Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Основания и фундаменты мостовых опор

Основания и фундаменты мостовых опор

Страница 4 из 5

При выборе типа основания опоры должны обеспечить с учетом местных условий прочность элементов основания, отсутствие недопустимых осадок или смещений, а также минимальные расходы на сооружение основания, возможность индустриализации и механизации, безопасные условия труда.

Часто в одних и тех же условиях тип фундамента может быть принят различным; в этих случаях ею выбирают в результате составления и сравнения вариантов конструкции опоры. Для малых мостов с опорами небольшой высоты, а в случае наличия малосжимаемых плотных грунтов и для более крупных сооружений часто применяют фундаменты мелкого заложения, выполняемые в виде массива из бетона или бутобетона.

Обрез фундамента в этом случае рекомендуется располагать на 0,3–0,5 м ниже поверхности самых низких вод, а на сухом месте – ниже поверхности грунта, чтобы фундамент не был виден. Отметку подошвы фундамента выбирают в зависимости от грунтов в основании. Не следует устраивать фундаменты в просадочных, заторфованных грунтах, а также текучих, текучепластичных суглинках и глинах при коэффициенте консистенции более 0,6. Кроме того, во все грунты, кроме скальных, подошву фундамента заглубляют не менее чем на 1 м. ниже дневной поверхности грунта или дна водотока. В набухающих грунтах (все грунты, кроме скальных, гравелистых и крупнопесчаных) подошва фундамента должна быть заглублена на 0,25 м. ниже глубины промерзания. Если возможен размыв грунта в русле, то подошву следует располагать ниже отметки дна после размыва не менее чем на 2,5 м, чтобы учесть возможные ошибки при определении уровня размыва и обеспечить достаточную заделку фундамента в грунт. Отметку дна русла после размыва hp можно определить по формуле

18022014_f1

где h – отметка дна русла до размыва; кр – коэффициент размыва.

В необходимых случаях учитывают местный размыв у опор. Размеры фундамента в плоскости его обреза назначают так, чтобы грани тела опоры находились на расстоянии не менее 0,3–0,5 м. от краев фундамента. Это позволяет после возведения фундамента уточнить и в случае необходимости изменить разбивку тела опоры.

Если силы, действующие на опору, велики, а грунты в основании слабы, то необходимо устройство фундамента глубокого заложения. Такие фундаменты могут быть основаны на сваях, сваях–оболочках, сваях–столбах, опускных колодцах, кессонах. Сваями называют сплошные или полые элементы с линейным размером поперечного сечения до 0,8 м, погружаемые в грунт без удаления грунта из полости. Сваями–оболочками (или оболочками) считают полые или заполняемые после погружения бетоном элементы диаметром более 0,8 м, погружаемые с удалением грунта из их полости. Сваи и сваи–оболочки устанавливают также в пробуренные скважины с обязательным дополнительным погружением в грунты природного сложения. Сваи–столбы (или столбы) – элементы диаметром более 0,8 м, бетонируемые в скважине, пробуренной в грунте, или устанавливаемые в скважину без принудительного заглубления. Опускными колодцами называют части фундамента, снабженные вертикальными полостями, через которые извлекают грунт, погружаемые под действием собственного веса, иногда с пригрузом, или вибрацией. Кессоны – части фундамента, погружаемые под действием собственного веса и веса вышележащих частей опоры с разработкой грунта в камере, из которой сжатым воздухом вытесняют воду.

Применяют свайные фундаменты нескольких типов. Верх свай может находиться под подошвой фундамента, заглубленного ниже линии возможного размыва, как это требуется для фундаментов на естественном основании (рис. 11.16, а). Тогда значительная часть горизонтальных сил, действующих на опору, передается на грунт за счет взаимодействия с ним массивного ростверка, а сваи работают в основном на вертикальные силы. Опоры этого типа имеют большой объем кладки, поэтому вытесняются опорами на высоком свайном ростверке (рис. 11.16, б), расход материалов на которые значительно меньше.

Типы опор на сваях

Рис. 11.16 – Типы опор на сваях

Фундамент опоры с высоким свайным ростверком состоит из плиты ростверка и длинных свай. Концы свай могут быть заделаны в ригель подферменной плиты или в массив тела опоры (см. рис. 11.16, б).

Иногда по условиям производства работ целесообразно расположить подошву фундамента на дне реки или с небольшим заглублением в дно (рис. 11.16, в).

В этом случае горизонтальные силы не воспринимаются грунтом и сваи работают так же, как и в высоких свайных ростверках, что должно быть учтено в расчете.

Горизонтальную жесткость опоры можно значительно повысить, а изгибающие моменты в отдельных сваях уменьшить, если всем сваям или их части придать наклон к вертикали.

При этом нужно учитывать необходимость одновременного увеличения жесткости опоры против поворота, на которую сильно влияют схема расположения свай, величина их наклона и размещение голов свай в ростверке.

Глубину забивки свай в грунт выбирают по расчету несущей способности свай и уточняют на месте пробной забивкой. Во всех случаях она должна быть не менее 4 м.

Глубину заложения подошвы плиты свайного ростверка назначают так, чтобы пучение грунтов, расположенных под ней, не могло вызвать перемещений опоры. Если подошва расположена в грунте, то она должна быть опущена ниже глубины промерзания не менее чем на 0,25 м, за исключением случаев, когда под подошвой находятся крупнообломочные или крупно и среднезернистые пески, толща которых простирается ниже глубины промерзания. Подошву нельзя располагать на дне реки, если возможно промерзание реки до дна. В случае возможного ледохода подошву в русле опускают ниже уровня низкого ледостава на величину толщины льда плюс 0,25 м.

Головы свай следует надежно заделывать в плиту ростверка или ригель – на длину не менее двух толщин свай, а при толщине более 0,6 м – не менее чем на 1,2 м. Если из свай выпущена арматура, количество которой проверяют расчетом, то они должны заходить в кладку на глубину 15 см.

Расстояние между осями забивных свай должно быть не менее трех толщин на уровне острия свай и 1,5 толщин – в плоскости заделки свай в ростверк, а для свай–оболочек – не менее 1 м. Размеры ростверка выбирают так, чтобы расстояние от края ростверка до грани было не менее 25 см.

Фундаменты опор на сваях и оболочках индустриальны и позволяют механизировать работу по их возведению. Имеется опыт погружения свай в песчаные грунты на глубину до 40 м. и в глинистые грунты средней плотности на глубину до 25 м. Нужно иметь в виду, что опускание свай в неблагоприятные грунты часто встречают трудности даже при использовании специальных мер (подмыв, извлечение грунта из полости оболочки).

Для повышения грузоподъемности сваи или оболочки по грунту и полного использования прочности ствола можно образовать уширение на ее конце и увеличить тем самым площадь опирания на грунт.

Сваи, погруженные до скальных грунтов, называют сваями–стойками. Такие сваи опираются своими остриями на скалу, поэтому несущая способность их возрастает. При этом можно полностью использовать прочность ствола сваи. Особенно эффективными оказались оболочки диаметром более 1 м, которые опускают до скалы и заделывают в нее с помощью забуривания. В пробуренное в скале отверстие закладывают арматурный каркас и полость оболочки бетонируют. Такие оболочки применяют в виде свайного фундамента с плитой ростверка, заглубленной в грунт (рис. 11.17, а), или в составе высокого свайного ростверка; в последнем случае при диаметре до 2 м. оболочки могут быть наклонными (рис. 11.17, б).

Опоры с оболочками, забуренными в скалу

Рис. 11.17 – Опоры с оболочками, забуренными в скалу

Имеется оборудование для разбуривания в скале отверстий d = l,3 м. при диаметре оболочки 1,6 м, которое можно применять и для разбуривания валунов при опускании оболочек в галечно–валунные грунты.

При проектировании фундаментов необходимо стремиться к применению минимального количества оболочек, что возможно при удовлетворении требований, предъявляемых к жесткости и прочности опоры. При ориентировочном назначении числа оболочек глубину их погружения необходимо назначать такой, чтобы прочность оболочки по грунту соответствовала расчетным нагрузкам, приведенным в (таблице 11.1), устраивая в необходимых случаях уширение оснований.

Таблица 11.1

18022014_t1

* При опирании низа столбов на скальные породы.

Находят применение фундаменты глубокого заложения в виде тяжелых опускных колодцев. Такие колодцы, сооружаемые из бетона, опускаются в грунт под действием собственного веса, если из полости колодца извлекать грунт. Извлечение грунта производят без удаления воды. По мере опускания стенки колодца наращивают, увеличивая тем самым его вес до необходимого для преодоления трения. Некоторого снижения трения можно добиться, если уменьшать ступенями размеры колодца снизу вверх.

Погружение колодца облегчается при опускании его в тиксотропной рубашке. При этом нижнюю ножевую часть опускного колодца делают шире остальной части. На уровне образованного при этом уступа за боковую поверхность подают насосами глинистый раствор, который укрепляет стенку грунта и образует сплошную рубашку по всей боковой поверхности опускного колодца. В пределах этой рубашки трение оказывается незначительным. Погружение опускных колодцев в тиксотропной рубашке допускает применение для них сборных или сборно–монолитных облегченных конструкций.

Если погружение свай или опускных колодцев затрудняется (например, в грунтах с крупными валунами) или в основании находится скала с большими неровностями, то могут быть использованы кессоны. В кессоне, в отличие от опускного колодца, имеется доступ к разрабатываемому грунту; встретившиеся препятствия могут быть легко обнаружены и устранены.

Однако кессонные фундаменты требуют большого расхода материалов, а работы в кессоне ведутся под сжатым воздухом в тяжелых условиях и трудно поддаются механизации.

Применяют также опускные колодцы, которые при необходимости превращают в кессон. Для этого бетонируют плиту, служащую потолком кессонной камеры, отжимают из камеры воду сжатым воздухом и продолжают разработку грунта насухо.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика