Проектирование фундаментов под опору моста (стр. 9 из 10)
МПа.S = 0 + 0,0217 + 0,0207 + 0,029 + 0,017 + 0,01 = 0,0984м.
<Su= 10см.Следовательно, основное условие расчета по второй группе предельных состояний удовлетворяется.
Рисунок 6.1 – Расчетная схема к определению осадки
7 Технологические особенности по устройству свайных фундаментов
7.1 Выбор молота для погружения свай
В зависимости от грунтовых условий и глубины погружения свай следует принять наиболее рациональный способ погружения. Успешная забивка свай обеспечивается правильным выбором типа и веса молота или вибропогружателя по отношению к весу, несущей способности и размером свай. Механизмы ударного действия следует выбирать по величине минимальной энергии по формуле
E³a∙Nсв (7.1)
где Е – требуемая энергия удара молота, Дж;
Nсв – расчётная нагрузка, передаваемая на сваю, кН;
а – коэффициент, равный 25Дж/кН;
В зависимости от требуемой величины энергии удара определяют сваебойный агрегат, характеристики которого приведены в таблице 4.2.
Принятый тип молота должен удовлетворять условию
k³
, (7.2)где Gn – полный вес молота, кН, таблица 4.2;
q – масса сваи (включая массу наголовника и подбабка), кН;
Еd– расчётное значение энергии удара, кДж, определяемое по таблице 4.3
Молот считается пригодным, если значение k по таблице 4.1 будет превышать значения, вычисленные по формуле (7.2).
Решение
Молот подбираем по величине минимальной энергии:
Е ³ 25∙1,75∙Рсв = 25Дж/кН∙1,75∙806,83кН = 35298,81Дж;
Рсв = 806,83кН – расчётная нагрузка на сваю.
В зависимости от требуемой величины удара определяют сваебойный агрегат, характеристики которого приведены в таблице 4.2, принимаем трубчатый молот с водяным охлаждением С-1047А с Е = 42,7 кДж.
Проверяем условие k ³
,где Gn = 36,0кН – масса молота
q1 = 32,34 кН – вес железобетонной сваи 0,35∙0,35∙11м;
q2 = 1Кн - вес наголовника и подбабка;
Ed= 0,9∙G∙Н = 0,4∙25∙2,8 = 28кДж.
Тогда имеем
.Условие выполняется, значит, молот, годен для забивки свай в данном случае.
7.2 Определение проектного отказа свай
Забивные висячие сваи погружают не только до проектной отметки, но и до проектного отказа. При забивке свай длиной 25м определение остаточного отказа сваи Sa (при условии, что Sa³ 0,002м) возможно по формуле
Sa =
, (7.3)где М – коэффициент, принимаемый при забивке свай молотами ударного действия, равный I;
h– коэффициент, принимаемый в зависимости от материала сваи: для железобетонных свай с наголовником 1500кН/м2; деревянных свай: с подбабком – 800кН/м2; без подбабка - 1000кН/м2;
А – площадь поперечного сечения сваи, м2;
Еd– расчётная энергия удара молота, кДж;
Fd – несущая способность свай, кН;
m1 – полная масса молота, т;
m2 – масса сваи с наголовником, т;
m3 – масса подбабка, т;
e2 = 0,2 – коэффициент восстановления удара. В процессе погружения сваи следует контролировать ее отказ.
Решение
Отказ сваи 35´35см, длиной 11м, забиваемой молотом С-1047А
Sa=
м.8 Технико-экономическое сравнение двух вариантов и выбор наиболее рационального из них
В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран свайный фундамент. Так как верхний слой и второй слой по своим физико-прочностным характеристикам не могут служить надёжным основанием под фундамент. Наиболее эффективными, при данных геологических условиях будут применение свайного фундамента.
Как при производстве работ по возведению свайного фундамента, так и при устройстве фундамента мелкого заложения необходимо задействовать большее количество технических средств, а следовательно и материальных ресурсов на их обслуживание. Свайные фундаменты устраиваются под отдельные элементы конструкций, а в пролётах, между кустами свай, может устанавливаться оборудование большой массы.
В данном случае более эффективным будет являться устройство свайного фундамента.
9 Краткое описание технологии сооружения выбранного варианта фундамента
С предприятий стройиндустрии или баз комплектации строительных организаций железобетонные сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде.
Сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также комбинациями этих методов. Эффективность применения того или иного метода зависит в основном от грунтовых условий.
В данном курсовом проекте погружение свай ведется ударным методом.
Ударный метод основан на использовании энергии удара (ударной нагрузки), под действием которой свая нижней заостренной частью заглубляется в грунт. По мере погружения она смещает частицы грунта в стороны, частично вниз, частично вверх (на дневную поверхность). В результате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный объему ее погруженной части, и таким образом дополнительно уплотняет грунтовое основание. Зона заметного уплотнения грунта заметно распространяется в плоскости, нормальной к продольной оси сваи, на расстояние, равное 2…3 диаметрам сваи.
Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальными механизмами-молотами самых разных типов, основными из которых являются дизельные.
В данном курсовом проекте на строительной площадке применяется трубчатый дизель-молот.
В трубчатых дизель - молотах неподвижный цилиндр, имеющий шабот (пяту), является направляющей конструкцией. Ударная часть молота- подвижный поршень с головкой. Распыление топлива и воспламенение смеси происходит при ударе головки поршня по поверхности сферической впадины цилиндра, куда подается топливо. Число ударов в минуту у трубчатых дизель - молотов составляет около 47…55.
Основной показатель, характеризующий погружающую способность молота, энергия одного удара. Энергия одного удара зависит от веса и высоты падения ударной части, а также энергии сгорания топлива.
В комплект к молоту входит, как правило, наголовник, который необходим для закрепления сваи в направляющих сваебойной установки, предохранения головы сваи от разрушения ударами молота и равномерного распределения удара по площади сваи.
Внутренняя полость наголовника должна соответствовать очертанию и размерам головы сваи.
Для забивки свай с целью удержания в рабочем положении молота, подъема и установки свай в заданном положении применяют специальные подъемные устройства-копры. Основная часть копра - его стрела, вдоль которой устанавливается перед погружением и опускается по мере его забивки молот. Наклонные сваи погружают копрами с наклонной стрелой. Копры бывают на рельсовом ходу (универсальные металлические башенного типа) и самоходные - на базе кранов, тракторов, автомашин и экскаваторов.
Универсальные копры имеют значительную собственную массу (вместе с лебедкой-до 20 т). Монтаж и демонтаж этих копров, и устройство для них рельсовых путей - весьма трудоемкие процессы, поэтому их применяют для забивки свай длиной более 12м при большом объеме свайных работ на объекте.
Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6…10м, которые забивают с помощью сваебойных самоходных установок. Эти сваебойные установки маневренны и имеют устройства, механизирующие процесс подтаскивания и подъема сваи, установку головы сваи в наголовник, а также выравнивание стрелы.
Подготовка площадки для свайных работ. В состав подготовительных работ входят: перенос или защита существующих инженерных сетей; освобождение площадки от строений, насаждений, мусора, снега; устройство водоотвода; планировка площадки с учетом уклона водостока; прокладка временных дорог, ограждение площадки; устройство наружного освещения, временных сетей электроэнергии, воды, пара, сжатого воздуха; организация площадок для складирования свай и других материалов; заводы и приемка свай, железобетонных элементов ростверка.
Оси геодезической разбивки рядов свай выносят за пределы котлована и закрепляют на обноске или створных знаках. Затем их нумеруют и составляют схему расположения знаков разбивки и привязки к опорной сети. Места погружения каждой сваи закрепляют инвентарными металлическими штырями. Вертикальные отметки голов и низа ростверков контролируют по специально установленным реперам, которые должны быть привязаны к государственной геодезической сети. Исполнительная схема разбивки и закрепления осей свай прилагается к акту о выполненных работах.
Транспортирование и раскладка свай. После доставки свай на объект сваевозами или другими транспортными средствами проверяется правильность маркировки элементов и проводится наружный осмотр свай. Сваи целесообразно разгружать, раскладывая непосредственно в зоне работы копра. Они могут быть уложены поодиночке или штабелями, головами к копру, перпендикулярно оси его движения.
Железобетонные сваи укладывают в штабеля высотой 3-4 ряда на деревянные прокладки размерами 10×6×20 см, располагаемые под монтажными петлями. При разгрузке и складировании подтаскивать сваи волоком не разрешается. Для подачи сваи к копру используют сваеустановщик, самоходный кран, автопогрузчик, оборудованный специальным захватом, или лебедку копра.