Фундаментостроение

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Оценка условий строительства

1.1 Краткая характеристика конструктивной схемы здания

1.2 Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

2. Расчет фундаментов неглубокого заложения

2.1 Определение минимальной глубины заложения фундаментов

2.2 Расчёт ленточного фундамента

2.2.1 Определение основных размеров ленточного фундамента

2.2.2 Расчет по деформациям ленточного фундамента

Введение

Фундаментостроение - одна из самых главных частей строительства. Во многих случаях на выполнение работ нулевого цикла, включающих устройство оснований и фундаментов, затрачивается больше времени, чем на возведение сборных надземных конструкций зданий. Кроме того, стоимость фундаментных работ иногда составляет до 40% от общей стоимости сооружения, поэтому их удешевление дает вполне ощутимый эффект, выражающийся в миллионах тенге. Добиваться уменьшения таких затрат следует путем интенсификации производства, в том числе за счет максимальной индустриализации и автоматизации работ, не допуская при этом возведения ненадежных фундаментов, так как это может привести к обрушению зданий и сооружений.

Надежность оснований и фундаментов и удешевление работ по их устройству в значительной степени зависят от умения правильно оценить инженерно-геологические условия площадок строительства, свойства грунтов в основаниях и совместную работу этих грунтов с деформирующимися фундаментами и конструкциями сооружения, от рационально выбранных типов оснований и фундаментов и размеров последних, от качества выполнения работ.

1. Оценка условий строительства

1.1 Краткая характеристика конструктивной схемы здания

Схема сооружения №2

Рисунок 1 - План, разрез I-I проектируемого здания

Многоэтажное производственное здание. Пространственных каркас в осях Б-Д решен из сборного железобетона с сеткой колонн 6 х 6 м. Сечение колонн 400 х 400 мм. Стены девятиэтажной части здания - кирпичные. Междуэтажное перекрытие - сборные железобетонные ребристые плиты. Здание в осях А-Б имеет подвал. Отметка подвала - 3.0 м. Отметка пола первого этажа +0.000 на 0.6 м выше отметки планировки.

Снеговой район: III.

Сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур: -34.

Расчётные сечения фундаментов: (I-I), 3-3.

Сечение(I-I): N = 600 кН/м, М = 35 кНм;

Сечение 3-3: N = 1500 кН/м, М = 240 кНм.

На рисунке 2 показано послойное сложение грунтов, с их отметками.

Физические характеристики грунтов приведены в таблице 1.

Рисунок 2 - Инженерно-геологический разрез

Таблица 1 - Физические характеристики грунтов

Номер	Глубина отбора образца, м	Физические характеристики грунтов	Содержание частиц, %, размером мм.
Скважины	Образца		Плотность, т/м 3	Влажность, %
			грунта	частиц грунта	природная	на границе	крупнее 2,0	2,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	менее 0,1
						текучести	раскатывания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	1	2,0	1,87	2,7	24,0	30,0	20,0	-	-	-	-	-
1	2	5,0	2,12	2,64	23,2	-	-	4,15	16,56	42,29	26,86	10,14
2	3	9,0	1,85	2,71	27,0	33,0	19,0	-	-	-	-	-
2	4	13,0	2,00	2,75	27,0	40,0	20,0	-	-	-	-	-

1.2 Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

1.2.1 Слой 1

Почвенно-растительный слой основанием для фундаментов служить не может, т. к. содержит более 5% гумусированных остатков.

Определение удельного веса слоя

(1)

где - плотность грунта;

1.2.2 Слой 2

Глинистый грунт. инженерный фундамент строительный

Определяем число пластичности по формуле

, (2)

где - влажность на границе текучести ;

- влажность на границе раскатывания .

Определяем показатель текучести по формуле

, (3)

где - природная влажность грунта .

По таблице 1.1 /1/ определяем тип и разновидность глинистого грунта.

Суглинки тугопластичные, т.к. находится в интервале 0,07<?0,17, а в 0,25<? 0,5.

Вычисляем коэффициент пористости по формуле

, (4)

где - плотность частиц грунта ;

- плотность грунта .

Используя выше найденные характеристики, по таблицам 1.5 и 1.6 /1/ определяем нормативные значения удельного сцепления грунта угла внутреннего трения модуля деформации . По таблице 1.7 /1/ находим расчётное сопротивление грунта .

Таким образом ; ;; .

1.2.3 Слой 3

Песчаный грунт

Рисунок 3 - График определения неоднородности песчаного грунта

Определяем степень неоднородности песчаного грунта

,

т. к. <3, то песок однородный

Согласно формуле (4) находим коэффициент пористости ,

,

т. к. е < 0,6, то песок средней крупности плотный.

Вычисляем степень влажности для песчаного грунта , по формуле

, (5)

где - плотность воды.

,

т. к. ,то песок насыщенный водой.

Песок насыщенный водой, средней крупности, плотный, однородный.

Используя выше найденные характеристики, по таблице 1.4 /1/ определяем нормативные значения удельного сцепления грунта угла внутреннего трения модуля деформации . По таблице 1.7 /1/ находим расчётное сопротивление грунта .

Таким образом ; ; ;

1.2.4 Слой 4

Глинистый грунт

По выше приведённым формулам и таблицам, определяем характеристики второго образца. Физические характеристики грунтов см. таблица 2.

,

,

,

Суглинок легкопластичный

; ; ;

1.2.5 Слой 5

Глинистый грунт

Находим характеристики четвёртого образца по формулам (2), (3), (4)

,

,

,

Глины тугопластичные.

; ; ;

Все полученные данные по характеристикам грунтов сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Данные расчётных физических характеристик грунтов

№ слоя	Полное наименование грунта	с, т/м3	сs, т/м3	w - естеств. влажн. грунта	wL - влажность на гр. текучести	wP - влажность на гр. раскатывания	IP	IL	e	Сп, кПа	Цп, град	Е, МПа	R0, кПа	Sr
1	Почвенно- растительный слой	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Суглинок тугопластичный	1,87	2,7	24,0	30	20	0,1	0,4	0,79	21	20,2	12,8	203,4	-
3	Песок средней крупности, плотный, насыщенный водой	2,12	2,64	23,2	-	-	-	-	0,53	21,6	38,32	41,6	500	1
4	Суглинок легкопластичный	1,85	2,71	27	33	19	0,14	0,57	0,86	15,8	15,8	7,8	174,7	-
5	Глина тугопластичная	2	2,75	27	40	20	0,17	0,41	0,75	52,8	17,04	18,12	301,9	-

2. Расчет фундаментов неглубокого заложения

2.1 Определение минимальной глубины заложения фундаментов

а) По инженерно-геологическим условиям строительной площадки

где мощность первого слоя (растительного слоя) грунта.

б) Исходя из глубины сезонного промерзания грунта, определяемой:

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта

, (6)

где - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур;

- величина, для суглинков и глин принимается равной 0,23 м, для супесей, песков мелких и пылеватых -0,28 м, песков гравелистых, крупных и средних-0,3 м, крупнообломочных грунтов-0,34 м.

Расчётную глубину сезонного промерзания грунта определяем по формуле

, (7)

где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый по таблице 5.9 /2/.

.

в) По конструктивным соображениям принимаем глубину заложения для наружных стен , для внутренних стен .

Рисунок 4 - Схема определения глубины заложения фундаментов в здании с подвалом и без подвала

2.2 Расчёт ленточного фундамента

2.2.1 Определение основных размеров ленточного фундамента

, (8)

где из таблицы 2, т. к. исходя из глубины заложения фундаментов, основанием служит суглинок, то ;

осреднённое значение удельного веса грунта и бетона;

- глубина заложения фундамента;

, (9)

где - коэффициент, принимаемый для первой группы предельных состояний равным -1,2, для второй -1;

нормативная нагрузка по заданию

Уточняем расчётное сопротивление грунта основания

, (10)

где , - коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 3 /3/;

, ;

, , - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 /3/ в зависимости от угла внутреннего трения грунта основания;

- ширина подошвы фундамента;

- расчётное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

Рисунок 5 - Схема определения осадки фундамента методом послойного суммирования

 - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

- осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

Приведённая глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала

где - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

- толщина конструкции пола подвала;

;

- т.к здание с подвалом, шириной менее 20 м и глубиной более 2 м;

Принимаем ,

Производим проверку по среднему и краевому давлениям.

Проверка по среднему давлению выполняется по формуле

, (11)

где - продольная нагрузка в данном сечении;

- продольная нагрузка в данном сечении;

- вес фундамента и грунта на его уступах определяется как

(12)

где осреднённое значение удельного веса грунта и бетона;

- высота фундамента

- условие выполняется.

Проверка по краевому давлению

Определяем максимальное и минимальное напряжения по следующей формуле

(13)

где - изгибающий момент (по заданию);

- момент инерции сечения определяется как

(14)

по условию

, проверка выполняется.

, по условию

- условие выполняется.

2.2.2 Расчет по деформациям ленточного фундамента

Расчёт осадки методом послойного суммирования производим, исходя из условия .

(15)

где безразмерный коэффициент;

среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя по вертикали, проходящей через центр фундамента;

- толщина слоя грунта;

- модуль деформации слоя грунта;

число слоёв, на которое разбита сжимаемая толща основания.

- глубина заложения фундамента от уровня природного рельефа,

и - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы,

и - дополнительное вертикальное напряжение от внешней нагрузки на глубине z от подошвы фундамента и на уровне подошвы.

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента вычисляем по формуле:

где - коэффициент, принимаемый по таблице 55 /1/ в зависимости от формы подошвы фундамента и относительно глубины, равной ;

- давление под подошвой фундамента, определяется по формуле

(16)

где - среднее давление под подошвой фундамента;

,

, (17)

где удельный вес слоя грунта.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине, где выполняется условие:

где

где толщина элементарного слоя грунта,

удельный вес слоя грунта.

Рассчитываем толщину элементарного слоя

, ,

, ,

Для ленточных фундаментов допустимая осадка фундамента составляет 10 см.

, условие выполняется.

Таблица 3 - Определение осадки фундамента

Размещено на Allbest.ru

...