Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Водопропускные трубы являются наиболее распространенным видом искусственных сооружений на дорогах. В среднем на каждые 1,35 км дороги приходится водопропускная труба.

Целью курсовой работы является приобретение студентами практических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования основания и фундамента круглой сборной железобетонной водопропускной трубы под насыпью автомобильной дороги в районах сезонного промерзания грунтов.

Сущность курсовой работы состоит в привязке типового проектного решения сборного железобетонного фундамента трубы к заданным грунтово-гидрологическим условиям, заведомо требующим повышения прочности и устойчивости природного основания. При этом из известных способов создания искусственных оснований предлагается рассмотреть вариант замены слабого грунта природного основания на грунтовую подушку.



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Варианты исходных данных приведены в табл. 1 и 2 и пояснены на рис.1. в табл.1 указаны варианты отметок слоёв геолого-литологического разреза по оси трубы. За нулевую отметку принята отметка лотка трубы по оси насыпи. основание фундамент железобетонный труба

В каждом варианте задания основание трехслойное. Мощность третьего слоя следует считать неограниченной. Физические и механические характеристики грунтов основания приведены в табл.2.

Район строительства, категория дороги, высота насыпи, уклон лотка трубы и диаметр трубы приведены в бланке, прилагаемом к заданию.

Грунты основания условно следует считать двухфазными со степенью влажности Sr = 1. Отметка уровня воды (УВ) в трубе условно принимается по верху её внутреннего диаметра.

Таблица 1 - Отметки слоёв грунтового основания

№ варианта	Дневная поверхность грунта, м	Подошва первого слоя грунта, м	Подошва второго слоя грунта, м
8	0,00	-1,9	-5,7

Район строительства: г. Омск;

уклон лотка трубы: i = 0,02;

категория дороги: III;

отверстие круглой трубы: 1,5 м;

высота насыпи: 7,5 м.



Таблица 2 - Физические и механические характеристики грунтов основания

№ варианта	№ слоя основания	Вид грунта	Плотность частиц грунта s, т/м3	Природная влажность W	Влажность на границе раскатывания WP	Влажность на границе текучести WL	Модуль деформации E, МПа	Угол внутреннего трения I, град	Удельное сцепление сI, кПа
5	1 2 3	Суглинок Песок Глина	2,69 2,71 2,73	0,22 0,26 0,25	0,14 - 0,24	0,28 - 0,50	7,0 18,0 18,0	16 30 16	18 - 36



2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТА

2.1 Оценка грунтов основания

По исходным физическим характеристикам грунтов основания (табл.2) рассчитываются их производные характеристики.

Для глинистого грунта вычисляют:

- коэффициент пористости

, (1)

где - плотность воды, принимаемая равной 1 т/м³;

- плотность грунта, т/м³,

; (2)

- удельный вес грунта, кН/м³,

, (3)

где g= 9,81 м/с² -ускорение свободного падения;

- удельный вес частиц грунта, кН/м³,

; (4)

- плотность грунта во взвешенном состоянии, т/м³,



; (5)

- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м³,

(6)

- число пластичности

; (7)

- показатель текучести

. (8)

На основании ГОСТ 25100 [2] по найденному значению J_p уточняют разновидность глинистого грунта (супесь, суглинок, глина) (табл.П.1.1), а по

значению J_L - его консистенцию (табл. П.1.2).

Для песчаного грунта вычисляют: коэффициент пористости е по выражению (1); плотность грунта по выражению (2); удельный вес грунта по выражению (3); удельный вес частиц грунта _s по выражению (4); удельный вес грунта во взвешенном состоянии _в по выражению (6).

Разновидность песков по степени плотности устанавливается в зависимости от его коэффициента пористости е по ГОСТ 25100 .

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.



Таблица 3 - Физические характеристики грунтов основания

№ слоя основания	Коэффициент пористости е	Плотность грунта , т/м3	Удельный вес грунта , кН/м3	Удельный вес частиц грунта s, кН/м3	Плотность грунта во взвешенном состоянии в, т/м3	Удельный вес грунта во взвешенном состоянии в, кН/м3	Число пластичности Jp	Показатель текучести JL	Разновидность грунта
1	0,59	2,06	20,21	26,39	1,06	10,40	14	0,57	Суглинок мягкопластичный
2	0,70	2,01	19,72	26,59	1	9,81	-	-	песок средней крупности
3	0,68	2,03	19,91	26,78	1,03	10,10	25	0	глина полутвердая

2.2 Конструирование трубы

Для выбора конструктивных элементов трубы в соответствии с табл.П.8.1 назначают номера блоков. По табл.П.8.2-П.8.4 назначают геометрические размеры звеньев, лекальных блоков фундамента, портальных стенок, откосных крыльев. Объём и масса выбранных элементов трубы приведены в табл.П.8.5. Параметры выбранных типовых конструкций элементов трубы необходимо свести в табл.4.

Таблица 4 - Параметры элементов трубы

Лекальный блок фундамента под цилиндрическое звено	Цилиндрическое звено
Номер лекального блока	lлб, см	bлб , см	Объём 1м блока Vлб м3	Номер цилиндрического звена	lзв, см	do, см	зв, см	Объём 1м звена V зв м3
9	150	160	0,86	17 а	150	150	16	1,26
Лекальный блок фундамента под коническое оголовочное звено	Коническое оголовочное звено
Номер лекального блока	lлбОГ, см	bлбОГ, см	Объём 1м блока VлбОГ м3	Номер оголовочного звена	lОГ, см	DОГ, см	ОГ, см	Объём 1м звена V ОГ м3
26	132	178	0,87	29	132	180	14	1,04
Откосные крылья
Номер откосного крыла	lок , см	bок ,см	Рок ,см	mок ,см	Объём 1м откосного крыла V ок м3
41ПЛ	322	272	311	141	2,16

Исходя из заданных категории дороги, высоты насыпи и диаметра трубы, определяют её длину L_тр.

Минимальная длина трубы l_тр рассчитывается по формуле

l_тр = B+2(H_н - d_о - )m , (9)

где B - ширина земляного полотна, м, принимаемая по СНиП 2.05.02-85 [5] в зависимости от категории дороги (прил.5) В = 12 м.;

H_н - высота насыпи, равная 7,5 м;

d₀ - отверстие трубы, равный 1,5 м;

- толщина стенки, равная 0,16 м (табл.4);

m - коэффициент заложения откоса, назначаемый по СНиП 2.05.02-85 [5] (прил.6), m = 1,5.

Тогда: l_тр = 12 + 2*1,5*(7,5 - 1,5 - 0,16) = 29,52 м.

Длину средней части трубы lтр_ср с учетом выбранных конструктивных элементов (табл. 4) и стыковых омоноличиваемых швов, исходя из условия lтр_ср lтр_min :

lтр_ср=nl_зв+2l_ОГ+(n_ш·h_ш), (10)

где n - количество звеньев средней части трубы;

l_зв - длина звена средней части трубы, м;

l_ОГ - длина конического звена входного оголовка = 1,32 м;

n_ш - количество стыковых омоноличиваемых швов,

включая звенья конических оголовков;

h_ш - толщина стыковочного омоноличиваемого шва равная 0,01 м.

Тогда: lтр_ср=20*1+2*1,32+(0,01*21)=32,85м,

Полная длина трубы Lтр определяется по формуле

Lтр = lтр_ср+b_пс+2l_ок cos, (11)

где b_пс- ширина портальной стенки - 0,35 м; l_ок - длина откосного крыла, м; - угол растекания =45°.

Тогда: Lтр = 32,85+2*0,35+2*3,22*0,707=37,75м.

Укрепление подводящего и отводящего русел - важнейший конструктивный элемент водопропускной трубы. Для территории II - V дорожно-климатических зон рекомендуется пять типов конструкции укрепления русел. Тип укрепления русла назначают с учетом скорости протекания воды и допускаемых скоростей потока.

Отметка обреза фундамента водопропускных труб назначается ниже отметки дневной поверхности грунта на 0,20 м.



2.3 Оценка несущей способности и сжимаемости грунтов основания

Несущая способность грунтов основания оценивается послойно сверху вниз (см. рис.1).

Рис. 1 - Схема к оценке несущей способности и сжимаемости грунтов основания насыпи

Для первого слоя грунта значение R определяют на глубине d₁ = 3 м, если d₁ <3 м; при d₁ >3 м d₁ принимается равным расстоянию от середины насыпи (H_н/2) до середины первого слоя грунта основания, а для второго и третьего слоев грунта соответственно на уровне их кровли (d₂, d₃).

Для каждого i-го слоя грунта основания (нескального) определяют расчетное сопротивление осевому сжатию R согласно СНиП 2.05.03:

R_i =1,7{R_oi [1+k₁ (b_лб - 2)]+k₂(d_i-3)} (12)

где R₀ - условное сопротивление грунта, кПа, принимаемое по прил. 2 и 3 в зависимости от вида грунта и его физических характеристик (табл.3);

k₁ и k₂ - коэффициенты, принимаемые по прил.4;

d_i - глубина, м, на которой определяется R_i, принимаемая от середины высоты насыпи (см.рис.1);

- средний удельный вес слоев грунта, без учета взвешивающего действия воды принимается равным 19,62 кН/м³;

b_лб - ширина подошвы лекального блока, м (табл.4).

Грунты, у которых R₀ не нормируется, относятся к слабым. Они, как правило, не могут служить естественными основаниями фундаментов. В этом случае необходимо для улучшения основания проводить такие мероприятия, как замена грунта, улучшение его физико-механических свойств.

d₁=4,6м; R₀₁ =112,7 кПа; k₁₁= 0,02 м^-1; k₂₁= 1,5 м^-1;

d₂=5,65 м; R₀₂ =245 кПа; k₁₂= 0,1 м^-1; k₂₂= 3,0 м^-1;

d₃=9,45 м; R₀₃ =450,8 кПа; k₁₃= 0,04 м^-1; k₂₃= 2,0 м^-1;

Таким образом:

На основе анализа полученных значений R_i можно сделать вывод, что несущая способность грунтов с глубиной увеличивается, максимальной несущей способностью обладает третий слой грунта - глина полутвердая; самый слабый слой грунта - 1 слой - суглинок мягкопластичный.

2.4 Определение нагрузок, действующих на основание фундамента трубы

Согласно СНиП 2.05.03, параметры фундамента мелкого заложения устанавливаются расчетами по первой группе предельных состояний на основе сочетания расчетных (постоянных и временных) нагрузок.

К постоянным нагрузкам относятся: давление от веса насыпи, собственный вес конструкции трубы и гидростатическое давление.

К временной нагрузке - давление от подвижной нагрузки.



2.4.1 Определение расчетного вертикального давления на звенья трубы от постоянных нагрузок веса насыпи [4]

Рис.2 Схема к определению расчетного вертикального давления на звенья трубы от постоянных нагрузок

1. Расчетное вертикальное давление грунта на звенья трубы, кПа,

, (13)

где _f = 1,1 - коэффициент надежности по нагрузке;

p - нормативное вертикальное давление, кПа.

Нормативное вертикальное давление грунта от веса насыпи на звенья трубы определяют по формуле 4, кПа,

p_v=c_v·н·h_н , (14)

где h_н - высота засыпки от верха дорожного покрытия до верха звена, м;

_н - удельный вес грунта насыпи, кН/м³, принимаемый 17,7кН/м³;

с_v - коэффициент вертикального давления грунта, определяемый для железобетонных звеньев трубы по формуле

(15)

Здесь:

. (16)

_n - нормативный угол внутреннего трения грунта засыпки трубы, равный 30 град;

d - внешний диаметр звена водопропускной трубы, м;

а - расстояние от основания насыпи до верха звена трубы, м;

S - коэффициент, принимаемый равным 1,0;

_п- коэффициент нормативного бокового давления грунта для звеньев трубы, определяемый по формуле

(17)

,



но т.к В_о (4,44) > h_н /d (3,21), то следует принимать В_о=3,21;

2. Нагрузка от веса 1 п.м звена трубы, кН,

=V_зв·_b·_f, (18)

где: V_зв - объём 1п.м звена, м³ (см. табл.4);

_b - удельный вес железобетона (24 кН/м³);

_f - коэффициент надежности по нагрузке (_f =1).

3. Нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента, кН,

=V_лб·b·_f, (19)

где Vлб - объём лекального блока, м³ (см.табл.4).

4. Погонная нагрузка от гидростатического давления, кН (см. рис. 2),

_f, (20)

где d_о - внутренний диаметр трубы, м;

_w - удельный вес воды (9,81 кН/м³).

2.4.2 Определение вертикального давления на звенья трубы от подвижной нагрузки

Расчетное вертикальное давление грунта от подвижного состава на звенья трубы вычисляют по формуле

, (21)

где _f =1,0 - коэффициент надежности по нагрузке;

(1+) - динамический коэффициент, который при нагрузке НК-80 определяется по формуле

(1+)=1,35-0,05d. (22)

Нормативное вертикальное давление, кПа, на звенья трубы от подвижной нагрузки вычисляют по формуле

(23)

где - линейная нагрузка, определенная по СНиП 2.05.03, для нагруз-

ки НК-80 при высоте засыпки 1м и более равна 186 кН/м;

а₀ - длина участка распределения, определенная по СНиП 2.05.03 для

нагрузки НК-80, при высоте засыпки 1м и более равна 3 м;

h_н - расстояние от верха дорожного покрытия до верха звена, h_н = 5,84 м.

2.5 Обеспечение морозоустойчивости водопропускной трубы

Отметка подошвы грунтовой подушки под оголовочным звеном и открылками назначается на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания d_f .

Фундаменты или грунтовые подушки средних звеньев одноочковых труб отверстием до 2 м допускается закладывать без учета глубины промерзания грунтов.

Для районов, где глубина промерзания 2,5 м, её расчетное значение рассчитывается по формуле СНиП 2.02.01

, (24)

где d₀ - величина, принимаемая равной, м, для суглинков и глин - 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28;

M_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме | T_M | абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур ^оС за зиму, принимаемых по СНиП 23.01-99 [6] (прил. 9);

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима трубы принимается равным 1,1.

2.6 Проверка ширины подошвы фундамента по прочности основания

Достаточность ширины подошвы фундамента b_лб определяют, исходя из обеспечения условия:

, (25)

где р - давление под подошвой фундамента, кПа;

R - расчетное сопротивление грунта основания сжатию под подошвой фундамента, определенное по формуле (11);

_n - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для фундаментов труб равным 1,4.

Выполнение условия (25) достигается заменой слабой толщи грунта на грунтовую подушку, расчет параметров которой рассматривается в п. 2.7.

Расчетная вертикальная нагрузка P, действующая на уровне обреза фундамента, кН, составляет

(26)

где - нагрузка от веса 1 п.м звена трубы;

- нагрузка от веса 1 п.м лекального блока фундамента;

- погонная нагрузка от гидростатического давления;

- определяется по формуле (13);

- определяется по формуле (21);

d= d_o+ 2 - внешний диаметр трубы, равный 1,82 м;

Проверяем условие (23):

- условие не выполняется.

Проверку несущей способности подстилающего слоя грунта следует производить исходя из условия, регламентируемого СНиП 2.05.03[4] (рис.5):

(27)

где p - давление на грунт, действующее под подошвой фундамента, кПа;

- среднее (по слоям) значение расчетного удельного веса грунта, расположенного над кровлей проверяемого подстилающего слоя грунта (допускается принимать =19,62 кН/м³);

h - заглубление подошвы фундамента от дневной поверхности грунта, равная 0,37 м;

z_i - расстояние от подошвы фундамента до поверхности проверяемого подстилающего слоя грунта, равное 1,53 м;

- коэффициент затухания напряжений, принимаемый по прил.7, равный 0,57;

R - расчетное сопротивление подстилающего грунта, кПа, определенное на глубине расположения кровли проверяемого слоя грунта (ИГЭ 2) по формуле (12) с учетом ширины условного фундамента b_усл = b_лб/ =2,81м;

_n - коэффициент надёжности по назначению сооружения, _n = 1,4.

Проверяем условие (25):

,

-условие выполняется.

Рис. 3. Схема к проверке несущей способности подстилающего слоя:

H_H - высота насыпи; h - глубина заложения фундамента; _zc- интенсивность давления от сооружения на уровне кровли подстилающего слоя; _пс- природное давление на уровне кровли подстилающего слоя; 1 - эпюра дополнительного давления от сооружения _zc; 2 - эпюра природного давления грунта _пc; 3 - кровля подстилающего слоя грунта; 4 - подошва подстилающего слоя грунта; 5 - граница ширины подошвы условного фундамента; 6 - эпюра распределения напряжений от фундамента



2.7 Расчет параметров грунтовой подушки

Грунтовая подушка воспринимает давление от фундамента, передает его нижележащему грунту, распределяя на большую площадь.

Максимальная высота грунтовой подушки h_п3,0 м.

При устройстве грунтовых подушек используют крупнозернистые и среднезернистые пески, щебень, гравий, техногенные грунты.

В курсовой работе рассматривается грунтовая подушка из песка.

Модуль деформации Е крупнозернистого песка составляет 30 МПа; среднезернистого 20 МПа.

Коэффициент уплотнения грунтовой подушки должен составлять не менее 0,95.

При заложении оголовков труб на дренирующую грунтовую подушку необходимо предусматривать противофильтрационный экран. В курсовой работе экран из рассмотрения исключен.

При расчете грунтовой подушки (рис.5) определяют ее высоту h_п , ширину b_п и длину в плане а_п. Высоту подушки находят из условия прочности песчаной подушки по формуле

h_п=n·b_лб , (28)

где n - определяется по величине коэффициента _R (прил. 7, для промежуточных значений _R величина n определяется по интерполяции).

_R = R/Rп

где R - расчетное сопротивление грунта слабого слоя, кПа, определенное по формуле (12).

Rп - расчетное сопротивление грунта песчаной подушки, кПа, (прил.2).

_R = 270,11/343

_R = 0,78

h_п=0,54·1,6=0,86м,

Ширина b_п и длину песчаной подушки определяют по формулам (рис.5):

(29)

(30)

где угол (рис. 3) распределения давления: для крупнозернистого песка - 45⁰.



Котлованы под фундаменты водопропускных труб в слабых грунтах обычно устраивают с вертикальными стенками, что позволяет уменьшить размеры котлована в плане и снизить объём грунтовой подушки. При глубине котлована более 1,5 м для обеспечения устойчивости стен котлованов необходимо устраивать их крепление.

Наиболее распространены в строительной практике закладные и шпунтовые крепления.

При расположении уровня вод ниже дна котлована устраивается закладное крепление, а выше - шпунтовое.

Шпунтовое крепление состоит из вертикальных элементов - шпунтин, системы обвязок и распорок, придающих всему креплению требуемую прочность и устойчивость. Шпунтины изготавливают из дерева, железобетона или металла [1].

2.8 Расчёт осадки фундамента

Расчет осадки фундамента производится методом послойного суммирования согласно СНиП 2.02.01, который позволяет учесть неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации грунта по глубине основания. Для горизонтальных площадок, лежащих на вертикальной оси, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляют природное давление от веса грунта _пр и давление от веса сооружения _z.

На осадку фундамента влияет толща грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, определённой мощности h_сж , которая подлежит определению.

Нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от сооружения _z составляют 20% от природного давления в основании _пр. Эту границу можно найти графически путем наложения на эпюру давления от сооружения эпюры природного давления, уменьшенного в 5 раз.

Сжимаемую толщу делят на элементы, толщина которых h_i не должна превышать 0,4b_лб . Границы элементов необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта и подушки, т.к. модули деформации грунтов (материалов) различны.

Осадку фундамента определяют путем суммирования осадок по элементам слоёв (табл.5):

(31)

где - безразмерный коэффициент, равный 0,8;

_i - дополнительное вертикальное напряжение в i-ом слое грунта от веса сооружения и действующих нагрузок, кПа;

h_i и E_i - соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n - число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Напряжение от давления, создаваемого сооружением, под центром подошвы фундамента на глубине z от его подошвы вычисляется по формуле

, (32)

где - коэффициент, учитывающий затухание напряжений по глубине основания, принимается по прил.7.

Напряжение по подошве фундамента, влияющее на осадку, определяют по формуле

p_oc= p-'h , (33)

где p - давление по подошве фундамента при высоте насыпи H_н 2,0 м, определенное по формуле (23); если H_н 2,0 м, то р = р - р ;

'- удельный вес грунта первого слоя, равный 20,21 кН/м³;

h - глубина заложения фундамента, равная 0,37 м.

Осадку вычисляют от давления, уменьшенного на величину природного давления грунта 'h на уровне подошвы фундамента.

Природное напряжение на глубине от дневной поверхности вычисляют по формуле

, (34)

где _i и h_i - соответственно удельный вес и толщина каждого слоя грунта. При расчете природного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо используют .

При определении природного давления на кровле слоя водонепроницаемого грунта (глина, суглинок твердый и полутвердый) необходимо учитывать дополнительное гидростатическое давление, определяемое по формуле

, (35)

где - удельный вес воды, кН/м³ ( кН/м³).

После этого строю эпюры и [ приложение А] и находят НГСТ, т.е горизонт, ниже которого соблюдается условие .

Таблица 5 - Расчет осадки фундамента

nz=z/bлб	z, м
0	0	1	253,81	0	0	0	0
0,23	0,37	0,98	248,7338	0,37	3,848	3,848	0,7696
0,31	0,5	0,93	236,0433	0,13	1,352	5,2	1,04
0,54	0,86	0,79	200,5099	0,36	3,744	8,944	1,7888
0,63	1	0,74	187,8194	0,14	1,456	10,4	2,08
0,94	1,5	0,58	147,2098	0,5	5,2	15,6	3,12
1,19	1,9	0,48	121,8288	0,4	4,16	19,76	3,952
1,25	2	0,46	116,7526	0,1	0,981	20,741	4,1482
1,56	2,5	0,38	96,4478	0,5	4,905	25,646	5,1292
1,88	3	0,32	81,2192	0,5	4,905	30,551	6,1102
2,19	3,5	0,28	71,0668	0,5	4,905	35,456	7,0912
2,5	4	0,25	63,4525	0,5	4,905	40,361	8,0722
2,81	4,5	0,228	57,86868	0,5	4,905	45,266	9,0532
3,13	5	0,195	49,49295	0,5	4,905	50,171	10,0342
3,44	5,5	0,18	45,6858	0,5	4,905	55,076	11,0152
3,56	5,7	0,177	44,92437	0,2	1,962	57,038/112,955	11,408/22,591
3,75	6	0,168	42,64008	0,3	5,973	118,928	23,7856
4,06	6,5	0,157	39,84817	0,5	9,955	128,883	25,7766
4,38	7	0,145	36,80245	0,5	9,955	138,838	27,7676
4,69	7,5	0,085	21,57385	0,5	9,955	148,793	29,7586
5,00	8	0,079	20,05099	0,5	9,955	158,748	31,7496

p_ос=253.81

b_лб=160

p_w=55.917

Графически находим НГСТ и определяем, что

Далее рассчитываем осадки для каждого слоя основания и суммарную осадку насыпи:

2.9 Назначение величины строительного подъёма лотка трубы

Строительным подъёмом называют искривление продольного профиля лотка трубы выпуклостью вверх, т.е. в направлении, противоположном ожидаемой осадке, задаваемой при строительстве.

Строительный подъём должен быть таким, чтобы компенсировать ожидаемую конечную осадку фундамента и обеспечить после завершения процесса осадок (стабилизации основания) пропуск воды через трубу без застоев, т.е чтобы не возникали обратные уклоны (рис. 5).

Рис.5 Схема к определению величины строительного подъёма лотка трубы с уклоном i

Величину строительного подъёма назначают согласно формуле

0,5(S+iL_тр) , (36)

где S - осадка, рассчитанная по формуле (32);

i - заданный уклон трубы.

Т.к 0,5(0,05+0,02*37,75),

-0,139 0,403

то принимаем



3. ОБОБЩЕНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

Рис.6 Схема отметок проектных решений

Таблица 7 - Проектные решения

Угол пересечения трубы с трассой, град	90
Ширина земляного полотна, м	12
Высота насыпи, м	7,5
Длина трубы, м	37,75
Положение входного оголовка	Вертикал.
Уклон лотка трубы, 0/0 0	20
Проектные отметки	Лотка трубы	у входного оголовка Z3	0,38
		по оси Z0	0,00
		у выходного оголовка Z4	-0,38
	бровки	у входного оголовка Z2	7,5
		у выходного оголовка Z1	7,5
	Укрепление откосов	у входного оголовка Z5	3,34
		у выходного оголовка Z6	2,96
	котлован	входного оголовка	верх котлована Z3	0,38
			низ котлована Z7	-0,85
		выходного оголовка	верх котлована Z4	-0,38
			низ котлована Z8	-1,61
Грунт русла (послойно)	Суглинок Мягкопластичны
	Песок средней Крупности
	Глина полутвердая
Режим протекания воды в трубе	Безнапорный
Фундамент	Тип фундамента	Сборный
	Разбивка на секции	-
	Глубина заложения, м	0,47

Отметки проектных решений определяются по формулам:

Z₁=Z₀+H_H ; Z₂= Z₀+H_H ; Z₃= Z₀+i L_тр/2; Z₄= Z₀ -i L_тр/2;

Z₅=Z₃+D_ОГ ++1,0; Z₆=Z₄+D_ОГ ++1,0; Z₇= Z₃ -h-h_п; Z₈= Z₄-h-h_п

где Z₀ - относительная нулевая отметка дневной поверхности грунта;

H_H - высота насыпи, равная 7,5 м;

i - проектный уклон лотка, i =0,02;

L_тр - длина трубы, равная 37,75 м;

D_ОГ - диаметр оголовка трубы, равный 1,8 м;

- толщина стенки звена трубы, равная 0,16 м;

h- глубина заложения фундамента, равная 0,37 м;

h_п- высота грунтовой подушки, равная 0,86 м.

Z₁=0,00+7,5=7,5м

Z₂= 0,00+7,5=7,5м

Z₃= 0,00+0,02*37,75/2=0,38м

Z₄= 0,00-0,02*36,76/2=-0,38м

Z₅=0,38+1,8+0,16+1,0=3,34м

Z₆=-0,38+2,4+0,16+1,0=2,96м

Z₇= 0,38-0,37-0,86=-0,85м

Z₈= -0,38-0,37-0,86=-1,61м

Z₉=0,00-0.37-0.86=-1.23



4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТРУБЫ

Различают «летний» и «зимний» строительные сезоны. «Летний» сезон иногда называют благоприятным, потому что в этот период не приходится вносить в технологию производства работ существенных дополнительных мероприятий, обусловленных климатическими условиями.

В течение благоприятного строительного сезона возможно выполнять все виды дорожно-строительных работ, но при этом начало и окончание следует уточнять в соответствии с их особенностями. Рассмотрим более подробно интересующее нас строительство линейных искусственных сооружений.

При строительстве труб выполняются следующие виды работ:

1. рытье котлована под фундамент и расчистка русла;

2. бетонирование фундамента;

3. сборка труб и оголовков;

4. гидроизоляционные работы;

5. засыпка труб грунтом.

Все эти работы могут выполняться в различных погодных условиях и различные периоды года, поэтому для устройства линейных искусственных сооружений единая продолжительность работ устанавливается условно.

Устройство линейных искусственных сооружений при поточном методе строительства идет впереди земляных работ, однако не все виды работ по искусственным сооружениям можно начинать ранее земляных работ. Так отрытие котлована и устройство фундаментов под малые искусственные сооружения и трубы наиболее целесообразно производить при меженном уровне в водотоках и в талых подсохших грунтах.

Котлованы под фундаменты труб допускается разрабатывать без креплений только в устойчивых сухих и маловлажных грунтах, при расположении дна котлована выше уровня стояния грунтовых вод.

Монтаж элементов труб осуществляется в соответствии с раскладочными схемами в рабочих чертежах, с учетом геометрических допусков в размерах элементов. Монтаж блочных фундаментов следует начинать со стороны выходного оголовка.

Укладывать на место блоки фундаментов следует краном. Грузоподъемность крана должна обеспечивать монтаж элемента трубы с наибольшей массой.

Гидроизоляция звеньев труб должна выполняться в соответствии с требованиями проекта обязательно в сухую погоду при температуре не ниже +5 °C. В комплекс изоляционных работ входят: заделка швов между звеньями, оклеечная изоляция швов, обмазочная изоляция поверхности трубы.

Гидроизоляция должна быть:

- водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности;

- прочной и эластичной при длительном воздействии воды, деформации бетона и динамических нагрузках;

- тепло - и морозостойкой при возможных максимальных колебаниях температуры.

Гидроизоляция может быть оклеечная и обмазочная. Обмазочная гидроизоляция состоит из двух слоев горячей или холодной битумной мастики по битумной грунтовке. Оклеечную изоляцию швов совмещают с обмазочной изоляцией поверхности трубы.

Наиболее часто встречающимся дефектом на дорогах являются просадки над трубами. Поэтому до начала засыпки трубы грунтом насыпи с обоих сторон трубы следует провести укладку и уплотнение грунта с целью создания плотного контакта звеньев с грунтовым основанием.

Строительство водопропускных труб должно осуществляться на основе технологических карт, привязанных к местным условиям, с учетом прогрессивных методов организации производства работ, а также методов научной организации труда.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Костерин Э.В. Основания и фундаменты. -М.: Высшая школа, 1990. -431с.

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

СНиП 2.02.01-83^*. Основания зданий и сооружений.

СНиП 2.05.03-84^*. Мосты и трубы.

СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги.

СНиП 21.23.01-99. Строительная климатология.

СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

Водопропускные трубы под насыпями/ Под ред. О.А. Янковского. - М.: Транспорт, 1982. -232с.

Шестаков В.Н. Технология строительства сборных железобетонных водопропускных труб: Учебное пособие: - Омск: СибАДИ, 1994.-78с.

Размещено на Allbest.ru