Xreferat.com » Рефераты по строительству » Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Учреждение образования

Белорусский государственный университет транспорта

Факультет безотрывного обучения


Кафедра «Строительные конструкции, основания и фундаменты»


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Основания и фундаменты»

на тему:

«Фундаменты мелкого и глубокого заложения»


Гомель 2009


СОДЕРЖАНИЕ


1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки

1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания

1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрологические условия

1.3 Строительная классификация грунтов площадки

1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания

2. Фундаменты мелкого заложения

2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов.

2.2 Расчет фундаментов

2.3 Расчет осадки фундамента

2.4 Расчет осадки фундамента во времени

3. Вариант свайных фундаментов

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка.

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Проверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю

3.3 Расчет осадки свайных фундаментов

4. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного

4.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам

4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного

4.3 Рекомендации по производству работ, технике безопасности, охране окружающей среды (по выбранному варианту)

Список литературы


1. Исходные данные. Оценка инженерно-геологических условий площадки


1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания


Проектирование фундаментов является одним из сложных вопросов проектирования конструкций зданий и сооружений. При проектировании инженер решает сам вопрос о выборе материала, из которого будет выполняться конструкция. При проектировании фундаментов необходимо считаться с имеющимися грунтами на площадке строительства и использовать их строительные качества, с тем, чтобы принять их рациональное решение.

При хороших грунтах и грунтах среднего качества получают сравнительно небольшие деформации, возникающие при развитии осадок фундаментов, т.е. обеспечивается надежное положение здания или сооружения. Такие грунты называются «надежными». В этом случае существенно упрощается задача проектирования фундаментов. Однако иногда приходится пересматривать надземных и подземных конструкций, если первоначальное их решение приводит к значительному удорожанию фундаментов.

При проектировании фундаментов в сложных грунтовых условиях необходимо учитывать совместную работу грунтов основания и надземных конструкций.

Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий производят в соответствии с СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений».


1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрогеологические условия


Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки начинается с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез (уч. шифр 391). В колонке скважина фиксируем уровень воды и указываем водоупорный слой (Таблица 1).


Таблица 1. Геологический разрез по скважине.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

грунта

Мощность, м Глубина подошвы слоя, м Абсолютная отметка подошвы слоя, м Скважина, м Условные обозначения Наименование грунта
1 0,2 0,2 139.8

Почвенный

слой

2 4,0 4.2 135.8

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Песок мелкий
3 3,0 7.2 132.8

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Суглинок
4 5,0 12,2 127.8

Фундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложения

132.1

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Песок средней

крупности

5 4,0 16.2 125.8

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Глина

1.3 Строительная классификация грунтов площадки


Фундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияФундаменты мелкого и глубокого заложенияВ механике грунтов выделяют два существенно различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные и нескальные.

Скальными называют твердые горные породы, которые в невыветренном состоянии и при отсутствии тектонической раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и значительной прочностью.

Нескальными – грунты, состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной мощности.

На площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно суглинок и глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,2 м. Отметка уровня подземных вод равна 132,1 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в слое песка, под которым находится слой глины – водоупора.


1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания


Для качественной оценки строительных свойств грунтов производится их классификация согласно ГОСТ 25100-82. По исходным данным в таблице 2 вычисляем характеристики физических свойств, к которым относятся:

- для песчаных грунтов – коэффициент пористости и степень влажности;

- для пылевато-глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности;

Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему частиц грунта) определяется по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


где Фундаменты мелкого и глубокого заложения - плотность частиц грунта;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – плотности грунта;

w – природная влажность в долях единицы;

Степень влажности грунта определяется по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


где Фундаменты мелкого и глубокого заложения - плотность воды, 1г/см3;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения– коэффициент пористости;

Типы пылевато-глинистых грунтов устанавливают по числу пластичности определяемому по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


где Фундаменты мелкого и глубокого заложения – влажность на границе текучести;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения– влажность на границе раскатывания;


Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов находится по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


По значениям характеристик физических свойств грунтов, определяющих их тип и разновидность выписываются из соответствующих таблиц СНиП 2.02.01-83

Значения угла внутреннего трения φ, удельного сцепления С, модуля деформации Е, и расчетного сопротивления грунта Фундаменты мелкого и глубокого заложения.

Оценка строительных свойств грунтов приведена в таблице 2.


Таблица 2.

№ слоя Плотность частиц Плотность Влажность Граница теку- чести Граница раскатывания Относительная просадочность Относи- тельное набухание Показатель пластичности Показатель теку- чести Коэффициент пористости Степень водонасыщенности

Наименование грунта по ГОСТу

Угол внутреннего трения Удельное сцепление Модуль деформации Расчетное сопротивление

rs г/см r d г/см W W L % W P % Еse Еsw IP IL e Sr
jn град Cп кПа E R кПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 - 1, 5 - - - - - 0 - - - - - - - -
2 2,66 1,90 0,12 0 0

0 0 0.57 0.56 Песок мелкий плотный 36 4.0 38 400
3 2,70 1,94 0,26 30 20

10 0.60 0.75 0.94 Суглинок мягкопластичный 18 20 12 200
4 2,66 2.00 0,25 0 0

0 0 0.66 1.00 Песок средней плотности 35 1.0 30 400
5 2.73 1.92 0,32 47 27

20 0.25 0.87 1.00 Глина полутвердая 20 68 14 280

2. Фундаменты мелкого заложения


2.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов


Тип фундамента выбирается в зависимости от характера передачи нагрузки на фундамент: под стены зданий обычно устраиваются ленточные фундаменты из сборных элементов, под сборные железобетонные колонны — отдельные фундаменты стаканного типа.

Глубина заложения фундамента зависит от многих факторов. Определяющими из них являются:

- инженерно-геологические и гидрологические условия площадки и положение несущего слоя грунта;

- глубина промерзания грунта, если в основании залегают пучинистые грунты;

- конструктивные особенности подземной части здания.

Глубину заложения ленточного фундамента Ф1 назначаем по конструктивным соображениям на 0.4 м ниже пола подвала т.е. -3.4м;

Глубину заложения фундамента Ф3 назначаем по конструктивным соображениям, верх стакана должен быть на 0.1 м ниже пола подвала (высоту фундамента принимаем 1.2м с глубиной стакана 0.9 м) т.о.

Отметка подошвы фундамента Ф3: -3.00-0.1-1.2= -4.3м;


2.2 Расчет фундаментов


В соответствии п. 4.2 СНБ 5.01.01-99 основания фундаментов должны рассчи­тываться по двум группам предельных состоя­ний: первая группа — по несущей способности, вторая — по деформациям.


Расчет фундамента Ф1

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения – Расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента для расчета основания по предельному состоянию второй группы;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – Расчетное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - Осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м3;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.


Фундаменты мелкого и глубокого заложения – 150 кН; Фундаменты мелкого и глубокого заложения – 24 кНЧм;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – 200 кПа; Фундаменты мелкого и глубокого заложения - 3.4 м.


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Принимаем ширину подошвы фундамента 1.2м.

По расчетному сопротивлению глубина заложения - 4.0 м удовлетворяет. Фундамент будет располагаться во втором слое – песка мелкого плотного с

R= 400 кПа, который может быть несущим.

Определим суммарные нагрузки и воздействия на подошве фундамента:

Боковое давление грунта на отметке планировки:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


На отметке подошвы фундамента:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения= 16 кН/м2 удельный вес грунта засыпки;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - приведенная толщина эквивалентного веса временной нагрузки;


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения = 10 кН/м2 временная нагрузка на поверхности планировки;

d – глубина заложения фундамента, относительно поверхности земли, -2.4м.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - Осредненное значение угла сдвига грунта засыпки, принимаем 24˚;


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Равнодействующая бокового давления грунта засыпки на стену подвала расчетной длиной 1.0 м:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Точка приложения равнодействующей:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


- Нормальная вертикальная нагрузка:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения- расчетная нагрузка от веса фундамента;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения- расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки;


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


- Момент в плоскости подошвы фундамента:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения - момент в плоскости обреза фундамента, 24 кН*м (по заданию);


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Проверка напряжений в основании фундамента:

Фундаменты мелкого и глубокого заложения (менее 10%)

Фундаменты мелкого и глубокого заложения (12)

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


где P – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Фундаменты мелкого и глубокого заложения – соответственно максимальное и минимальное значение краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента, определяется по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения (14)


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Фундаменты мелкого и глубокого заложения условие 3 не выполняется, необходимо увеличение ширины фундамента, принимаем ширину подошвы фундамента 1.5м;

Тогда


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения- расчетное сопротивление грунта основания кПа, находится по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения, (16)


где

gс1 = 1,3 (зависит от типов грунтов)

gс2 = 1,15 (зависит от соотношения L/H и интерполировать по данным

таблицы В.1 СНБ 5.01.01-99)

k = 1

Фундаменты мелкого и глубокого заложенияМY = 1.81

Mq = 8.24 зависят от j по таблице В.2

MC = 9.27

kz = 1

dI = 2.4 (глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов)


Фундаменты мелкого и глубокого заложениякПа

Фундаменты мелкого и глубокого заложенияР = 141.5 кПа Ј 593.4 кПа

Pmax =255.6 кПа Ј 1,2 * 593.4 кПа

Pmin = 27.4 кПа > 0


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Рисунок 1. Расчетная схема фундамента Ф1.


Окончательно принимаем ширину подошвы фундамента Ф1 1.5м, толщину стены фундамента 0.6 м из блоков ФБС.

Расчет фундамента Ф3

Размеры подошвы фундамента:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения –3400 кН

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – 400 кПа; Фундаменты мелкого и глубокого заложения – 1.2 м.

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Принимаем размеры подошвы фундамента кратными 300мм


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Площадь подошвы Фундаменты мелкого и глубокого заложения= 9.9 м2.

Высоту фундамента принимаем 1200 с глубиной стакана 900 мм.

- Нормальная вертикальная нагрузка:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


- Среднее давление под подошвой фундамента, кПа;


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


-Максимальное и минимальное напряжение в основании фундамента:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Проверка напряжений в основании фундамента:

Условие:


Фундаменты мелкого и глубокого заложенияР = 367.4 кПа Ј 400 кПа (< 10%)

Pmax == 367.4 кПа Ј 1,2 * 400.41 = 480.5 кПа

Pmin = = 367.4 кПа > 0

Выполняется.

Окончательно для фундамента Ф3 оставляем размер подошвы 3.3 х 3.0 м.


2.3 Расчет осадки фундамента мелкого заложения


Значение конечной осадки фундамента определяется по методу послойного суммирования по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где s – конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – осадка i – слоя грунта основания;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения- безразмерный коэффициент принимаемый 0.8;

n – число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения- среднее значение дополнительного напряжения в i-слое грунта;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - толщина i- го слоя;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - модуль деформации i –го слоя грунта.

Расчет осадки производится в такой последовательности:

На геологический разрез наносят контур фундамента;

Толщу основания делят на слои ах некоторой ограниченной глубины (ориентировочно 4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоем принимают 0.4 ширины фундамента (Фундаменты мелкого и глубокого заложения;

Вычисляют значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


где Фундаменты мелкого и глубокого заложения – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учетом взвешивающего действия воды. При определении Фундаменты мелкого и глубокого заложения в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды;

Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Где Фундаменты мелкого и глубокого заложения - коэффициент принимаемый по табл. I прил.2 СНиП 5.01.01-99;

Фундаменты мелкого и глубокого заложения – дополнительное вертикальное давление на основание;

P – среднее давление под подошвой фундамента;

Устанавливают нижнюю границу сжимаемой толщи грунта основания, принимая ее на глубине z = hc, где выполняется условие:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения


Вычисляют значение деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев.

Расчет осадки фундамента Ф1:


l Ч b = 1Ч1.5 м.


Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:


Фундаменты мелкого и глубокого заложения

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: