревянного шпунта применяют при глубине погружения его в грунт до 4-6 м при отсутствии в грунте включений, препятствующих погружению шпунта.

Шпунт следует изготовлять из леса хвойных пород не ниже 2-го сорта, При длине шпунта не более 3 м допускается применение шпунта из лиственных пород (берёзы, осины).

Наилучшая форма гребня и паза шпунта - прямоугольная. Гребень треугольной формы применяют при толщине шпунта не более 8 см.

Для удобства погружения деревянный шпунт сплачивают в пакеты из двух-трёх шпунтин, скрепляемых скобами впотай через 100-150 см, а по концам -через 50 ем. Скобы (диаметр 14-16 мм) забивают в шпунт под углом 45 градусов попеременно в противоположных направлениях.

Головы шпунтин срезают перпендикулярно их продольной оси и объединяют бугелем прямоугольной формы, а концы заостряют на правильный клин длиной от одной (для тяжёлых грунтов) до трёх (для лёгких грунтов) толщин шпунта. Грань клина заострения со стороны гребня скашивают для обеспечения плотного прижатия забиваемого пакета к ранее забитому. Забивку шпунта всегда ведут гребнем вперёд.

Направляющие для забивки шпунта рекомендуется прикреплять к маячным сваям, размещаемым снаружи шпунтовой стенки, через 2-3 м по её длине и к одной из узловых шпунтовых свай, забиваемой одновременно с маячными. Остальные угловые шпунтовые сваи погружают по ходу забивки ограждения.

Внутренние направляющие прикрепляют к маячным сваям через деревянные прокладки, удаляемые по мере забивки шпунта. Перед снятием прокладки направляющие прикрепляют к ближайшей забитой шпунтовой свае.

Шпунт погружают в грунт сваебойными молотами или с помощью вибропогружателей.

5.3 Разработка котлована

Разрабатывать грунт в котлованах, устраивать в них фундаменты и засыпать пазухи грунтом нужно без нарушения несущей способности грунта основания и в предельно сжатые сроки.

При выполнении работ зимой необходимо принимать меры против промерзания грунта в основании.

В зависимости от гидрогеологических условий грунт в котлованах разрабатывают механическим или гидромеханическим способом. Разработка грунта в котлованах ручным способом допускается как исключение на работах с весьма небольшим объёмом, а также при зачистке дна котлована перед кладкой фундамента.

Для разработки грунта в котлованах используют одноковшовые экскаваторы, которые открывают котлован с недобором до проектной отметки 30 см, и скреперы, бульдозеры и многоковшовые экскаваторы с недобором не менее 10 см. Окончательную зачистку дна котлована выполняют ручным способом перед кладкой фундамента.

При разработке котлована в скальных грунтах после удаления разрушенного слоя подошву котлована необходимо освидетельствовать отстукиванием и, удалив каменную мелочь, промыть сильной струёй воды, а в холодное время продуть сжатым воздухом.

5.4 Погружение свай

Для удержания в заданном положении, в пространстве свай в процессе их погружения в грунт применяют направляющие устройства. К таким устройствам относят копры, направляющие стрелы, подвешиваемые к кранам разных конструкций, каркасы и кондукторы.

Копер представляет собой сборно-разборную конструкцию, состоящую из направляющей стрелы подкосов и рамы, на которую установлены приводные лебёдки, предназначенные для подъёма и установки на место сваи, молота или вибропогружателя. В копрах простейшей конструкции направляющая стрела закреплена неподвижно. В более совершенных стрелу можно наклонять назад, вперёд и в стороны, обеспечивая тем самым возможность погружения свай в наклонном положении.

Применяемые строительными организациями копры являются узкоспециализированным оборудованием, предназначенным для погружения свай. При небольшом количестве свай или в случае отсутствия копров для погружения свай могут быть использованы направляющие стрелы, навешиваемые на кран.

Направляющий каркас представляет собой плоскую или пространственную жёсткую неизменяемую конструкцию с ячейками для установки в них свай. Расположение направляющих ячеек в плане каркаса соответствует размещению свай в фундаменте. В зависимости от количества свай, их размеров и требуемой точности расположения в плане применяют деревянные и стальные каркасы.

На суше и на водоёмах глубиной до 5 м сваи в заданном положении удерживают при помощи копров и направляющих стрел, подвешиваемых к кранам. На водотоках глубиной свыше 5 м для фиксирования свай, как правило, используют направляющие каркасы различных конструкций.

После установки и закрепления в проектном положении направляющего каркаса или кондуктора приступают к работам, непосредственно связанным с погружением в грунт свай.

Забивка свай молотами.

Сущность этого способа заключается в осаживании в грунт погружаемого элемента - сваи воздействием ударов, производимых молотами. Способом забивки в отечественной практике фундаментостроения погружают в разные грунты сваи диаметром до 1 м на глубину до 30 м, а иногда и больше.

В настоящее время применяют подвесные, паровоздушные и дизельные молоты.

Погружение свай прекращают после заглубления их низа в грунт до проектной отметки при условии, что величина погружения сваи от одного улара молота на последнем этапе забивки (именуемая отказом) будет равна или меньше полученной расчётом (расчётного отказа), который вычисляют в зависимости от заданной нагрузки на сваю.

В период забивки свай ведут журнал, в котором отмечают технические характеристики применяемого молота, фактическую глубину забивки и величину (в мм) полученного отказа для каждой сваи.

Вибропогружение.

Этот способ широко применяют при строительстве мостов и портовых сооружений для заглубления в нескальные грунты свай и шпунта. Для погружения железобетонных свай и шпунта используют низкочастотные вибропогружатели, совершающие до 800 колеб/мин, а для стальных свай и шпунта применяют высокочастотные вибропогружатели, имеющие более 1000 колеб/мин.

Характерной особенностью вибропогружателей является их возможность погружать в грунты элементы, вес которых в 5-10 раз превышает вес погружающего механизма. Для молотов это соотношение находится примерно в диапазоне 0,8 - 1.

Применение подмыва при погружении свай.

Подмыв (размыв) грунта под торцом и вдоль боковой поверхности погружаемых свай производят для облегчения их заглубления в грунт. В результате воздействия подмыва часто сопротивление грунта уменьшается настолько, что свая погружается только под действием собственного веса.

Подмыв является вспомогательным средством, существенно облегчающим погружение свай в песчаные, песчано-гравелистые и слабые связные грунты. В плотных связных грунтах подмыв малоэффективен.

Для подачи воды в зону размыва грунта используют стальные трубы внутренним диаметром от 37 до 131 мм, которые располагают вдоль погружаемой сваи внутри её или снаружи.

Подмыв грунта значительно снижает их несущую способность. Поэтому подачу воды в подмывные трубы прекращают в момент, когда низ свай ещё недопогружен на 1 -2 м до проектной отметки, и дальнейшее их заглубление при отключенном подмыве.

5.5 Устройство ростверка

К сооружению плиты монолитной конструкции приступают после завершения работ по заглублению или устройству в грунте несущих элементов фундамента. В случае применения плиты сборной конструкции отдельные её части устанавливают в проектное положение до начала погружения свай, если такие элементы используют в качестве направляющих устройств.

Независимо от положения по отношению к поверхности воды и грунта плиту сооружают по общей технологической схеме в следующей очерёдности выполнения основных работ:

ограждают котлован для производства по бетонированию плиты насухо;

удаляют из котлована грунт (при устройстве заглубленной плиты);

укладывают при необходимости водозащитную подушку на дно котлована;

откачивают воду из котлована;

срезают верхнюю часть свай, если это предусмотрено проектом;

устанавливают арматуру и опалубку плиты;

бетонируют плиту;

разбирают ограждение котлована.

В зависимости от конструкции плиты (сборная, монолитная), свойств грунтов и т. п. работы по устройству ограждения котлована и удалению из него грунта можно выполнять как до начала, так и после погружения несущих элементов фундамента.

Производство работ по сооружению заглублённой и незаглублённой в грунт плиты имеет различие только в методах устройства и конструкции ограждения котлованов. Остальные работы для фундаментов обоих типов выполняют одними и теми же приемами и оборудованием.

Следует отметить, что заглублённые в грунт плиты сооружают с использованием таких же конструкций ограждений котлованов и методов их устройства, какие применяют при возведении фундаментов мелкого заложения.

Для устройства ограждений котлованов плит, возвышающихся над дном водотока, используют бездонные ящики, шпунт, перемычки разных конструкций, а также железобетонные элементы фундаментов. Ограждения из деревянных элементов применяют в тех случаях, когда это допустимо по условиям прочности и устойчивости. Стальные перемычки и шпунт используют, как правило, в качестве инвентаря строительной организации. Железобетонные ограждения, являющиеся составной частью плиты, применяют при экономической целесообразности такого конструктивного решения.

Распорные крепления деревянных и стальных ограждений проектируют таким образом, чтобы они одновременно являлись бы и направляющими устройствами для погружаемых свай.

5.6 Техника безопасности

Сложность условий производства работ при сооружении фундаментов, опасности, связанные с нарушением технологии таких работ, использование современных землеройных, сваебойных и других машин предъявляют повышенные требования к соблюдению правил техники безопасности в фундаментостроении.

Необходимо иметь ввиду, что к работам, связанным со строительством фундаментов, могут допускаться только лица, изучившие и сдавшие экзамены по специальным разделам техники безопасности. Знание правил должно проверяться специальными комиссиями не реже одного раза в год.

