Основания и фундаменты

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Оценка геологических условий строительной площадки

1.1 Определение наименований слоев грунта, физико-механических характеристик грунта, оценка грунтовых условий строительной площадки

1.2 Определение прочностных характеристик слоев грунта по СНиП 2.02.01

1.3 Оценка грунтовых условий строительной площадки

2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании.

2.1 Глубина заложения фундамента

2.2 Определение габаритных размеров фундаментов по расчетным сечениям

3. Расчет и конструирование свайного фундамента

3.1 Выбор типа и длины сваи.

3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте

3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2-ой группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)

3.5 Расчет осадок свайного фундамента

Список использованный литературы



Введение

Всякое инженерное сооружение должно быть возведено наиболее просто и с наименьшими затратами рабочей силы, материалов и времени. В течение всего периода строительства и эксплуатации, сооружение должно обладать надлежащей прочностью и устойчивостью, а его деформация не должна выходить за пределы, обеспечивающие нормальные условия эксплуатации сооружения или не нарушающие его внешние архитектурные формы.

Обеспечение указанных выше положений и требований в значительной мере зависит от правильного учёта природных условий в районе возведения сооружения. В инженерно-геологическом плане благоприятная обстановка возведения сооружения связывается:

1) с отсутствием возможного влияния на сооружение (как в период возведения, так и в период эксплуатации) тех или иных геологических процессов и явлений, способных нарушить его общую устойчивость и прочность; геологический строительный грунт фундамент

2) с наличием в основании сооружения грунтов и горных пород повышенной прочности и несущей способности, соответствующим образом залегающих;

3) с отсутствием возможного вредного влияния подземных вод на грунты основания и на само сооружение в процессе строительства и эксплуатации.

Очевидно, что сооружения, возведённые в зонах интенсивного проявления процессов (таких как эрозия, оползни, карст, сейсмические процессы, протекающие в недрах Земли) без учёта их влияния, могут оказаться в очень тяжёлом и даже аварийном состоянии, если даже они безупречно спроектированы и возведены. Чтобы обезопасить сооружение от подобных аварий, необходимо в каждом частном случае, знать, возможно, ли проявление таких процессов и явлений, угрожают ли они данному проектируемому сооружению, какова степень опасности и какими с принципиальной стороны мероприятиями (если невозможно избежать влияния этих процессов на сооружение) можно обеспечить его нормальную службу.

Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования - обязательная составная часть изыскательных работ, проводимых для обоснования проектов сооружений, систем водоснабжения и обязанных с ними гидротехнических сооружений. В задачу исследований входит изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, геологических процессов, свойств горных пород и прогноз их изменения при строительстве и эксплуатации сооружения.

Правильная оценка инженерно-геологических условий ведёт к обеспечению прочности и устойчивости сооружения, упрощению его конструкции и к удешевлению строительства.



1. Оценка геологических условий строительной площадки

1.1 Определение наименований слоев грунта, физико-механических характеристик грунта, оценка грунтовых условий строительной площадки

Вариант: 22

Схема: 2

	I слой	II слой	III слой
Мощность слоя, м	3,4	2,5	4,0
Гранулометрический состав грунта: ›2мм 2-0,5мм 0,5-0,25мм 0,25-0,1мм ‹ 0,1мм	0 2,5мм 5,0мм 20,0мм 72,5мм	0 1,0мм 1,0мм 3,0мм 95,00мм	0 6,0мм 10,0мм 40,0мм 44,0мм
Природная влажность,W(%)	22	26	16
Границы пластичности,WL (%) Wp (%)	32 18	53 30	18 12
Удельный вес грунта, г(kH/м3)	16,2	18,8	21,7
Удельный вес твердых частиц грунта, гс(kH/м3)	27,1	27,4	26,7
Коэф. фильтрации грунта,Кf(см/с)	2*10-7	3*10-8	5*10-5
Коэф.сжимаемости грунта, m0 (MПа-1)	0,18	0,14	0,06
УПВ от кровли слоя грунта, м	_-	-	2,0

Определение наименований слоев грунта по ГОСТ 25100-85

1.Определение вида грунтов по гранулометрическому составу и числу пластичности

1. 1_P=W_L-W_P=32-18=14% >1 (глинистые суглинок)

2. 1_P=W_L-W_P=53-30=23%>1(глина,легкий песчанистая)

3. 1_P=W_L-W_P=18-12=6%>1 (супесь песчанистая)



где W_L u W_P - соответственно влажность грунта на границе текучести и раскатывания.

2.Определение коэффициента пористости грунтов:

1.

2.

3.

где y_s - удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

у - удельный вес грунта, кН/м³;

W - природная влажность грунта в долях единицы.

3. Определение степени влажности грунтов

1.

2.

3.

4. Определение показателя текучести I_L глинистых грунтов

1. %

2.

3.



5. Оценка просадочности грунтов

1.I_SS=

=0,32*27,1/10=0,87

2. I_SS=

=0,53*27,4/10=1,45

3. . 1_P=W_L-W_P=18-12=6%> I_SS=0,1

где e_l - коэффициент пористости, соответствующий влажности грунта на границе текучести W_L, определяемый по формуле.

1.2 Определение прочностных характеристик слоев грунта по СНиП 2.02.01

1.Расчетное сопротивление грунта R_о по таблицам:

1 слой - суглинок тяжелый

е=1 R_о =219,4 кПа

2 слой- глина твердая

е=,08 R_о =275,2 кПа

3 слой- супесь песчанистая

е=0,43 R_о =436 кПа

2) Характеристики прочности грунтов:

1. С=35,55кПа 2. С=52,81кПа 3. С=45кПа

?=13,13⁰ ?=18,83⁰?=18,83⁰

Е=11,13МпаЕ=20,5Мпа Е=15МПа

где С-сцепление; ц- угол внутреннего трения; Е-модуль деформации ;

В рамках учебного проектирования значения C и ц определяются по СНиП РК [3, с. 70 ].

1.3 Оценка грунтовых условий строительной площадки

Слои залегают в следующем порядке: суглинок твердый мощностью 3,0м; 2 слой глина твердая мощностью 2,5; 3 слой супесь песчанистая мощностью 4,0м. Для фундаментов подвальной и безподвальной части основанием может служить грунт 2-го слоя.



2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании

1. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта:

d_fn=d₀ *

где d_fn - нормативная глубина промерзания - среднее значение максимальных глубин промерзания на ровной площадке, очищенной зимой от снега, а летом от растительного покрова;

- теплотехнический коэффициент для разных типов грунтов, определяется по СНиП 2.02.01-83 (для крупнообломочных грунтов =0,34 м; для глин и суглинков =0,23 м; для супесей, песков мелких и пылеватых =0,28 м; для песков гравелистых, крупных и средней крупности =0,3 м;

М_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе принимаемый по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

2.1 Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента равен d=2.5м

2. Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:

d_f = k_h * d_fn = 0.6*1.34=0.804



где d_f - глубина заложения фундамента (расчетная);

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима зданий, принимается по СНиП 2.02.01-83 стр. 6

2.2 Определение габаритных размеров фундаментов по расчетным сечениям

1.Определение предварительных размеров фундамента:

1.A= (N*?)/ R₀ - г_cр* d = 1250*1,2/(219,4-16,2*2,5)=7,3

в=

2. Уточненная расчетная грунта основания:

R= (1.2*1.2)/ [0.26*1*2.7*16.2+2.05*2.5*16.2+(2.05-1)*3,2*16.2+4.55*0.355]=126.18

3. A= (N*?)/ R₀ - г_cр* d= 1250*1.2/(126.18-16.2*2.5)= 13.26

в=

коэффициент условий работы грунтов, учитывающие особенности работы разных типов грунтов в основании фундаментов, определяется по СНиП 2.02.01-83 по табл. 3;

коэффициент, принимаемый равным 1, если физико-механические характеристики грунтов определены непосредственными лабораторными испытаниями, коэффициент равен 1,1, если физико-механические характеристики грунтов определены по СНиПу;

коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта (ц), залегающего в пределах одного метра под подошвой фундамента, если в пределах этой глубины располагается не один слой, то ц следует усреднить (СНиП табл.4)

принимается равным 1, если ширина подошвы фундамента (b), предполагается < 10 м;

удельный вес грунта, расположенного ниже подошвы фундамента в пределах глубины 1,5 м;

удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента в пределах 1,5 м; если выше подошвы фундамента проходит уровень грунтовых вод и если грунт выше подошвы песок, то следует учесть взвешивающие действия воды:

глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола повала, если нет повала то = 0;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

4. Определение среднего давление по подошве фундамента:

= (1250+522,72+64,8)/13,26=124,58

G_f11 = х_f * г₅= 21.78*24=522.72

х_f = b*l*h_g= 6.6*6.6*0.5=21.78

где G_f11 - нагрузка от фундамента;

G_g11 - нагрузка от грунта;

5.Определение краевых давлений по подошве фундамента:



= 124,58±(6*40)/87,516=127,32

121,83

6. Проверка условий: P_max1,2R 127,34<1.2*126.8

P_min0, 121.8>0

где Р₁₁ - среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

P_max ,P_min -максимальное и минимальное краевые давления под подошвой фундамента по п.5, кПа;

R - расчётное сопротивление грунта по п.З, кПа.

Недонапряжение по подошве фундамента не должен превышать 10%, а перегрузка - 5%.

2.3 Расчет осадок фундамента

1.Определение осадки фундамента выполняется методом послойного суммирования по следующему алгоритму:

а) определяется среднее давление по подошве фундамента

=1250/13,26+16,2*2,5=134,76.

б) определяется дополнительное давление по подошве фундамента

=134,76-16,2*2,5=94,26



где г₁₁ - средневзвешенный удельный вес грунта в пределах глубины заложения фундамента, кН/м³;

в) сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной

h₁=0,2ч0,4b,

г) строится эпюра изменения дополнительных напряжений по глубине основания

у_zP=P_o*б

где а- коэффициент, определяемый по СНиП РК [3, с.73],

д) определяются средние значения дополнительных напряжений в пределах каждого выделенного слоя грунта у_zPi;

е) строится эпюра распределения вертикальных напряжений по глубине основания от собственного веса грунта (рисунок 2.2)

у_zg=г^/d+,

где г^/ - удельный вес грунта выше подошвы фундамента, кН/м³;

г_i,hj - соответственно удельный вес, кН/м³ и толщина i-го слоя грунта, м;

ж) устанавливается нижняя граница сжимаемой толщи грунта (ГСТ) исходя из соблюдения условия

,

или,

если сжимаемая толща находится в слое грунта с модулем деформации менее 5 мПа;

з) определяется осадка фундамента S м, равная сумме осадок всех слоев грунта в пределах границы сжимаемой толщи

,

где в - безразмерный коэффициент, равный 0,8

E_i,,hj- модуль деформации, кПа и толщина слоя грунта, м;

п - число слоев сжимаемой толщи основания;

и) проверяется условие

S S_uf,

где S_uf - предельно допустимая осадка для данного типа сооружения, определяемая по СНиП РК [3, с. 80].

№	h	z	о=2z/b	б	уzp	уzg	E	S
1	0	0	0	1	94.26	40.5	11.13	0.8
2	0.4	0.4	0.12	0.99	93.3	46.98	11.13	3.4
3	0.5	0.9	0.27	0.98	92.3	56.08	11.13	6.64
4	0.5	1.4	0.42	0.95	89.54	64.18	11.13	9.78
5	0.5	1.9	0.57	0.9	84.8	72.28	11.13	12.75
6	0.5	2.4	0.72	0.86	81.06	80.38	11.13	15.66



Расчетная схема к определению осадки фундамента

Проектирование ленточного фундамента

Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании

1. Определение глубина заложения подошвы ростверка:

d= h_под-h_пол+h_ф+h_р

2.Определение предварительных размеров подошвы фундамента.

3.Уточнение расчётного сопротивления грунта по формуле:

4.Определение:

5.Определение среднего давления по подошве фундамента.

,

6. Определение краевых давлений по подошве фундамента.

7.Проверка условий:

P_max1,2R=

P_min0,

8. Определение осадки фундамента.

1) определяется среднее давление по подошве фундамента

,

2) определяется дополнительное давление под фундаментом

,



3) сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной

h₁=0,4b=0,44м

4) Определяются дополнительные напряжения по глубине основания и напряжения поглубине основания от собственного веса грунта:

у_zP=P_oб у_zg=г^/d+,

Осадка равна:

№	h элемент	z	о=2z/b	б	уzp	уzg	E	S
1	0	0	0	1	215.5	86.48	20.5	0.8
2	0.4	0.4	0.13	0.99	213.3	86.88		4.16
3	0.5	0.9	0.31	0.97	209.03	86.97	15	10.05
4	0.5	1.4	0.48	0.93	200.4	86.95		15.39



3. Расчет и конструирование свайного фундамента

3.1 Выбор типа и длины сваи

Подбираем сваю с размерами 0,25х0.25; длиной 6м. Сваю опираем на 2 слой.

3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте

,



3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2-ой группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)

,

=2210кН<2846кН

3.5 Расчет осадок свайного фундамента

Определяем границы условного фундамента. Величина определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями

С боков границы определяются вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних свай на величину:

.

А_у=b_у а_у=5.8мІ



Производится проверка условия:

,

;

N_p =26,1*24=626,4

N_г= (72,3-0,375-26,1)*16,4=751,5

,

где при ;

5.2 .Определяется дополнительное давление под фундаментом

,

Сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной

h₁=0,4b;

Определяются дополнительные напряжения по глубине основания и напряжения поглубине основания от собственного веса грунта:

у_zP=P_oб у_zg=г^/d+,

Осадка равна:



№	h элемент	z	о=2z/b	б	уzp	уzg	E	S
1	0	0	0	1.000	86.2	40.5	20.5	0.8
2	0.4	0.4	0.9	0.881	75.9	48.6		2.73
3	0.5	0.9	1.6	0.642	55.3	55.08		3.58
4	0.5	1.3	2.4	0.477	41.12	61.56		3.78
5	0.5	1.8	3.2	0.374	32.2	69.66	15	3.09
6	0.5	2.3	4.2	0.306	26.3	77.76		3.23

Схема определения осадки свайного фундамента.

Проектирование свайного фундамента

1.Выбор типа и длины сваи.

Подбираем сваю с размерами 0,25х0,25; длиной 6м.

2.Определение расчетного сопротивления висячей сваи.



3.Определение количества свай в ростверке.

,

4.Определение фактических нагрузок на сваи.

,

=2415.6кН<3421кН

5.Расчет осадки свайного фундамента.

5.1.Определяем границы условного фундамента. Величина определяется как средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунтов, прорезаемых сваями



С боков границы определяются вертикальными плоскостями, отстоящими от наружных граней крайних свай на величину:

.

А_у=b_у а_у=4.68мІ

Производится проверка условия:

,

,

где при ;

5.2. Определяется дополнительное давление под фундаментом

,

Сжимаемая толща грунтов основания под фундаментом делится на элементарные слои толщиной

h₁=0,4b;

Определяются дополнительные напряжения по глубине основания и напряжения поглубине основания от собственного веса грунта :

у_zP=P_oб у_zg=г^/d+,

Осадка равна:

№	h элемент	z	о=2z/b	б	уzp	уzg	E	S
1	0	0	0	1.000	87.09	86.48	20.5 15	0.8
2	0.4	0.4	0.89	0.756	80.9	94		3.15
3	0.5	0.9	2	0.285	76.1	103.4		2.67
4	0.5	1.4	2.8	0.165	44.1	112.8		3.3
5	0.5	1.9	4.2	0.306	26.6	87.06	15	1.7

Схема определения осадки свайного фундамента.



Список использованный литературы

1. ГОСТ 13015-2003 «Изделия железобетонные и бетонные для строительства»

2. ГОСТ 13579-78 «Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия»

3. ГОСТ 19804-78 «Сваи забивные железобетонные. Общие технические условия»

4. СНиП РК 1.03-05-2001 «Охрана труда и техника безопасности в строительстве»

5. СНиП РК 2.04-01-2001 «Строительная климатология»

6. СНиП РК 2.02-05-2002 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

7. СНиП 3.02.01-87 «Основания зданий и сооружений»

8. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»

9. СНиП2.06.07-87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения»

Размещено на Allbest.ru

...