Фундамент мелкого заложения береговых опор типовой проект
Обновлено: 16.05.2024
Фундамент мелкого заложения береговых опор типовой проект
Дата введения 2011-05-20
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - ОАО "ЦНИИС"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г., N 7, 2011 г.
Опечатки внесены изготовителем базы данных.
ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. N 879/пр c 04.06.2017; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 11 ноября 2019 г. N 681/пр c 12.05.2020; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 29 декабря 2020 г. N 891/пр c 30.06.2021
Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017; М.: Стандартинформ, 2019
Введение
Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности людей в зданиях и сооружениях и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" и сводов правил системы противопожарной защиты.
Свод правил содержит нормы по проектированию новых реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту мостовых сооружений и труб под насыпями.
Работа выполнена авторским коллективом: ОАО "ЦНИИС" (д-р техн. наук А.А.Цернант; кандидаты техн. наук Ю.В.Новак, Ю.М.Егорушкин, Э.А.Балючик, В.Г.Гребенчук, А.Д.Соколов; д-р техн. наук А.С.Платонов; инженеры Ю.М.Жуков, Р.И.Рубинчик, А.В.Кручинкин) при участии: МАДИ (д-р техн. наук А.И.Васильев), ООО "НПП СК МОСТ" (канд. техн. наук И.Д.Сахарова), ООО "Союздорпроект" (инженер Ф.В.Винокур), ФГУП "РОСДОРНИИ" (д-р техн. наук В.И.Шестериков), ЗАО НПКТБ "Оптимизация" (д-р техн. наук М.Б.Краковский), ОАО "ВНИИЖТ" (канд. техн. наук А.А.Дорошкевич).
Изменение N 1 подготовлено: АО "ЦНИИС" (кандидаты техн. наук Ю.М.Егорушкин - ответственный исполнитель, Н.В.Илюшин, Ю.В.Новак, В.Г.Гребенчук, А.Д.Соколов; инженеры В.В.Одинцов, В.И.Звирь, Р.И.Рубинчик, Н.Ю.Новак, А.А.Гладков); ООО "ИЦ "МиТ" (инженер Ф.В.Винокур); "НПП СК МОСТ" (канд. техн. наук И.Д.Сахарова); ЗАО "Институт ИМИДИС" (д-р техн. наук А.И.Васильев, канд. техн. наук А.С.Бейвель); ОАО "Институт Гипростроймост" (инженер Э.М.Гитман); ЗАО "НИЦ "Мосты" (канд. техн. наук Э.А.Балючик); АО "ВНИИЖТ" (канд. техн. наук А.А.Дорошкевич).
Изменение N 2 к настоящему своду правил разработано авторским коллективом: "ЗАО "Институт "ИМИДИС" (канд. техн. наук А.С.Бейвель), ФГУП "ЦАГИ" (канд. техн. наук А.В.Панков), АО "НПО "Стеклопластик" (канд. техн. наук А.Ф.Косолапов), Союзкомпозит (С.Ю.Ветохин, А.В.Гералтовский), ОАО "Композит Сольюшен" (канд. техн. наук В.П.Полиновский).
Изменение N 3 подготовлено авторским коллективом АО "ЦНИИС" (канд. техн. наук Ю.М.Егорушкин, канд. техн. наук Ю.В.Новак, канд. техн. наук И.С.Сухов, канд. техн. наук А.А.Назаров, канд. техн. наук М.С.Наумов); ООО "ИЦ "МиТ" (Ф.В.Винокур); "НПП СК МОСТ" (канд. техн. наук ); МАДИ (д-р техн. наук А.И.Васильев); ООО "НИЦ "Мосты" (канд. техн. наук , А.А.Сергеев, В.С.Мыцик); ООО "Мастерская мостов" (канд. техн. наук Н.В.Илюшин, Н.Ю.Новак); ООО "ЦСП Мосты" (канд. техн. наук В.Г.Гребенчук).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование новых, реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту постоянных мостовых сооружений (далее - мостов) и труб:
на автомобильных дорогах, включая внутрихозяйственные дороги сельскохозяйственных и промышленных предприятий, на улицах и дорогах населенных пунктов;
на железных дорогах колеи 1520 мм при движении пассажирских поездов со скоростями до 200 км/ч, линиях метрополитена и трамвая;
на дорогах под совмещенное движение транспортных средств - автомобильных и поездов железных дорог, трамваев и метрополитена;
на пешеходных дорогах.
Данные нормы не распространяются на проектирование:
механизмов разводных пролетов мостов;
мостов и труб на автомобильных дорогах лесозаготовительных и лесохозяйственных организаций, не выходящих на сеть дорог общего пользования и к водным путям;
галерей, конструкций для пропуска селей, служебных эстакад;
коммуникационных мостов, не предназначенных для пропуска транспортных средств и пешеходов;
пешеходных мостов из алюминиевых сплавов, которые следует проектировать по СП 443.1325800.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на нормативные документы, приведенные в приложении А.
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем нормативном документе применены термины и соответствующие определения, приведенные в приложении Б.
4 Обозначения
Основные буквенные обозначения, принятые в настоящем документе, приведены в приложении В.
5 Основные положения
Общие указания
5.1 Мосты и трубы следует проектировать капитального типа. При проектировании новых, реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту мостов и труб следует:
выполнять требования по обеспечению надежности, долговечности сооружений, а также безопасности и плавности движения транспортных средств, безопасности для пешеходов и охране труда в процессе строительства и эксплуатации;
предусматривать возможность попадания маломобильных групп населения на тротуары и пешеходные мосты;
предусматривать безопасный пропуск расчетных (согласно таблице 5.3) паводков и ледохода на водотоках, а также на водных путях - выполнение требований судоходства и лесосплава;
принимать проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов, экономию топливных и энергетических ресурсов, снижение стоимости и трудоемкости строительства и эксплуатации;
стремиться к применению новых строительных материалов и технологий;
предусматривать использование деталей, изделий и материалов, отвечающих требованиям сводов правил;
учитывать перспективы развития транспортных средств и дорожной сети, реконструкции имеющихся и строительства новых подземных и наземных коммуникаций, благоустройства и планировки населенных пунктов, освоения земель в сельскохозяйственных целях;
предусматривать меры по охране окружающей среды (в том числе по предотвращению заболачивания, проявления термокарстовых, эрозионных, наледных и других опасных процессов), по поддержанию экологического равновесия и охране рыбных запасов;
предусматривать разработку технологических регламентов, необходимых для реализации принятых конструктивно-технологических решений.
Основные технические решения, принимаемые в проектной документации новых и реконструируемых мостов и труб, следует обосновывать путем сравнения технико-экономических показателей конкурентоспособных вариантов.
При отсутствии соответствующих указаний следует относить:
мосты для пропуска путей метрополитена - к железнодорожным мостам;
мосты, на которых расположены трамвайные пути, и пешеходные мосты - к городским мостам;
К городским мостам предъявляются требования, как к автодорожным.
5.2 Основания и фундаменты, опоры, пролетные строения, опорные части, элементы мостового полотна, эксплуатационные обустройства, а также водопропускные трубы должны удовлетворять требованиям проектной долговечности.
Минимальные проектные сроки службы и сроки до первого ремонта мостов и водопропускных труб приведены в приложении 6.
Срок службы несущих конструкций сооружения после реконструкции следует определять в техническом задании, но он не может быть меньше 25 лет.
Сроки службы при соответствующем технико-экономическом обосновании могут быть изменены в процессе эксплуатации в случаях:
- замены конструкций при кардинальном изменении архитектурно-планировочных решений в районе мостового перехода, связанных, в том числе, с возрастанием интенсивности движения транспортных средств и пешеходов;
- замены конструкций вследствие непредвиденных катастрофических повреждений и разрушений;
- выполнения мероприятий по усилению и защите несущих конструкций.
5.3 При реконструкции и капитальном ремонте мостов и труб следует учитывать их физическое состояние, грузоподъемность конструкций, продолжительность и режим эксплуатации сооружений после реконструкции и капитального ремонта.
При строительстве вторых путей следует учитывать конструктивные особенности и опыт эксплуатации сооружений на действующем пути.
При проектировании капитального ремонта требования настоящего свода правил не могут служить основанием для усиления или замены элементов конструкций, если их текущее состояние удовлетворяет требованиям норм, по которым они были запроектированы. В противном случае, когда усиление или замена элементов вызвана их неудовлетворительным состоянием либо окончанием срока службы, продлевать который нецелесообразно, при проектировании должны выполняться требования настоящего свода правил, но лишь в тех случаях, когда не происходит ухудшения работы остальных элементов подвергаемого ремонту сооружения. Отказ от соблюдения конкретных требований настоящего свода правил должен быть обоснован, в том числе проведением компенсационных мероприятий.
5.4. При проектировании новых, реконструкции и капитальном ремонте существующих пешеходных мостов могут применяться полимерные композитные материалы (далее - полимерные композиты), в том числе в пролетных строениях пешеходных мостов.
Допускается применение полимерных композитов в настилах (плитах) проезжей и прохожей части, пандусах, перилах, лестничных сходах, водоотводных лотках и вспомогательных устройствах пешеходных и автодорожных мостов, ограждающих конструкциях пешеходных мостов, а также безбалластных плитах железнодорожных мостов.
Водопропускные трубы из полимерных композитов по ГОСТ 33123 могут применяться на периодических и постоянных водотоках, а также при реконструкции всех типов труб.
При проектировании пешеходных мостов, а также при реконструкции и усилении мостов (кроме железнодорожных) допускается применять полимерно-композиционные материалы.
Фундамент опоры моста мелкого заложения
Методические указания Методические указания по расчету фундаментов промежуточных опор мелкого заложения
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Н.С. СОЛОМЕНЦЕВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ ФУНДАМЕНТОВ
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР
МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
МОСКВА 1994
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра мостов и транспортных тоннелей
Зав. Кафедрой
д-р техн. наук проф.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ФУНДАМЕНТОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
МОСКВА 1994
Настоящие методические указания содержат рекомендации и числовые примеры по проектированию фундаментов промежуточных опор мелкого заложения.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФУНДАМЕНТАХ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Промежуточные опоры на фундаментах мелкого заложения широко используются в мостостроении. Их закладывают на грунтах, обладающих достаточной несущей способностью и залегающих неглубоко от поверхности земли.
Не следует опирать фундаменты на просадочные и заторфованные грунты, а также на глины и суглинки с показателем текучести J > 0,6.
Характерной особенностью фундаментов мелкого заложения является передача нагрузок от надфундаментной части опоры только через подошву фундамента. Боковая поверхность в работе не участвует из-за невозможности, как правило, обеспечить засыпку пазух между боковыми поверхностями фундамента и котлована грунтом с плотностью равной природной.
Фундаменты мелкого заложения сооружают в открытых котлованах глубиной не более 6 м.
По конструкции фундаменты мелкого заложения могут быть жесткими, в нижней части которых не возникает растягивающих напряжений, или гибкими, в плитной части которых возникают деформации изгиба, что требует применения арматуры.
Глубину заложения фундаментов назначают в зависимости от инженерно-геологических условий и выбора несущего слоя грунта. При этом учитывают следующие требования о минимальных глубинах заложения подошвы фундамента:
при грунтах, подверженных морозному пучению (т.е. во всех случаях, кроме скальных, гравелистых и крупнообломочных грунтов) на 0,25 м ниже глубины промерзания;
при грунтах, подверженных размыву на 2,5 м ниже поверхности грунта после размыва;
при скальных грунтах на 0,25 м;
К недостаткам фундаментов мелкого заложения относят большой объем земляных работ, значительную потребность в ручном труде и серьезное нарушение окружающей среды.
