Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента. Определение активного давления грунта на тыловую грань подпорной стены. Расчетная схема Кулона для стены и построение треугольника сил. Произвольная призма обрушения.
При недостаточных размерах стены и некоторых сочетаниях нагрузок, действующих на нее, могут возникнуть предельные состояния подпорной стены. Так, при некотором значении, нагрузки могут вызвать такие перемещения стены, что произойдет плоский сдвиг по поверхности основания (сдвиг по подошве стены) или сдвиг по некоторым другим криволинейным поверхностям вместе с грунтом основания. Во всех этих случаях стена теряется устойчивость, т.е. наступает ее предельное состояние. При недостаточно прочном основании стена может потерять устойчивость при его разрушении с выпиранием грунта изпод подошвы и даже опрокидыванием стены в сторону грунта засыпки. Предельному состоянию соответствует и нарушение прочности материала самой стены, связанное с появлением недопустимых напряжений и трещин.На подпорную стену действует давление грунта нарушенного сложения, характеристики которого определяться через соответствующие характеристики грунта ненарушенного сложения следующими соотношениями. Нормативные и расчетные значения Характеристики g, т/м3 ?, град Расчетные значения характеристик для грунтового основания ненарушенного сложенияВ случае свободной от нагрузки поверхности засыпки при наклонной поверхности грани стены и удельном сцеплении грунта с = 0, горизонтальная и вертикальная - составляющие активного давления грунта на глубине zot поверхности засыпки определяются по формулам ниже. При z = H получаем максимальные значения составляющих активного давления. ? - угол трения грунта на контакте со стеной, принимаемый для стен с повышенной шероховатостью равной ?, для мелкозернистых, водонасыщенных грунтов равным нулю, а в остальных случаях 0.5?; где ? - расчетное значение угла внутреннего трения;Давление от нагрузки интенсивностьюqопределяться без учета давления грунта на стену. Вэтом случае горизонтальная и вертикальная - составляющие давления от нагрузки qопределяться по формулам: , , Стоит заметить, что напряжения и не зависят от zи потому будут постоянными по всей высоте стены.При горизонтальной поверхности грунта, угле трения без наклона наружной грани , горизонтальная составляющая пассивного давления на глубине z от поверхности определяться по формулам: , где-коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления, определяемый при горизонтальной поверхности грунта по формуле: Рисунок 5.При графическом методе определения явления сыпучего грунта на подпорные стены можно воспользоваться построением Ш.Кулона, которое основано на следующих допущениях: · Поверхность скольжения призмы обрушения - плоская; · Призма обрушения соответствует максимальному давлению грунта на стенку; Qi-вес призмы обрушения, равный произведению объема призмы умноженной на расчетный объемный вес грунта (на I п.м стены) Т/м;В зависимости от угла наклона плоскости скольжения призмы на промежутке вычисляем значения активного давления Ei, и все результаты заносим в таблицу 3. Из таблицы 3 находим значение максимального активного давления грунта . При расчете на сдвиг, для грунта на уровне подошвы и ниже, используются расчетные характеристики грунта ненарушенного сложения Стены с горизонтальной подошвой рассчитываются потрем возможным положениям плоскости сдвига к горизонтали при следующих значениях углов (сдвиг по подошве) и глубинный сдвиг при (рис.7). Расчет подпорной стены на сдвиг производится исходя из условия п.2.63 СНИП[3]: где, - суммы проекций на плоскость скольжения соответственно расчетных сдвигающих и удерживающих сил с учетом пассивного давления грунта ка боковые грани стены; коэффициент условий работы, зависящий от вида грунта; коэффициент надежности по назначению сооружения, в зависимости от класса сооружения;Сумма сдвигающих сил по формуле: Сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось по формуле: Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта на глубине , .Сумма сдвигающих сил по формуле: Сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось: Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта определяем на глубине .Сумма сдвигающих сил по формуле: Сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось: Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта определяем на глубине . Для подпорной стены это условие можно записать в следующем виде: Где - сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось. Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки на основание F определяется из условия от сюда ; Для внецентренно нагруженных подпорных стен расчет по деформациям основания можно не выполнять согласно условию, если Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле, с учетом таблиц 3 и 4, п. 2.41 СНИП [3]: , где принимаем равной глубине заглубления подошвы со стороны лицевой грани стены, а , так как ширина подошвы стены .В результате расчета все условия соблюдаются кроме расчета на сдвиг. Рекомендуется увеличить глубину заложения стенки. П расчете на деформации мы сравнивали только усилия, с расчетным сопротивлением грунтов.
План
Содержание
Введение
Исходные данные
Оценка грунтов и грунтовой обстановки
1. Аналитическое определение активного давления на подпорную стену
1.1 Определение активного давления на подпорную стену несвязного грунта
1.2 Определение активного давления на подпорную стену от равномерно распределенной нагрузки на поверхности грунта засыпки
2. Аналитическое определения пассивного давления на подпорную стену
2.1 Пассивное давление несвязного грунта
3. Графический метод определения активного давления на подпорную стену
3.1 Графиское определение давления грунта от несвязного грунта и нагрузки на поверхности засыпки
3.2 Табличная форма графического метода определения максимального давления грунта
4. Расчет по первой группе предельных состояний подпорной стены на сдвиг
4.1 Расчет на сдвиг по подошве
4.2 Расчет на глубинный сдвиг при
4.3 Расчет на глубинный сдвиг при
5. Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности) грунтового основания под подошвой
6. Расчет подпорной стены по второй группе предельных состояний. Расчет грунтового основания под подошвой стены по деформациям
7. Оценка полученных результатов расчета
Список используемой литературы
Введение
Подпорные стены представляют собой конструкции, удерживающие от обрушения находящийся за ними массив грунта и воспринимающие расположенные на его поверхности нагрузки. Их используются для ограждения откосов, насыпей, террас, набережных устоев мостов, котлованов и т.д.
По конструктивному решению подпорные стены подразделяют гравитационные (жесткие) и гибкие. Гравитационные подразделяются на массивные и тонкостенные. Устойчивость массивных стен при расчете на сдвиг обеспечивается ее массой. В тонкостенных, кроме массы стен, в расчет включается и масса удерживаемого стеной грунта.
Материал подпорных стен в основном - бетон и железобетон.
При недостаточных размерах стены и некоторых сочетаниях нагрузок, действующих на нее, могут возникнуть предельные состояния подпорной стены.
Так, при некотором значении, нагрузки могут вызвать такие перемещения стены, что произойдет плоский сдвиг по поверхности основания (сдвиг по подошве стены) или сдвиг по некоторым другим криволинейным поверхностям вместе с грунтом основания.
При расчетах стен, для упрощения, в одних случаях криволинейную поверхность сдвига заменяют ломанной плоской (сдвиг по ломанным поверхностям скольжения)в других принимают кругло-цилиндрический.
Кроме сдвига стены может произойти ее опрокидывание. Во всех этих случаях стена теряется устойчивость, т.е. наступает ее предельное состояние.
При недостаточно прочном основании стена может потерять устойчивость при его разрушении с выпиранием грунта изпод подошвы и даже опрокидыванием стены в сторону грунта засыпки.
Предельным состоянием стены нужно также считать развитие в ее основании недопустимо больших, по условиям эксплуатации, перемещений в виде осадок и кренов.
Предельному состоянию соответствует и нарушение прочности материала самой стены, связанное с появлением недопустимых напряжений и трещин.
Исходные данные
Таблица 1. Исходные данные грунтов
Показатель Значение ?, т/м3 1,65
?S, т/м3 2,66
W 0,15 v 0,27 ?, град 31
E, МПА 27 q, т/м 1,5 d>5 -
5-2 11
2-0,5 26
0,5-0,25 10
0,25-0,1 43
<0,1 10 ?, град 10
, град 10
Оценка грунтов и грунтовой обстановки а) Наименование по гранулометрическому составу.
, где
Песок мелкий (т.к. >0,1мм составляет >75%) б) По степени неоднородности гранулометрического состава
, неоднородные (т.к. ) в) Плотность сложения - по величине коэффициента пористости е.
(песок рыхлый)
Где ? - плотность грунта в естественном состоянии; ?s- плотность минеральной части грунта. г) Степень водонасыщения - по степени влажности Sr.
1. СНИП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. Далматов Б.И., Бронин В.Н. Основания и фундаменты.
2. СНИП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.Трегулов Г.В., Толмачев Э.Л., Визоргина М.В. Расчет оснований и фундаментных конструкций: Учебное пособие для самомтоятельной работы студентов заочногоотеделения. - Челябинск: изд. ЮУРГУ, 2004. - 78 с.
3. ГОСТ 25100-95 . Грунты: Классификация. - М.: Стройиздат, 1982
4. Далматов Б.И., Бронин В.Н. Механика грунтов. Часть 1. Основы геотехники в строительстве.Учебник. - М. Издательство АСВ; СПБГАСУ, 2000
