Расчет фундаментов для электровозного ДЕПО

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В данном курсовом проекте в одних и тех же грунтовых условиях и для одного и того же сооружения будут предложены различные типы фундаментов, из которых нужно выбрать наиболее рациональный, гарантирующий прочность и устойчивость сооружений. расчет фундаментов будем вести для электровозного депо.

инженерный грунт строительный фундамент



1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

1.1 Назначение и конструктивные особенности подземной части здания

Рисунок 1 - План и разрез электровозного депо

Таблица 1 - Исходные данные

Номер Слоя	Мощность м	Отметка подошвы м	Отметка уровня подземных вод, м	Наим. грунта по типу	Плотность , г/см3	Предел пластичност wP, %	Коэф. фильтрации kf, см/с
1	1,0	129,0	126,0	Насыпной слой	1,40	-	-
2	2,0	127,0		Суглинок	1,93	18	2·10-7
3	4,0	123,0		Глина	1,92	30	5·10-8
4	6,0	117,0		Супесь	2,00	13	4·10-5
5	5,0	112,0		Песок мелкий	2,00	0	2·10-2

отметка поверхности природного рельефа NL = 130,0 м;

нормативная глубина промерзания грунта d_fn = 1,4 м.

Оценка инженерно-геологичеких условий площадки начинаем с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным (таблица 1) строим геологический разрез (рисунок 2).

Рисунок 2 - Геологический разрез



1.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрогеологические условия

Для обоснования проектных решений по устройству фундаментов необходимо, прежде всего, изучить иженерно-геологические условия площадки.

Оценка инженерно-геологических условий площадки начинается с изучения напластования грунтов, для этого построен геологический разрез.

Для количественной оценки прочностных и деформационных свойств грунтов площадки по исходным данным вычисляем производные характеристики физических свойств грунтов, к которым относятся:

а) для песчаных грунтов - коэффициент пористости и степень важности;

б) для пылевато-глинистых грунтов - число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности.

Слой 1 - Насыпной: с=1,70 г/см³

Слой 2 -Суглинок:	с=1,93 г/см3
	сs=2,70 г/см3
	w=0,23
	wL=30%
	wP=18%

Число пластичности:

По числу пластичности - суглинок;

Показатель текучести:



По показателю текучести суглинок -тугопластичный.

Необходимо выяснить не относится ли пылевато-глинистые грунты к просадочным или набухающим. Для этого можно ограничится приближённой оценкой просадочности и набухаемости грунтов. К просадочным относятся глинистые грунты со степенью влажности S_r?0,8, для которых величина показателя I_ss, определяемого по формуле:

меньше значений: 0,1 при ; 0,17 при и 0,24 при . К набухающим от замачивания водой относятся глинистые грунты, для которых значение показателя I_ss?0,3.

В формуле e_L - коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести w_L, определяемый по формуле:

Определим степень влажности суглинка:

Так как S_r>0,8 поэтому дальнейшую проверку не проводим - суглинок не является не просадочным или набухающим.

Слой 3 -Глина:	с=1,92 г/см3
	сs=2,74 г/см3
	w=0,36
	wL=53%
	wP=30%

Число пластичности:

По числу пластичности - глина;

Показатель текучести:

По показателю текучести глина - тугопластичная.

Выполняем проверку не относится ли глина к просадочным или набухающим грунтам.

Определяем степень влажности глины:

Так как S_r>0,8 поэтому дальнейшую проверку не проводим - глина не является не просадочной или набухающей.

Слой 4 - Супесь:	с=2,0 г/см3
	сs=2,67 г/см3
	w=0,17
	wL=20%
	wP=13%

Число пластичности:



По числу пластичности - супесь;

Показатель текучести:

По показателю текучести супесь - пластичная.

Выполняем проверку не относится ли супесь к просадочным или набухающим грунтам.

Определяем степень влажности глины:

Так как S_r>0,8 поэтому дальнейшую проверку не проводим - супесь не является не просадочной или набухающей.