2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОПОРЫ
К расчету фундамента приступают после назначения размеров опоры и определения усилий от всех нагрузок (вес пролетного строения, вес опоры, вес грунта на обрезах фундамента, временные вертикальные и горизонтальные нагрузки).
Прежде всего определяют размеры в уровне верха подферменной площадки из условия размещения опорных частей, передающих давление от пролетного строения на опору.
При назначении размера тела опоры непосредственно под подферменной площадкой (или ригелем) учитывают, что минимальный карнизный свес подферменника над телом опоры составляет 10 см.
Возможен также вариант облегченных опор с консольным ригелем (консоли по 2,0-2,5 м). При большой высоте опор верхнюю часть их до уровня высоких вод можно выполнять в виде столбчатой конструкции. Ригель в таких опорах чаще делают в плане прямоугольного очертания.
Об условиях назначения отметки подошвы фундамента изложено в п. 1.
Далее излагаются последовательность и необходимые расчеты предварительного назначения размеров промежуточной опоры.
Из рис. 1 видно, что для определения размеров подферменной площадки А и В необходимо рассчитать только размер плиты опорных частей В, все остальные размеры задают из конструктивных соображений:
для отвода воды попадающей на подферменную площадку, верхней ее поверхности придают уклоны, называемые сливами; сливы делают с уклоном не положе 1:10;
высоту подферменников (площадок, на которых располагаются нижние плиты опорных частей или просто опорные плиты в случае использования резиновых опорных частей) принимают равной высоте слива плюс 3-5 см;
Рис 1. Схема подферменной площадки
расстояние с от грани плиты опорной части до края подферменника принимают равным 15-20 см;
расстояние t от края подферменника до грани опоры назначают в зависимости от длины пролетного строения:
зазор между торцами пролетных строений можно принять равным 5-10 см;
расстояние от оси опирания балки пролетного строения до ее торца берут из проекта пролетного строения;
расстояние от края подферменной плиты до грани опоры принимают равным 10-15 см.
Тогда ширина подферменной плиты по фасаду моста равна
Размер подферменной плиты поперек моста для случая массивной опоры с закругленной подферменной плитой равен
Для случая облегченных опор размер ригеля прямоугольного очертания поперек моста равен
Размер плиты опорной части b × b вычисляют в зависимости от максимального значения давления балки R max и расчетного сопротивления бетона R b подферменника по формуле
Опорную реакцию в балке определяют путем загружения линии влияния опорного давления расчетными постоянными и временными нагрузками (рис. 2).
Рис. 2. Схема загружают линии влияния опорной реакции постоянной и временной нагрузками
Коэффициенты поперечной установки приближенно можно определить по методу внецентренного сжатия (рис. 3).
Рис. 3. Схема загружения временной нагрузкой линии влияния давления на крайнюю балку для определения коэффициентов поперечной установки по методу внецентренного сжатия
Динамический коэффициент для железобетонных балочных пролетных строений для нагрузки А- II равен
Динамический коэффициент для нагрузки НК-80 равен
1 + μ = 1,1 при λ >1,
Суммируя реакции от постоянных и наибольшей временной нагрузок, получаем максимальное значение опорной реакции.
На конкретном примере рассмотрим эскизное проектирование промежуточной опоры.
В = 10,00 + 2×0,4 + 2×1,0 + 2×0,2 = 13,2 м.
Компоновочная схема приведена на рис. 3.
Рассчитаем r max для балки длиною 24 м.
Вес покрытия проезжей части на 1 м 2 :
а) асфальтобетон толщиной 7 см, γ = 2,3 т/м 3 , γ f =1,5,
б) защитный слой из армированного бетона толщиной 4 см, γ =2,5 т/м 3 , γ f =1,3,
в) гидроизоляция толщиной 1 см, γ =1,5 т/м 3 , γ f = 1,3,
г) выравнивающий слой из бетона толщиной 3 см, γ =2,1 т/м 3 , γ f =1,3,
Суммируя веса отдельных слоев, получим g норм. = 3,39 кПа (0,339 тс/м 2 ) и g расч. = 4,74 кПа (0,474 т/м 2 ).