Следует учитывать, что безопасность работ прежде всего зависит от выполнения обоснованных расчетами требований прочности, устойчивости формы и положения и надёжности в работе элементов основных и вспомогательных конструкций, а также используемого оборудования (копров, кранов, плавучих средств и др.).

Начинать организацию работ и подготовку рабочих мест при всех способах работ необходимо с устройства ограждений, защитных приспособлений и других мероприятий, гарантирующих безопасность работающих.

При всех условиях грузоподъёмное и такелажное оборудование должно отвечать требованиям Гостехнадзора, а котлы, воздухосборники и трубопроводы - требованиям Котлонадзора.

Основные положения и требования техники безопасности в конкретных условиях строительства должны быть отражены в проекте организации строительства фундаментов.

При сооружении фундаментов в акваториях все суда, плавучие крапы и другие плавучие средства должны иметь свидетельства, подтверждающие их водоизмещения и устойчивость.

Использование льда в качестве основания для перемещения грузов должно подтверждаться расчётом.

Перед выполнением любых земляных работ (разработка котлованов, погружение свай, опускание колодцев, бурение скважин и др.) необходимо убедиться в отсутствии коммуникаций на участках разработок (электрокабелей, газопроводов, водопровода и пр.) или принять меры к их сохранению и безопасности производства работ (отключить энергию или воду, обеспечит аккуратность раскопок и подвешивание коммуникаций и др.)

При всех способах работах опасные для людей участки должны быть огорожены и оборудованы предупредительными сигналами.

Прочность и надёжность ограждений и креплений котлованов должны быть рассчитаны и проверяться в процессе работ.

Краны и копры и другое оборудование нельзя располагать ближе границы призмы обрушения, если это не предусматривается проектом и не подтверждено расчётом.

Строповку блоков фундаментов при установке их кранами следует выполнять при помощи монтажных петель или специальных траверс и строповочных устройств, проверенных расчётом. Поднимать и опускать блоки без рывков, причём в начале подъёма необходимо убеждаться в надёжности строповки.

Особое внимание должно быть уделено устойчивости положения башенных и других самоходных кранов, а также прочности подкрановых путей. Монтажные работы ночью допускаются только при хорошем искусственном освещении.

При взрывных работах в котлованах необходимо выполнять специальные требования.

Особое внимание при свайных работах должно быть уделено обеспечению прочности и устойчивости копров, кранов, направляющих каркасов, а также надёжному закреплению молотов и вибропогружателей. Нельзя находиться под подвешенными агрегатами. Во время перерывов в работе сваебойные агрегаты должны быть опущены и установлены на настил.

Не разрешается передвигать или поворачивать копер при подвешенном молоте. Нельзя подтягивать сваи копровым тросом к копру по горизонтали на расстояния больше 6 м.

6. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента

Таблица 5 Ведомость объемов основных работ и стоимости вариантов фундаментов

Наименование работ и формула подсчета объемов работ	Объем работ	Стоимость, руб.
	Единица измерения	Количество	Единичная	Общая
Вариант №1. Фундамент на естественном основании.
Механизированная разработка котлована с водоотливом		293,7	20	5873,92
Ограждение из деревянного шпунта		34,9	64	2234,88
Бетонная кладка монолитного фундамента		109,2	320	34944
Итого				43052,8
Всего бетонной кладки		109,2

Таблица 6

Наименование работ и формула подсчета объемов работ	Объем работ	Стоимость, руб.
	Единица измерения	Количество	Единичная	Общая
Вариант №1. Свайный фундамент.
Механизированная разработка котлована с водоотливом		46,33	20	926,64
Ограждение из деревянного шпунта		30	64	1 920
Сваи железобетонные, при забивке с плавсредств		57,6	880	50 688
Бетонная кладка монолитного фундамента		96,53	320	30 888
Итого				84 422,64
Всего бетонной кладки		96,53

Таблица 7

Показатели	Единица измерения	Номер варианта
		1	2
Строительная стоимость	руб.	43052,8	84 422,64
Объем бетонной кладки		109,2	96,53

Заключение

На основании проведенного технико-экономического сравнения, по стоимости на 51% более экономичным получился первый вариант фундамента.

Окончательно принимаем фундамент мелкого заложения на естественном основании.

Список использованной литературы

1. «Основания и фундаменты» рабочая программа и задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов IV курса. 2002 г.

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

3. Г. П. Соловьев «Основания и фундаменты транспортных сооружений»1996 г.

4. Справочник проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения » под ред. Б. А. Сорочана 1985 г.

5. СНиП 2.02.01-83 Основания здания и сооружения М.., 1996

Размещено на Allbest.ru

...