Слой 5 - Песок мелкий:	с=2,00 г/см3
	сs=2,66 г/см3
	w=0,25 сw =1,00 г/см3

Коэффициент пористости (отношение объёма пор к объёму частиц грунта):

По коэффициенту пористости - песок средней плотности;

Степень влажности грунта:



По степени влажности (степени заполнения пор водой) - песок насыщенный водой;

По значениям характеристик физических свойств грунтов, определяющих их тип и разновидность, выписываются из соответствующих таблиц значение угла внутреннего трения ц, удельное сцепление с, модуля деформации E и расчётного сопротивления R₀.

Оценку инженерно-геологических условий площадки начинаем с построения геологического разреза, на котором помимо слоев грунта наносим уровень подземных вод, фиксируем его отметку.

1.3 Строительная классификация грунтов площадки

Основанием для строительства здания служат песчаные и глинистые грунты. Песчаные грунты по гранулометрическому составу делятся на следующие типы: песок гравелистый, песок крупный, песок средней крупности, песок мелкий, песок пылеватый.

По степени влажности песчаные грунты подразделяются на разновидности: маловлажные, влажные, насыщенные водой.

По числу пластичности грунты подразделяются на: супесь, суглинок, глина.

По показателю текучести пылевато-глинистые грунты подразделяются: супесь (твердая, пластичная, текучая), суглинки и глины (твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие).



1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания

По характеристикам механических свойств грунтов ( , с, Е ) и значению расчетного сопротивления R₀ можно судить о несущей способности, деформируемости грунта и возможности использования его в качестве основания.

В проекте все грунты относятся к малосжимаемым ( Е20Мпа ) и среднесжимаемым ( 20Е5Мпа ), поэтому все они могут бать использованы в качестве оснований капитальных зданий.

Если R₀100кПа, то вопрос об использовании такого грунта в качестве основания может решаться только на основе иследований.

В проекте все грунты обладают расчетным сопротивлением R₀100кПа, таким образом они могут использоваться как основания фундаментов.

Так как грунты основания обладают достаточной несущей способностью, можно использовать фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты.

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 здания обычно устраивают ленточные фундаменты из сборных элементов, под сборные железобетонные колонны - отдельные фундаменты стаканного типа.

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

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

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

- конструктивные особенности подземной части здания (наличие подвала, коммуникации, примыкание к соседнему зданию и т. п.).

Глубина заложения фундаментов наружных стен и колонн с учётом глубины промерзания назначается в соответствии с указаниями, приведёнными в табл. 2 СНиП [1].

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:

d_f = k_hd_fn,

где k_n коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундамента стены и колонн; принимается по таблице 1 [1];

d_fn - нормативная глубина сезонного промерзания грунта; берется по заданию (d_fn = 1,4 м).

Принимаем: для производственного здания (по заданию - схема №7-электровозное депо) без подвала с полами, устраиваемыми по грунту коэффициент k_h=0,6

Откуда расчётная глубина сезонного промерзания грунта d_f у фундамента определяется:

м

Примем глубину заложения d_f=1,5 (нормативная глубина промерзания принимается по заданию d_fn=1,4м):

d > d_f

2.2 Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований фундаментов

В соответствии со СНиП 2 основания фундаментов, сложенных нескальными грунтами, рассчитываются по предельному состоянию второй группы, т.е. по деформациям. В курсовом проекте нормативные значения нагрузок и воздействий в плоскости обреза фундамента здания заданна в исходных данных. Значения расчетных нагрузок и воздействий для расчета по деформациям принимается равным нормативным (_f =1,0 ), для расчета по несущей способности - умножением нормативных нагрузок на осредненный коэффициент надежности по нагрузкам _f =1,2.

2.3 Определение размеров подошвы фундаментов

Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных между собой параметров и устанавливаются путём последовательного приближения. В порядке первого приближения площадь подошвы:



, где

- расчётная нагрузка в плоскости обреза фундамента, принимаем по исходным данным;

- расчётное сопротивление грунта, залегающего под подошвой фундамента, принимаем по СНиП;

- осреднённое значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, принимаем 20 ;

- глубина заложения фундамента от уровня природного рельефа.

Для фундамента 1:

N_oII=1100 кН; R_o=219 кПа; d=1,5 м; _m=20кН/м³,

Тогда

В соответствии с серией 1.412-1 принимаем размеры фундамента 3,0 х 2,4м

Размеры плит в плане:

а =3,0 м b =2,4 м

а₁=2,1 м b₁=1,5м

высота плит 0,3м,

высота подколонника 2,1 м,

размер подколонника в плане 1,2х1,2м.

А = а·b=3,0·2,4=7,2 м².

Подсчитаем нагрузки, передающиеся на основание:

Нагрузка от веса фундамента:



G_фII=_f·((a·b+a₁·b₁)·h+b₃²·h₁)·_жб

G_фII=1,1·((3,0·2,4+2,1·1,5)·0,3+1,2·1,2·2,1)·24=121,9 кН

Нагрузка от веса грунта над ступенями фундамента:

G_грII=_f(a·b·(2·h+h₁)-(a₂·b₂)·h-b₃²·h₁)·_гр

G_грII=1,1·(3,0·2,4·(2·0,3+2,1)-(2,1·1,5)·0,3-1,2·1,2·2,1)·16=169,7 кН

Нормальная вертикальная нагрузка:

N_II=N_oII+G_ФII+G_грII=1100+121,9+169,7=1391,6 кН

Момент в плоскости подошвы фундамента:

M_II=M_OII+Q_OII·(2·h+h₁)=-320-21(2·0,3+0,9)=-351,5кН·м

Для фундамента 3:

N_oII=460 кН; R_o=219 кПа; d=1,5 м; _m=20кН/м³,

Тогда

В соответствии с серией 1.412-1 принимаем размеры фундамента 2,4х1,5м

Размеры плит в плане:

а =2,4 м b =1,5 м

а₁=1,8 м b₁=1,5м

высота плит 0,3м,

высота подколонника 2,1 м,

размер подколонника в плане 1,2х1,2м.

А = а·b=2,4·1,5=3,6 м².

Подсчитаем нагрузки, передающиеся на основание:

Нагрузка от веса фундамента:

G_фII=_f·((a·b+a₁·b₁)·h+b₃²·h₁)·_жб

G_фII=1,1·((2,4·1,5+1,8·1,5)·0,3+1,2·1,2·2,1)·24=84,1 кН

Нагрузка от веса грунта над ступенями фундамента:

G_грII=_f(a·b·(2·h+h₁)-(a₂·b₂)·h-b₃²·h₁)·_гр

G_грII=1,1·(2,4·1,5·(2·0,3+2,1)-(1,8·1,5)·0,3-1,2·1,2·2,1)·16=58,0 кН

Нормальная вертикальная нагрузка:

N_II=N_oII+G_ФII+G_грII=460+84,1+58,0=602,1 кН

Момент в плоскости подошвы фундамента:

M_II=M_OII+Q_OII·(2·h+h₁)=100+12(2·0,3+0,9)=118кН·м

2.4 Проверка напряжений в основании и уточнение размеров подошвы фундамента

Принятые в первом приближении размеры подошвы фундамента по изначальной формуле уточняются исходя из СНиП, выражаемых неравенствами: ; ; . где Р - среднее давление под подошвой фундамента, кПа; Р_{min, max} - соответственно максимальное и минимальное значения краевого давления по подошве фундамента, кПа; R - расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Определяем среднее давление под подошвой фундамента и минимальное значение краевого давления:

Для фундамента 1:

Определяем среднее давление под подошвой фундамента:

и - значения краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента:

где - момент сопротивления площади подошвы фундамента

Следовательно: ,

R- расчётное сопротивление грунта основания, кПа, определяем:

где _с1 и _с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по СНБ, принимаем _с1 =1,2 _с2 = 1,1 k - коэффициент, принимаемый k=1,1

М, М_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по табл. В2 СНБ 5.01.01-99

; ; .

k_z - коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м - k_z=1,

b - ширина подошвы фундамента, 2,4 м;

_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы;

;

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, принимаю 37,55 кПа;

d₁- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки, принимаю 1,5 м.

Получим значение расчётного сопротивления грунта R для фундамента 1:

Итак, получаем:

193,28 < 225,18;

95,63 < 270,02;

290,92 > 0.

Расхождение между p и R составляет 16,50 %. Размер подошвы фундамента под наружную стену здания подобран верно.

Окончательно принимаем фундамент 1 размерами 3,0 x 2,4 м.

Для фундамента 3:

где p - среднее давление под подошвой фундамента:



и - значения краевого давления по подошве внецентренно нагруженного фундамента:

где - момент сопротивления площади подошвы фундамента

Следовательно: ,

R- расчётное сопротивление грунта основания, кПа, определяем:

где _с1 и _с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по СНиП, принимаем _с1 =1,2 _с2 = 1,1

k - коэффициент, принимаемый k=1,1

М, М_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по табл. 4

; ; .

k_z - коэффициент, принимаемый равным: при b 10 м - k_z=1,

b - ширина подошвы фундамента, 1,5 м;

_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы, _II=16,58 кН/м³;

^/_II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, ^/_II =10,56 кН/м³ ;

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, принимаю 33,55 кПа;

d₁- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки, принимаю 2,0 м.

Получим значение расчётного сопротивления грунта R для фундамента 3:

Итак, получаем:

167,25 < 199,5;

238,36 < 239,0;

103,17 > 0.

Расхождение между p и R составляет 19,2 %. Размер подошвы фундамента под наружную стену здания подобран верно.

Окончательно принимаем фундамент 3 размерами 2,4 x 1,5 м.

2.5 Расчёт осадки фундамента

Значение конечной осадки определяется по методу послойного суммирования оп формуле:

,

где s - конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

s_i - осадка i-го слоя грунта основания;

в - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

n - число слоёв, на которое разбита сжимаемая толща основания;

у_zp,i - среднее значение дополнительного напряжения в i-м слое грунта;

h_i - толщина i-го слоя;

E_i - модуль деформации i-го слоя грунта.

Полученное значение осадки сопоставляют с предельно допустимой, установленной нормами проектирования.

Расчёт осадки производится в такой последовательности:

1) толщу основания делим на слои в пределах некоторой ограниченной глубины (4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоя принимаем 0,4 ширины фундамента ().

2) вычисляем значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоёв по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:

,

где - напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

г' - удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

d - глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

г_i, h_i - соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учётом взвешивающего действия воды. При определении у_zg в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды;

3) определяем дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоёв по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:

,

где б - коэффициент, принимаемый по табл. 1 приложения 2 СНиП [1];

дополнительное вертикальное давление на основание;

p - среднее давление под подошвой фундамента;

5) нижнюю границу сжимаемой толщи основания, устанавливаем на глубине, где выполняется условие

6) вычисляем значения деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяем осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоёв.

Расчёт осадки фундамента 1:

Ширина подошвы b=2,4 м, среднее давление под подошвой фундамента:

кПа

Напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:



кПа

дополнительное давление: кПа

Полученное значение осадки s=5,68см меньше предельно допустимой осадки.

s=5,68 см < smax=8 см.

Расчёт осадки фундамента 3:

Ширина подошвы b=1,5 м, среднее давление под подошвой фундамента:

кПа

напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

кПа

дополнительное давление: кПа

Полученное значение осадки s=2,4 см меньше предельно допустимой осадки.

s=2,4 см < smax=8 см.

2.6 Расчет осадки фундамента во времени

В данном курсовом проекте осадку фундамента во времени рассчитываем только для одного фундамента 1 по методике, основанной на решении одномерной задачи линейной фильтрационной консолидации.

Выполним расчёт консолидации основания ленточного фундамента с шириной подошвы b = 2,4 м, глубиной заложения d = 2,0 м. Под подошвой фундамента залегает пласт глины мощностью h = 4,0 м. Конечная осадка фундамента за счёт уплотнения глин s =5,68 см. Коэффициент фильтрации k_f = 510^-8 см/с =1,5 см/год = 0,015 м/год.

Коэффициент относительной сжимаемости:

m_v = 0,4/Е = 0,8/(18,4710⁶) = 0,04·10^-6 Па^-1.

Вычисляем значение коэффициента консолидации:

c_v = k_f /(m_vw) = 0,015/(0,04·10^-6 10) = 3,75·10⁴ см²/год.

Время осадки:



3. Вариант свайных фундаментов

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента

Назначение глубины заложения ростверка

Принимаем к рассмотрению типовые призматические железобетонные сваи. Тип фундамента - свайные кусты под колонны каркасного здания, состоящие из группы свай и низкого ростверка, в сочетании с фундаментными балками.

Ростверки бесподвального здания могут быть заложены у поверхности земли с заглублением на 0,1 - 0,2 м ниже поверхности планировки, но при этом под ростверками следует уложить слой шлака толщиной не менее 0,3 м.

Для фундамента 1:

Так как размеры подколонника для колонны составляют 1,2х1,2х2,1, а подколонник заглубляется в землю до 0,15 м от поверхности земли и приняв высоту ростверка равную 0,4 м то, принимаем глубину заложения подошвы ростверка:

d_р = 2,1+0,15+0,4=2,65 м.

Для выбора марки сваи необходимо определить её длину:

l = l_з + l_н + h = 0,1 + 1,1 + 4,5= 5,7 м.

h=7,15-2,65=4,5м.

Принимаем сваю С7-30 с характеристиками:

- бетон М 200;

- масса сваи 1,6 т;

- продольное армирование 4 14S240;

сечение сваи 300300мм.

Для фундамента 2:

d_р = 2,1+0,15+0,4=2,65 м

Для выбора марки сваи необходимо определить её длину

l = l_з + l_н + h = 0,1 + 1,1 + 4,5= 5,7 м.

h=7,15-2,65=4,5м.

Принимаем сваю С7-30 с характеристиками:

- бетон М 200;

- масса сваи 1,6 т;

- продольное армирование 4 14S240;

сечение сваи 300300мм.

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи

Несущая способность сваи определяется по формуле:

_c - коэффициент условий работы сваи, принимается 1,0;

R - расчетное сопротивление под нижним концом сваи - 3540 кПа.

A площадь опирания на грунт сваи; A=0,3^.0,3=0,09 м²;

U - наружный периметр поперечного сечения сваи, U =1,2 м;

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта

f₁= 41,9 кПа;

h_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи,

h₁=4,0 м;

_cR,_cf -коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, равны 1.

Тогда:

Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю

N F_d /_k = 519,72/1,4=371,22 кН=Р

3.3 Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю

Количество свай в свайном фундаменте рассчитывается по предельному состоянию первой группы. Для этого расчетные нагрузки и воздействия определяют путем умножения нормативных усилий на осредненный коэффициент надежности, принимаемый равным 1,2.

Расчет для фундамента Ф1 Расчет для фундамента Ф3

; ;

; ;

;

Количество свай в свайном фундаменте под колонну определяется следующим образом:

а) вычисляют среднее давление под подошвой ростверка, приняв расстояние между осями свай 3d, из выражения:

;

Определяем площадь подошвы ростверка:



При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется:

Отсюда количество свай в кусте:

;

;

;

Для фундамента Ф1 принимаем 5 сваи, для Ф3 - 2 сваи.

Определим фактическую нагрузку на сваю

- Фундамента Ф1

N (N_0I + G_р,гр1)/n = (1320+190,06)/5 = 302,25 Р=371,22кН

- Фундамента Ф3



N (N_0I + G _р,гр2)/n = (522+75,21)/4 = 149,3 Р=371,22кН

3.4 Расчет осадки свайного фундамента

Величину ожидаемой осадки свайного фундамента из висячих свай определяют расчётом по предельным состояниям второй группы. Произведём расчёт осадки фундамента, рассматривая свайный фундамент как условный массив.

Боковые грани условного массива отстоят от граней сваи на расстоянии

l = htg(_II,mt/4);

_II,mt = (_II,i h_i)/h_i ;

_II,i - расчетные значения угла внутреннего трения пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i ;

h - глубина погружения свай в грунт.

_II,mt = (_II,i h_i)/h_i = (21,294,6 + 14,181,1)/(4,6+1,1) = 19,91.

l = 8,4·tg(19,91є/4) = 0,73 м.

Определяем ширину подошвы условного фундамента и его вес:

b_м = 1,2 + 0,732 = 2,66 м;

G_IIм = b_м l_мIIм d_м,

_IIм =_IIi h_i/d_м;

G_IIм = 2,66·2,66·9,66·8,25= 563,89 кН.

Среднее давление под подошвой массива для наружной стены

p_IIм = (N_0II + G_IIм)/А_м = (1100 + 563,89)/(2,66·2,66) = 235,16 кПа;

Определим расчётное сопротивление грунта основания:

,

где М, М_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по табл. 4

; ; .

Проверяем выполнение условия: ,

где - расчётного сопротивления грунта;

Проверяем давление на грунт по подошве фундамента:

;

;

Полученное значение осадки s=1,47 см меньше предельно допустимой осадки.

s=1,47 см < smax=8 см.

Фундамент 3:

Боковые грани условного массива отстоят от граней сваи на расстоянии:

l = htg(_II,mt/4);

_II,mt = (_II,i h_i)/h_i ;

_II,i - расчетные значения угла внутреннего трения пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i ;

h - глубина погружения свай в грунт.

_II,mt = (_II,i h_i)/h_i = (21,294,6 + 14,181,1)/(4,6+1,1) = 19,91.

l = 8,4·tg(19,91є/4) = 0,73 м.

Определяем ширину подошвы условного фундамента и его вес:

b_м = 1,2 + 0,732 = 2,66 м;

G_IIм = b_м l_мIIм d_м,

_IIм =_IIi h_i/d_м;

G_IIм = 2,66·2,66·9,66·8,25= 563,89 кН.

Среднее давление под подошвой массива для наружной стены

p_IIм = (N_0II + G_IIм)/А_м = (460 + 563,89)/(2,66·2,66) = 136,22 кПа;

Определим расчётное сопротивление грунта основания:



,

где М, М_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по табл. 4

; ; .

Проверяем выполнение условия: ,

где - расчётного сопротивления грунта;

Проверяем давление на грунт по подошве фундамента:

;

;

Результаты вычислений осадки данного фундамента сведены в таблицу 6, а эпюры напряжений.

Полученное значение осадки s=2,44 см меньше предельно допустимой осадки.

s=2,44 см < smax=8 см.

Вычисляем проектный отказ сваи.

Вес сваи с наголовником Gс=20+1=21 кН. Выбираем тип молота из условия соотношения веса ударной части и веса сваи с наголовником. При погружении сваи в грунт вес ударной части молота должен быть не менее G=1,25Gc=1,2521=26,25кН. При погружении трубчатым дизель-молотом G=0,7Gc=0,721=14,7кН. Предварительно выбираем трубчатый дизель-молот С-996и с весом ударной части 25 кН, энергией удара при высоте 2,5 м 27 кДж, вес молота с кошкой 3,65 т.

Применимость молота устанавливаем по расчетной энергии удара из условия E=1,75P, где - коэффициент, равный 25 Дж/кН;

Р - расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, кН;

Тогда : Е=1,7525371,22=14292Дж=14,292 кДж;

Пригодность молота проверяем по условию:

(G_h+ G_с)/E_dk_m,

где G_h - полный вес молота;

G_с - вес сваи с наголовником, кН;

E_d - расчетная энергия удара;

k_m - коэффициент,принимаемый для трубчатых дизель-молотов 6;

Расчетное значение энергии удара для трубчатых дизель-молотов:

E_d=0,9GH=0,9252,8=63кДж;

Вычисляем проектный отказ сваи по формуле:

Получаем:



4. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного

4.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента

Фундамент 1

Выбор основного варианта производится путём сопоставления стоимости устройства фундамента на естественном основании со стоимостью устройства свайного фундамента.

Расчёт стоимости запроектированных фундаментов сведён в таблицы 2 и 3.

Таблица 2 -. Расчёт стоимости устройства отдельно стоящего фундамента

Наименование работ и конструктивных элементов	Количество	Стоимость, руб.
		единицы	общая
Фундаменты железобетонные (под колонны) V=3,02,40,3+2,11,50,3+1,21,22,1-0,550,950,9 = 5,7 м3	5,7	32,90	187,53
Отрывка котлована (на один фундамент) V = 1639/31 = 52,87м3	52,87	5,75	304
	491,53

Таблица 3 - Расчёт стоимости устройства свайного фундамента

Наименование работ и конструктивных элементов	Количество	Стоимость, руб.
		единицы	общая
Подколонники V = 1,21,22,1-0,550,950,9 = 2,54 м3	2,54	32,90	83,57
Железобетонные забивные сваи V = 1,25 м3	1,25	63,00	78,75
Монолитный железобетонный ростверк V = 1,52,10,6 = 1,89м3	1,89	21,10	39,88
Отрывка котлована в сухом песке (на один фундамент) V = 1408/31 = 45,4м3	45,4	5,75	261,1
	463,3



На основании произведённого расчёта стоимости устройства запроектированных фундаментов в качестве основного варианта принимаем свайный фундамент.

Фундамент 3

Выбор основного варианта производится путём сопоставления стоимости устройства фундамента на естественном основании со стоимостью устройства свайного фундамента.

Расчёт стоимости запроектированных фундаментов сведён в таблицы 4 и 5.

Таблица 4. -. Расчёт стоимости устройства отдельно стоящего фундамента

Наименование работ и конструктивных элементов	Количество	Стоимость, руб.
		единицы	общая
Фундаменты железобетонные (под колонны) V=2,41,50,3+1,81,50,3+1,21,22,1-0,550,950,9 = 4,8 м3	4,8	32,90	157,92
Отрывка котлована (на один фундамент) V = 1639/31 = 52,87м3	52,87	5,75	304
	461,92

Таблица 5 - Расчёт стоимости устройства свайного фундамента

Наименование работ и конструктивных элементов	Количество	Стоимость, руб.
		единицы	общая
Подколонники V = 1,21,22,1-0,550,950,9 = 2,54 м3	2,54	32,90	83,57
Железобетонные забивные сваи V = 1,25 м3	1,25	63,00	78,75
Монолитный железобетонный ростверк V = 1,51,80,6 = 1,62м3	1,62	21,10	34,18
Отрывка котлована в сухом песке (на один фундамент) V = 1408/31 = 45,4м3	45,4	5,75	261,1
	457,6



На основании произведённого расчёта стоимости устройства запроектированных фундаментов в качестве основного варианта принимаем свайный фундамент.



Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрены отдельно стоящие фундаменты под здание электровозного депо. На основании произведенных расчетов и сравнения стоимостей устройства фундамента на естественном основании и стоимостей устройства свайных фундаментов определили, что наиболее целесообразно применение свайных отдельно стоящих фундаментов под колонну.



Литература

1. Основания и фундаменты зданий и сооружений. СНБ 5.01.01-99.

Введ.07.01.1999.-М.: Минстройархитектуры Республики Беларусь, 1999.

2. Свайные фундаменты . СНиП 2.02.03-85; Введ.01.01.1985.-М.: НИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР, 1995

3. Вотяков, И.Ф. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания.- Гомель, 1996. - 60с

4. Кудрявцев, И.А. Основания и фундаменты: Пособие/И.А. Кудрявцев, К.Н. Пироговский.-Гомель: БелГУТ, 2003.-306 с.

5. Плиты железобетонные ленточных фундаментов: Технические условия.

ГОСТ 13580-85; Введ.01.01.1987.-М.: Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР, 1985 .

6. Блоки бетонные для стен подвалов: Технические условия . ГОСТ 13579-78;

Введ.01.01.1978.-М.: Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР, 1978

Размещено на Allbest.ru

...