Нормативный вес балки длиною 24 м равен 38,0 тс.
Расчетное значение реакции от покрытия и собственного веса балки
Вычислим коэффициенты поперечной установки путем загружения временными нагрузками линии влияния давления для крайней балки, построенной по методу внецентренного сжатия.
Величины ординат линии влияния под осями крайних балок
Установка нагрузок показана на рис. 3.
Ординаты линии влияния под грузами определены из подобия треугольника.
Тогда получим следующие значения кпу:
кпу НК-80 = (0,376+0,193)/2 = 0,284;
кпу А-11 (тележки) = 0,313 + 0,114 = 0,427;
кпу A-11 (полосовая) = 0,313 + 0,60×0,114 = 0,381;
кпу толпы = (0,601+0,533) 1/2×1 = 0,576 (площадь л.в. под тротуаром).
Эквивалентная нагрузка для НК-80 для л.в. опорной реакции при l =24 м равна 6,17 тс/м (по табл. СНиП 2.05.03-84, с. 146).
Опорная реакция в балке от НК-80
Опорная реакция от A-11 и толпы (для тележки γ f =1,27, 1 + μ = 1,15).
R расч А-11+толпа = [11×(1+0,93)×1,27×0,427×1,15+1,1×11,7×1,2×1,15×0,38+
+0,352×11,7×1,2×0,576]×10 = 229,0 кН (22,9 тс).
Максимальное значение опорной реакции
Размеры плиты опорной части b × b при R b = 135 кгс/см 2 (для бетона В-25)
Определим размеры подферменной площадки А и В для принятого варианта облегченной опоры с ригелем прямоугольного очертания:
А = 0,10 + (0,30 + 0,10 + 0,15 + 0,10)×2 = 1,7 м.
В = 10,5 + 0,20 + 0,15×2 + 0,5×2 = 12,2 м.
В результате получим следующие эскизные размеры опоры (рис. 4).
Рис. 4 Схема промежуточной опоры
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОПОРУ
3.1. Вес опоры
Вес тела определяют по чертежу, составленному по предварительно назначенным размерам. Тело опоры и фундамент разбивают на простейшие геометрические фигуры и вычисляют их объемы. Вес опоры получают путем умножения объема на объемный вес кладки. Для бетонной кладки γ =2,4 т/м 3 , для железобетонной γ =2,5 т/м 3 .
При вычислении нормативного веса кладки с учетом гидростатического давления воды объемный вес принимается равным γвзв. = γ + 1.
3.2. Вес грунта
Вес грунта, расположенного на обрезах фундамента, вычисляют так же, как и вес кладки опоры, принимая объемный вес грунта γгp = 1,8 т/м 3 .
Объемный вес грунта, расположенного ниже уровня воды, с учетом гидростатического давления определяют по формуле
3.3. Вес покрытия проезжей части и пролетного строения
Вертикальные опорные давления от этих нагрузок прикладываются по оси опорных частей. Вес балок берется из проекта пролетных строений или вычисляется по геометрическим объемам.
Вес покрытия проезжей части можно вычислять по следующим значениям:
g норм покр. = 3,39 кПа (0,339 тс/м 2 );
g расч покр. = 4,74 кПа (0,474 тс/м 2 );
3.4. Вертикальные усилия от временных нагрузок
Нормативные опорные вертикальные давления от нагрузки АК, толпы и НК-80 (или НГ-60) вычисляют путем загружения линий влияния опорных реакций (см. рис. 2), рассматривая при этом для разрезных пролетных строений загружения левого пролета, правого пролета и обоих пролетов вместе.
Для расчетов выбирают максимальное значение опорной реакции от временной нагрузки
(либо АК+толпа, либо НК-80 (НГ-60).
Для малых и средних мостов на дорогах IV и V категорий и на внутрихозяйственных дорогах принимают К равным 8 и гусеничную нагрузку НГ-60.
3.5. Тормозная сила
Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения принимают равной 50% равномерно распределенной части нагрузки АК, но не менее 0,8 К тс и не более 2,5 К тс.
При многополосном движении сила торможения принимается со всех полос одного направления. Причем нагрузку с одной полосы принимают с коэффициентом S =1,0, а с остальных полос с коэффициентом S = 0,6.
Тормозная сила передается опорам через неподвижные опорные части и прикладывается по центру опорных частей.
Тормозная сила действует горизонтально вдоль продольной оси моста в обоих направлениях. Продольное усилие от сил трения в установленных на той же опоре подвижных опорных частях не учитывается.
3.6. Силы трения
Нормативные сопротивления от сил трения в подвижных опорных частях действуют горизонтально вдоль продольной оси моста при температурных деформациях пролетного строения.
Силы трения приложены в опорных частях. Величина их равна
При подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали и для других видов опорных частей расчеты ведут по п. 2.28 СНиП 2.05.03-84.
Силы трения учитывают только при расчете подферменной площадки; расчет остальных сечений опоры на силы трения производится только в случае опирания опоры на скальные основания.
3.7. Ветровая нагрузка
Нормативная интенсивность горизонтальной поперечной ветровой нагрузки для типовых конструкций составляет 180 кгс/м 2 .
Нормативную горизонтальную поперечную ветровую нагрузку, действующую на элементы моста, следует принимать равной произведению соответствующей нормативной интенсивности ветровой нагрузки на рабочую ветровую поверхность элементов моста.
Рабочая ветровая поверхность стальных ферм с треугольной или раскосной решеткой принимается в размере 20% площади, ограниченной контурами фермы.
Для мостов с балочными пролетными строениями горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки передается на опоры в уровне центра опорных частей.
3.8. Навал судов
Нормативную нагрузку от навала судов на опоры мостов принимают в виде сосредоточенной силы в зависимости от класса внутреннего водного пути по табл. 1.
Курсовая работа: Проектирование фундамента под промежуточную опору моста
Курсовой проект по проектированию фундамента под мостовую опору. Проект включает разработку фундамента и обеспечение устойчивости основания. Для рассмотрения принимаются два вида фундаментов мелкого и глубокого заложения. Из них нужно выбрать один по технико-экономическим показателям. Район строительства город Вологда. В задании представлена схема моста, фасад опоры и сечение по обрезу фундамента, план рельефа местности, физические свойства грунтов, геологические разрезы по данным полевых визуальных определений.
1. Общая часть
Фундаментом называют подземную часть здания, предназначенную для передачи нагрузки от веса сооружения на основание. Плоскость фундамента, опирающаяся на основание, называют подошвой. Поверхность фундамента, на которую опирается надземная часть конструкции и границы между уступами фундамента, называют обрезом. Слой грунта , на который опирается подошва, называют несущим слоем, остальные слои подстилающими. Расстояние от поверхности земли до подошвы называют глубиной заложения фундамента. Объем грунта, деформирующийся под действием внешней нагрузки, это рабочая зона основания. Глубина рабочей зоны основания называют мощностью сжимаемой толщи. По способу передачи давления от сооружения на грунты оснований различают три категории фундаментов: фундаменты в открытых котлованах (передают давление на основание по подошве), фундаменты глубокого заложения, формируются или погружаются в грунт с помощью специальных установок, они передают давление как по подошве так и за счет трения по боковой поверхности, свайные фундаменты по способу передачи нагрузки на грунт основания и методам производства работ, при их устройстве занимают промежуточное положение между выше упомянутыми фундаментами. В настоящее время все шире применяют фундаменты, возводимые в вытрамбованных котлованах, они наиболее экономичны.
Конструктивные решения фундаментов зависят от условий залегания, свойств грунтов, строительной площадки, поэтому геологические, гидрологические и топографические условия местности строительства являются первыми и наиболее важным этапом проектирования зданий и сооружений. В большинстве случаев проектирование выполняется по типовым проектам.
