Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа
3
Кафедра "Геотехника и экология в строительстве"
Курсовой проект
"Основание и фундамент подводной части водозаборного сооружения берегового типа"
Выполнил:
Руководитель:
Минск 2009
Содержание
- 1. Конструирование водозаборного сооружения берегового типа
- 1.1 Назначение и характеристика проектируемого сооружения
- 1.2 Расположение берегового колодца в плане
- 1.3 Высотная привязка
- 1.4 Водоприемная камера
- 1.5 Компоновка сооружения
- 2. Классификация и характеристики грунтов основания
- 2.1 Песчаный грунт
- 2.2 Водопроницаемость песчаного грунта
- 2.3 Критерии, суффозионности песка
- 2.4 Пылевато-глинистый грунт
- 2.5 Деформационные характеристики
- 2.6 Прочностные характеристики
- 3. Нагрузки и воздействия
- 3.1 Схема давлений и нагрузок
- 3.2 Значения давлений и нагрузок
- 3.3 Равнодействующая горизонтальных сил
- 3.4 Равнодействующая вертикальных сил
- 3.5 Расчетная нагрузка на основание
- 4. Расчет основания по несущей способности
- 4.1 Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления
- 4.2 Расчет фундамента на сдвиг
- 4.3 Проверка недопущения опрокидывания
- 5. Расчет основания по деформациям
- 5.1. Контактное давление
- 5.2. Абсолютная осадка фундамента
- 5.3. Крен сооружения
- 5.4. Горизонтальное перемещение фундамента
- 6. Строительный котлован водозабора
- 6.1. Особенности строительства
- 6.2. Назначение размеров выемки
- 6.3. Перемычки
- 6.4. Грунтовая перемычка на пойме
- 6.5. Двухрядная шпунтовая перемычка с грунтовой засыпкой
- 6.6. Элементы котлована
- 6.7. Производство работ
- 7. Подземные противофильтрационные преграды
- 7.1. Цементно-грунтовые секущиеся сваи (оборудование фирмы "Алимак")
- Литература
Гранулометрический состав (100%) | Содержание частиц | |||
Фракции, мм | Содержание фракций по массе% | Размером d, мм | По массе, Пm,% | |
Более 2 | 2 | Менее 2 | 98 | |
2-1 | 8 | Менее 1 | 90 | |
1-0,5 | 11 | Менее 0,5 | 79 | |
0,5-0,25 | 19 | Менее 0,25 | 60 | |
0,25-0,1 | 41 | Менее 0,1 | 19 | |
0,1-0,05 | 11 | Менее 0,05 | 8 | |
0,05-0,01 | 8 | Менее 0,01 | 0 |
Масса частиц крупнее 0,1 мм составляет более 50% следовательно, исследуемый грунт - песок мелкий.
Рисунок 2.1.: Интегральная кривая зернового состава в полу логарифмическом масштабе.
d95=1,5; d60=0,25; d50=0,2 (средний);
d17=0,09; d10=0,055 (действующий, эффективный);
d5=0,035;
Показатель максимальной неоднородности Umax - мера неоднородности гранулометрического состава песка - определяется по формуле:
По Umax устанавливается вид песчаного грунта ([1] приложение 2):
4 < Umax < 20 => песок среднеоднородный.
Показатель неоднородности Us определяют по формуле:
Дополнительные характеристики - плотность высушенного грунта сd, пористость n и коэффициент пористости е, а также степень влажности Sr - находят по формулам:
По значению величины Sr устанавливается разновидность песчаного грунта ([1] приложение 2): 0,5 < Sr < 0,8 - песок влажный.
Собственный вес песчаного грунта определяется по формуле: г=сg=1,89?9,81=18,54 кH/м3
Ниже уровня грунтовых вод WL частицы взвешиваются в воде и собственный вес взвешенного в воде песчаного грунта гsb, определяется зависимостью:
гsb= (гs - гw) (1-n) =9,81 (сs - сw) (1-n) =9,81 (2,61-1) (1-0,36) =10,11 кН/м3
2.2 Водопроницаемость песчаного грунтаПри отсутствии данных полевых и лабораторных исследований приближенное значение коэффициента фильтрации kф, может быть определено по формуле Ганзена:kф = Са d210 (0, 7 + 0, 03 to) =700 •0.0552 (0,7+0,03•10) =2,12 м/сутгде Са - эмпирический коэффициент чистоты и однородности песков (для чистых и однородных песков Са =1200...800, а для пылевато-глинистых и неоднородных Са =800…400), t - температура грунтовой воды 8...12°С.2.3 Критерии, суффозионности пескаГранулометрический состав и структура исследуемого грунта могут претерпеть изменения вследствие перемещения фильтрационным потоком в порах его отдельных частиц вплоть до их выноса (т.е. суффозионных процессов). Различают внутреннюю (мелкие частицы перемещаются только внутри грунта) и внешнюю (вынос частиц из грунта на его поверхность) механическую суффозию. Если отрыв, перемещение и вынос фильтрационным потоком частиц происходит в таком количестве, при котором нарушается прочность грунта, то суффозия называется опасной. На контакте мелкозернистого и крупнозернистого песков под действием продольной фильтрации может происходить контактный размыв.При оценке песчаного грунта как основания изучается возможность протекания в нем суффозионных процессов. С этой целью определяется диаметр фильтрационных пор (ходов) dф, по формуле:где вs - коэффициент локальности суффозии, зависящий от неравномерности распределения частиц в грунте и определяемый по формуле:вs=1+0,05•Us=1+0,05•4,55=1,23, Наибольший размер частиц, dc которые могут быть вынесены фильтрационным потоком из исследуемого грунта, определяется зависимостью:Если dc окажется больше dmin = 0,01мм, то из него могут быть вынесены фильтрационным потоком частицы, крупность которых равна и меньше dc. В случае dc < dmin грунт следует считать несуффозионным.dc > dmin - грунт - суффозионный.2.4 Пылевато-глинистый грунтТип такого грунта устанавливают по числу пластичности Jp% ([1] приложение 3):Jp=WL-Wp=24-14=10%7< Jp <17 - исследуемый грунт - суглинок.Если в гранулометрическом составе содержится более 50% пылеватых частиц (0,05…0,005 мм), выделяются низкопористый и пористый виды ([1] приложение 3).По показателю текучести JL (консистенции) выделяют разновидности исследуемого грунта ([1] приложение 3):JL= (W-Wp) / (WL-Wp) = (17-17) / (24-14) =0,30,25< JL <0,5 - исследуемый грунт - суглинок тугопластичный. , г=сg=2,12 ?9,81=20,8 кH/м3e=0,47<0,8 - грунт низкопористый.2.5 Деформационные характеристикиМодуль общей деформации грунтов E0 определяется по данным компрессионных испытаний грунтов:е1 - коэффициент пористости при давлении Р1, кПа равном природному в уровне подошвы FL; ас - коэффициент сжимаемостие2 - коэффициент пористости при давлении Р2, кПа равном контактному, в - коэффициент определяемый по формуле:н - коэффициент поперечного расширения (Пуассона) принимается равным для грунтов:крупнообломочных - н = 0,27;песков и супесей - н = 0,3;суглинков - н = 0,35;глин - н = 0,42;При отсутствии данных испытаний значения величины Е0 принимают по табл.1 и 2 приложения 1 СНиП 2.02.01.Компрессионные зависимости е=f (P)Таблица 2.2Давление Р, кПа | Коэффициент пористости е | ||
I пласт (песок мелкий) | II пласт (суглинок тугопластичный) | ||
50 | 0,562 | 0,389 | |
100 | 0,551 | 0,374 | |
200 | 0,530 | 0,363 | |
300 | 0,514 | 0,344 | |
400 | 0,432 | 0,327 |
Рисунок 2.2.: Компрессионные зависимости е=f (P)
еI1=0,562; еI2=0,541; еII1=0,389; еII2=0,369;
2.6 Прочностные характеристикиПоказатели прочности - угол внутреннего трения ц и удельное сцепление с, кПа, определяют по данным испытаний грунтов в приборах плоскостного сдвига.При отсутствии опытных данных нормативные значения величин цn и cn принимают по табл.1 и 2 приложения 1 СниП 2.02.01.Песок мелкий:ц=24ос=2,8 кПа.Суглинок тугопластичный:Страницы: 1, 2