2. Оценка строительных свойств грунта
Физические характеристики грунта
WР -влажность на границе раскатывания
WL - влажность на границе текучести
IР IL - показатель пластичности и текучести
Таблица 1 - Физические свойства грунта
Основные свойства грунта
Классификация по ГОСТ 25.100-95
Песок средней крупности, средней плотности
3. Определение размеров фундамента мелкого заложения
3.1 Минимальная глубина заложения фундамента
3.2 Определение минимальных размеров фундамента
Необходимо устройство песчаной подушки
Расчетное сопротивление грунта основания
3.3 Расчет по деформациям
R>Р на 0,46% в пределах 5%
3.4 Проверка несущей способности фундамента
Определение осадки фундамента мелкого заложения
-осадка
9,5<10,1 см неравенство выполняется осадка в пределах допустимого значения.
3.5 Проверка устойчивости при внецентренной нагрузке
Определить максимальное и минимальное краевое давление под фундаментом
Максимальное краевое давление под подошвой фундамента превышает нагрузку необходимо укрепление фундамента.
Минимальное краевое давление под подошвой фундамента соответствует норме.
3.6 Проверка фундамента на крен
Е- модуль упругости i-того слоя на который опирается фундамент
4. Расчет свайного фундамента
4.1 Определение несущей способности сваи
Принимаю длину сваи 14,6 м, высота ростверка рассчитывается по глубине промерзания грунта, но не глубже 1,6 м. свая заходит в ростверк снизу на высоту 2а
Приняты забивные сваи.
4.2 Определение количества свай с учетом коэффициента надежности
4.3 Расчет свайного поля
Сваи на свайном поле должны быть расположены так, чтобы от края плиты ростверка до сваи было расстояние не менее 0,5а, а в свету (между сваями) 3-4а. а=0,35 м.
Размеры плиты ростверка а=7,2м, b=2,2м., h=1,6м. (см. ватман)
4.4 Расчет свайного фундамента как фундамента глубокого заложения
Определение приведенных размеров
Определение осадки свайного фундамента
4.5 Экономическое сравнение вариантов фундаментов
Фундамент мелкого заложения
1 планировка территории
1 планировка территории
2 разработка котлована, м 3
2 разработка котлована под ростверк, м 3
3 подсыпка песка под фундамент
3 Укрепление стен котлована откосами, м 2
4 закрепление стен котлована шпунтовым креплением,м 2
4 забивка свай дизель-молотом,
5 установка опалубки, м 2
5 установка опалубки под ростверк, м 2
6 установка монолитного ж.б.
Фундамента с последующим уплотнением бетона, м 3
Заливка монолитного ж.б. ростверка, м 3
7 боковая гидроизоляция обмазочная битумом, м 2
7 обмазочная битумная гидроизоляция ростверка, м 2
8 засыпка котлована грунтом, м 3
8 засыпка грунтом котлована с ростверком, м 3
9 стоимость свай
5. Технология производства работ при устройстве фундамента мелкого заложения
5.1 Устройство котлована
При устройстве фундаментов мелкого заложения на естественном основании на местности, не покрытой водой, выполняют следующие виды работ: разбивочные, крепление стен котлована и его осушение, разработку и транспортировку грунта, подготовку основания и укладку фундамента. К заключительным работам относят: разборку ограждений, засыпку пазух грунтом, планировку местности, устройство отмостки и т.п. Способ производства земляных работ в котловане нужно выбирать с учетом конструкции крепления стен котлована, земляные работы должны вестись так чтобы не была нарушена естественная структура грунта основания. Грунт основания может нарушится при использовании землеройных машин, большой производительной мощности. Для предотвращения этого оставляется слой неразработанного грунта от 5 до 30 см. в зависимости от типа рабочего оборудования экскаватора и вместимости ковша. В процессе работ котлован необходимо предохранять от затопления атмосферными осадками. Большие объемы грунта вблизи края котлована могут вызвать обрушение откосов или креплений котлована если они не были рассчитаны на такие нагрузки. На месте следует оставлять грунт предназначенный только для засыпки пазух. При производстве работ зимой не допустимо промораживание основания, сложенного из пучинистых грунтов. После разработки котлована на проектную глубину его состояние должна освидетельствовать комиссия и составить акт о приемке. Разрабатывать грунт котлована и возводить фундамент нужно в сжатые сроки, не оставляя открытый на проектную глубину котлован на продолжительное время. Чем больше будет промежуток между окончанием земляных работ и началом бетонирования, тем сильнее разрушится грунт основания и откосы котлована.
Увеличивать сроки выполнения работ в котлованах, дно которых расположено ниже горизонта воды, нецелесообразно, так как при этом значительно возрастает стоимость водопонижения. Перед бетонированием фундамента прежде необходимо подготовить его основание. Дно котлована планируют, разжиженные слои глинистых грунтов удаляют.
После возведения фундамента пазухи между ним и стенами котлована заполняют грунтом, укладываемым послойно с тромбованием. Оставленные на продолжительное время открытые пазухи могут стать причиной увлажнения грунта поверхностными водами и уменьшения его несущей способности. Перед обратной засыпкой разбирают крепления стен котлована.
5.2 Устройство водоотлива
Расчет количества воды поступающей в котлован
Q – количество воды поступающей в котлован
q – удельный фильтрационный приток воды
кф – коэффициент фильтрации грунта
L – периметр котлована в плане, м.
к – коэффициент запаса равный 1,2
Водоотлив, осуществляемый непосредственно из котлована, называют открытым. Для водоотлива применяют насосы, пригодные для откачивания загрязненной воды с примесью грунтовых частиц. Работы по водоотливу можно разбить на две стадии в первой стадии начального осушения уровень воды в котловане постепенно понижается на требуемую глубину. Во второй стадии работ поддерживают пониженный уровень воды на заданной глубине на период бетонирования фундамента и в течение времени необходимого для схватывания бетона.
Водоотлив должен опережать земляные работы с тем чтобы дно котлована оставалось сухим и в особенности на последнем этапе земляных работ, когда глубина котлована приближается к проектной. В противном случае дно котлована сложенного мелкозернистыми и пылеватыми песками и супесями, может разрыхлится фильтрационной водой. Слой воды над глинистыми грунтами и направленная вверх фильтрация могут привести к разжижению грунтов и дополнительному их набуханию. Работы по открытому водоотливу нужно вести особенно тщательно и с откачкой воды из приямков – зумпфов. По достижении проектных отметок дна котлована, стенки зумпфов нужно ограждать. Вокруг стен приямков и на их дне устраивают дренирующую обсыпку из крупнозернистого песка, что препятствует выносу грунтовых частиц.
В мелкозернистых грунтах для предупреждения вымывания подвижных пылеватых частиц иногда устраивают дренирующую обсыпку вокруг приямков и на их дне по принципу обратного фильтра из нескольких слоев дренирующего грунта, укладывая более крупные частицы грунта ближе к стенкам. Открытый водоотлив является простым и дешевым способом, но имеет и недостатки.
6. Техника безопасности при производстве работ
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 используемой литературы
1. Строительные конструкции. Основания и фундаменты: Ягупов Б.А. Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 671 с.
2. Техника безопасности и противопожарная техника на дорожном строительстве. Мыльников П.В., Егозов В.П. М.: издательство “Транспорт”, 1969, 240 с.
3. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) /НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат, 1986. 415 с.
§1. Фундаменты мелкого заложения
К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.
ФМЗ
ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.
Рис 10.1. Схема фундамента мелкого заложения:
1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента.
- ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:
монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.
сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.
- По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:
отдельно стоящие фундаменты:
под колонну (опору);
под стены (при малых нагрузках)
выполняются под протяженные конструкции (стены);
выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.
сплошные (плитные) фундаменты
Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.
Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).
Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:
а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.
- ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:
каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)
в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.
Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.
Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.
Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.
Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).
1.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения
1.2. А. Отдельные фундаменты
Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
- Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.
Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:
а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.
- Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.
Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну:
а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.
- Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней - кратной 150 мм.
- При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).
- В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
- с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.
Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:
1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 - фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.
Читайте также: