Расчет оснований и фундаментов здания
Наименование грунтов. Определение расчетного сопротивления основания. Расчеты фундаментов мелкого заложения и свайных по второй группе предельных состояний. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов. Принятие фундамента мелкого заложения.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.11.2016 |
| Размер файла | 93,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1 Анализ исходных данных
1.1 Анализ нагрузок и конструктивных особенностей здания
Требуется запроектировать отдельно-стоящий фундамент средней железо-бетонной колонны.
Здание трехэтажное каркасное бесподвальное с высотой этажа 3, 3 метра.
Собранная нагрузка (N = 2, 43мН; М = 0, 03мН*м; Q = 0, 18мН) действует на уровне обреза фундамента.
Нагрузки от собственной массы фундамента и грунта на его уступах определяется в ходе расчетов.
1.2 Оценка инженерно-геологических условий
Инженерно-геологический разрез представлен тремя слоями, физико-механические свойства которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Физико-механические свойства грунтов
|
Показатель |
Слой №16 |
Слой № 3 |
Слой№5 |
||
|
Естественная влажность щ, дол.ед. |
0, 3 |
0, 39 |
0, 31 |
||
|
Плотность грунта с, г/см3 |
2, 0 |
1, 81 |
1, 9 |
||
|
Удельный вес частиц гs, кН/м3 |
27, 2 |
26, 9 |
26, 6 |
||
|
Удельный вес при естественной влажности г, кН/м3 |
20 |
18, 1 |
19 |
||
|
Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды гSb, кН/м3 |
9, 51 |
8, 18 |
9, 05 |
||
|
Коэффициент пористости ? |
0, 81 |
1, 07 |
0, 83 |
||
|
Коэффициент водонасыщения Sr |
1, 0 |
0, 98 |
0, 99 |
||
|
Влажность на границе текучести щL, дол.ед. |
0, 58 |
0, 46 |
0, 41 |
||
|
Влажность на границе раскатывания щP, дол.ед. |
- |
0, 27 |
0, 27 |
||
|
Число пластичности Ip, дол.ед. |
0, 28 |
0, 19 |
0, 14 |
||
|
Показатель текучести IL, дол.ед. |
0 |
0, 63 |
0, 28 |
||
|
Удельное сцепление C, кПа |
50 |
14 |
28 |
||
|
Угол внутреннего трения ц, 0 |
20 |
14 |
18 |
||
|
Модуль деформации Е, кПа |
21 |
4 |
12 |
||
|
Группа грунта |
связные |
связные |
связные |
||
|
Условное расчетное сопротивление Rо, кПа |
289 |
165 |
204 |
Заключение по данным геологического разреза:
16 слой: глина - толщина слоя 5 м; по числу пластичности Ip = 0, 28>0, 17 - глина; по показателю текучести находится в твердом состоянии (0< IL=0 <0, 25); Е=0, 81кПа; условное расчетное сопротивление Rо = 289 кПа.
3 слой: глина - толщина слоя 3м; по числу пластичности 0, 01<Ip=0, 19<0, 07 - глина; по показателю текучести находится в полутвердом состоянии (IL=0, 63> 0); Е=1, 07 кПа; условное расчетное сопротивление Rо= 165 кПа.
5 слой: суглинок - толщина слоя 6 м; по числу пластичности Ip = 0, 14 (0, 07<Ip<=0, 17); по показателю текучести находится в тугопластичном состоянии I= 0, 28 (0, 25<IL<=0, 5); Е=0, 83 кПа; условное расчетное сопротивление Ro = 204 кПа.
Природный рельеф площадки строительства спокойный со средним значением абсолютной отметки равной 15, 0 метрам, с косым напластованием грунтов. УПВ располагается на отметке -7, 40 метров.
Слой №16 может служить основанием фундамента, так как по всем показателям является самым подходящим из всех трех имеющихся слоев.
2. Расчет фундаментов мелкого заложения
фундамент грунт свайный экономический
Глубина заложения подошвы фундаментов d под наружные стены и колонны исходя из учета климатического фактора определяется из условия d?df, где df - расчетная глубина промерзания грунтов, вычисляется по формуле
df = kh * dfn, , (2.1)
где dfn - нормативная величина промерзания грунтов, принимаемая по схематической карте, для заданного города Уфа df =1, 8;
kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений и принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых зданий, при заданной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающим к наружным фундаментам kh = 0, 5.
Подставим данные значения в формулу 2.1, получим:
df = 0, 5*1, 8 = 2, 9м.
Глубину заложения принимаем 3, 05м.
2.1 Расчет оснований мелкого заложения по 2 группе предельных состояний
Целью данного расчета - предотвращение чрезмерных и неравномерных осадок оснований, при достижении которых возможно нарушение нормальной эксплуатации сооружения. Расчет оснований по деформациям производиться на основное сочетание нагрузок.
При оценке деформативности оснований исходят из условия совместной работы сооружения и основания, что в общем случае характеризуется абсолютной осадкой отдельных фундаментов S.
В процессе расчета по деформациям определяются размеры подошвы фундамента по уточненному сопротивлению грунта R и проверяется условие:
S?Su, (2.2)
где S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;
Su - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, Su = 0, 08м.
2.2 Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения
После оценки инженерно-геологических условий стройплощадки, определения несущего слоя грунта и его физико - механических характеристик, назначения глубины заложения подошвы d, а также сбора нагрузок на обрез фундамента вычисляются предварительные размеры подошвы фундамента в плане:
Апредв = , (2.3)
где Апредв - предварительная площадь подошвы фундамента (м2), которая определяется: Апредв =bпредв *lпредв;
lпредв - предварительная длина подошвы фундамента; l/b=1, 2…1, 4 в среднем;
?N - суммарная вертикальная нагрузка на обрезе фундамента от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок (кН);
гср - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м3, гср?20кН/м3;
Подставляя данные в формулу 2.3 получаем:
Апредв = = 9, 6 м2
Определим значения bпредв и lпредв:
Апредв = bпредв * lпредв
lпредв / bпредв =1, 2
Исходя из этого, получим:
Апредв = bпредв * lпредв
lпредв = 1, 2* bпредв
Апредв = bпредв * 1, 2*bпредв
Отсюда:
lпредв = 4м
bпредв = 3м
Далее вычислим расчетное сопротивление грунта R для назначения окончательных размеров подошвы фундаментов с учетом ширины подошвы фундамента bпредв и назначенной глубины заложения d:
R = *[Mу*kz*b*yІІ+ Mq *d1*yІІ +Mc *cІІ], (2.4)
где гс1 и гс2 - коэффициенты условий работы, принимаемые в случае курсового проекта гс1 =1, 4 и гс2 = 1, 4;
k = 1, 0 - коэффициент, учитывающий метод определения прочностных характеристик грунта;
Mу, Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по таблице данных места строительства и усилий на обрезе фундамента;
kz - коэффициент для подошвы фундамента (kz =1, 0);
b - ширина подошвы фундамента, м;
yІІ - удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов, кН/м3;
yІІ - удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
cІІ - удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
d1 - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки.
R = *[0, 51*1*3*20+ 3, 06 *3, 05*20 +5, 66* 50] = 622, 78 кПа
После определения расчетного сопротивления грунта R уточняем размеры подошвы фундамента:
Аут = , м2 (2.5)
Подставив значения в формулу получим:
Аут = =5, 53 м2
2.3 Проверка принятых размеров подошвы фундамента
Целью данного расчета является определение среднего, максимального и минимального давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчетным сопротивлением грунта:
р = , (2.6)
рmax = , (2.7)
рmin = , (2.8)
где р, рmax, рmin - соответственно среде, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, МПа;
N?- расчетная вертикальная нагрузка на основание с учетом веса фундамента и грунта на его уступах, МН;
М? - расчетный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, МН*м;
А - площадь подошвы фундамента, м2;
R - расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, МПа;
W - момент сопротивления по подошве фундамента, м3;
W=, (2.9)
где l - длина подошвы фундамента, м,
b - ширина подошвы фундамента, м.
Необходимо определить нормальную N? и моментную суммарные нагрузки М?, действующие на основание:
N? =N+Vф *гср = N + Aф*d * гср, (2.10)
М? =М+ Q *dф, (2.11)
где N, M, Q - соответственно вертикальная, моментная и поперечная нагрузка на обрез фундамента, кН;
Vф *гср = Aф*d * гср - нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах, кН;
Аф - площадь подошвы фундамента, м2;
dф - высота фундамента, м.
Рассчитаем нормальную N? и моментную суммарные нагрузки М?, действующие на основание:
N? = 1820 + 6, 41*3*20 = 2204, 6 кН
М? = 100 + 170*3 = 610 кН
W = 8 м3
р = кН,
рmax =
рmin = ,
Условия сравнения среднего, максимального и минимального давления под подошвой фундамента с расчетным сопротивлением грунта сходятся, из этого следует, что подошва фундамента будет иметь размеры l = 4 м, b = 3 м.
Порядок расчета осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования:
1) Расчетная схема осадки фундамента мелкого заложения:
2) Определение значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого слоя грунта (графа 7)
уzg= уzg0+?гi*hi, (2.12)
где уzg0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, определяемое по формуле уzg0 = г0 *d0
г0 - осредненный удельный вес грунта и воды, залегающих выше подошвы фундамента;
d0 - глубина заложения подошвы фундамента.
Рассчитаем значения вертикальных напряжений для фундамента мелкого заложения для каждого слоя:
1. уzg = 20*2, 9=58кПа
2. уzg =58 + 20*0, 7=72 кПа
3. уzg = 72 + 20*0, 7 = 100 кПа
4. уzg =100 + 20*0, 7 = 114 кПа
5. уzg =114 + 18, 1*1 = 132, 1 кПа
6. уzg =132, 1 + 18, 1*1 = 150, 2 кПа
7. уzg =150, 2 + 18, 1*1 = 168, 3 кПа
8. уzg =168, 3 + 18, 1*1 = 170, 2 кПа
3)Определение значений дополнительных (уплотняющих) вертикальных нормальных напряжений по оси фундамента уzр под подошвой фундамента, в каждом элементарном слое мощностью не более 0, 4b, где b - ширина подошвы фундамента.
Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяют по формуле:
р = уzр0 = р - уzр0 (2.13)
Дополнительное вертикальное напряжение в грунте вычисляются по формуле (графы 4, 5, 6):
уzрi = б * уzрi, (2.14)
где б - коэффициент, принимаемый по СНиП, в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента з = l/b, и относительной глубины, равной ж =2z/b, где z-расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.
Рассчитаем эти напряжения для фундамента мелкого заложения:
1. уzр0 = 448, 3 - 58 = 384, 30 кПа
2. уzрi = 384, 3*0, 941= 361, 60 кПа
3. уzрi =384, 3*0, 794 = 305, 13 кПа
4. уzрi =384, 3*0, 607 = 233, 27 кПа
5. уzр =384, 3*0, 223 = 85, 70 кПа
6. уzр =384, 3*0, 1395 = 53, 61 кПа
7. уzр =384, 3*0, 0945 = 36, 32 кПа
8. уzр =384, 3*0, 070 = 26, 90 кПа
Сжимаемая толща основания определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи (В.С) (графа 8). При этом В.С находиться на той же глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие:
уzрi = 0, 2 уzgi (2.15)
Рассчитаем границу сжимаемой толщи основания:
1. уzрi = 0, 2*58 = 11, 6 кПа
2. уzрi = 0, 2*72 = 14, 4 кПа
3. уzрi = 0, 2*100 = 20 кПа
4. уzрi = 0, 2*114 = 22, 8 кПа
5. уzрi = 0, 2*132, 1 = 26, 42 кПа
6. уzрi = 0, 2*150, 2 = 30, 04 кПа
7. уzрi = 0, 2*168, 3 = 33, 66 кПа
8. уzрi = 0, 2*170, 2 = 34, 04 кПа
4) Определение осадки фундамента здания и сооружения было выполнено методом послойного суммирования, который рекомендуется СНиП. По этому методу величина осадки фундамента определяется по формуле:
S=, (2.16)
где В = 0, 8 - безразмерный коэффициент;
уzpi - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-ом слое грунта;
hi и Ei- - соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта;
п - число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания
По формуле 2.16 рассчитаем осадку фундамента:
1. S = 0, 8*384, 3*0/21*10= 0 см
2. S = 0, 8*361, 6*0, 7/21*10= 0, 96 см
3. S = 0, 8*305, 13*1, 4/21*10= 0, 813 см
4. S = 0, 8*233, 27*2, 1/21*10=0, 622 см
5. S = 0, 8*85, 70*3, 1/18, 1*10=1, 714 см
6. S = 0, 8*53, 61*4, 1/18, 1*10=1, 072 см
7. S = 0, 8*36, 32*5, 1/18, 1*10=0, 726 см
8. S = 0, 8*26, 90*5, 3/19*10=0, 215 см
Таблица 2 - Определение деформации основания ФМЗ
|
Расстояние от подошвы фундамента до подошвыi- |
МощностьI слоя грунта hi, м |
Удельный вес грунта г, кН/м3 |
Коэффицинет ж=2z/b |
Коэф фициент б |
Дополнительное давление уzpi, кПа |
Природное давлениеуzgi, кПа |
0, 2 уzgi, кПа |
Модуль деформации Е, кПа |
Осадка слоя Siсм |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
1 |
0 |
0 |
20 |
0 |
1 |
384, 3 |
58 |
11, 6 |
21 |
0 |
|
|
2 |
0, 7 |
0, 7 |
20 |
0, 5 |
0, 941 |
361, 60 |
72 |
14, 4 |
21 |
0, 96 |
|
|
3 |
1, 4 |
0, 7 |
20 |
0, 93 |
0, 794 |
305, 13 |
100 |
20 |
21 |
0, 813 |
|
|
4 |
2, 1 |
0, 7 |
20 |
1, 4 |
0, 607 |
233, 27 |
114 |
22, 8 |
21 |
0, 622 |
|
|
5 |
3, 1 |
1 |
18, 1 |
2, 07 |
0, 223 |
85, 70 |
132, 1 |
26, 42 |
4 |
1, 714 |
|
|
6 |
4, 1 |
1 |
18, 1 |
2, 73 |
0, 1395 |
53, 61 |
150, 2 |
30, 04 |
4 |
1, 072 |
|
|
7 |
5, |
1 |
18, 1 |
3, 4 |
0, 095 |
36, 32 |
168, 3 |
33, 66 |
4 |
0, 726 |
|
|
8 |
6, 3 |
1, 2 |
19 |
4, 2 |
0, 070 |
26, 90 |
170, 2 |
34, 04 |
12 |
0, 215 |
= 6, 122
При расчете фундамента мелкого заложения было рассчитано, что при размерах подошвы фундамента l = 4м и b = 3м осадка фундамента заданного промышленного здания будет удовлетворять условию 2.2 S = 6, 122см ?8см, следовательно, данный фундамент может служить основанием для заданного промышленного здания.
3. Расчет свайного фундамента
Проектирование свайного фундамента предусматривает выбор вида свай и их размеров, определение несущей способности свай и конструирование свайного фундамента, расчет свайного фундамента по предельным состояниям основания.
3.1 Определение несущей способности одиночной сваи
Несущая способность одиночной сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготовлена, и грунта, в которой она погружается. В расчетах используется меньшее значение, полученное по расчетам.
Согласно действующим нормам, сваи и свайные фундамента НПО несущей способности грунтов оснований рассчитываются по формуле:
N?Fd / гk, (3.1)
где N - расчетная нагрузка на сваю;
Fd - расчетная несущая способность сваи по грунту;
гk =1, 4 - коэффициент надежности, по несущей способности сваи.
Несущую способность по грунту Fd сваи-стойки следует определять по формуле:
Fd = гс *R*A, (3.2)
где гс =1 коэффициент условий работы сваи в грунте;
R- Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.
Несущая способность по грунту свай трения зависит от двух слагаемых, представляющих собой сопротивление грунта под нижним концом и боковой поверхности сваи, и определяется из выражения:
Fd = гс (гсR *R*A + u гсf * f* h), (3.3)
где гс = 1 - коэффициент условий работы сваи в грунте;
гсR и гсf = 1- коэффициент условий работы грунта под нижним концом и боковой поверхности сваи;
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
А - площадь поперечного сечения сваи;
u - наружный периметр сваи;
fi - расчетное сопротивление грунта i-го слоя по боковой поверхности сваи;
hi - мощность i-го слоя грунта, прорезываемого сваей.
Fd = 1(0, 09*7500 + 1, 2*116, 35) = 675 + 139, 62 = 814, 62 кН
3.2 Определение числа свай в фундаменте
Количество свай в фундаменте определяется по формуле:
N = , (3.4)
Fdg = , (3.5)
где N1 - расчетная нагрузка, кН;
Fdg - расчетная несущая способность сваи, кН;
г =1, 4 - коэффициент надежности.
Fdg = 814, 62/1, 4 = 581, 87 кН
n = 2430/581, 87 = 4 шт.
2r (3.6)
где d- диаметр или сторона сваи, м;
n - число рядов свай в ростверке, шт;
r- расстояние от наружного края сваи дл края ростверка, м;
а = 3d - расстояние между осями сваи в ростверке.
bp = 1*0, 9*4 + 0, 3 + 2*0, 05 = 1, 6 м
3.4 Расчет основания свайного фундамента по деформациям
Расчет осадки свайного фундамента из висячих свай производят как для условного фундамента на естественном основании, контур которого ограничен ростверком, сваями и некоторым объемом грунта в околосвайном пространстве. Границы условного фундамента УСГМ определяется следующим образом:
СГ - нижняя плоскость, проходящая через торцы свай;
УМ - верхняя плоскость условного свайно-грунтового массива - поверхность планировки грунта;
Боковые УС и ГМ - вертикальные плоскости, отстоящие от наружных граней свай крайних рядов на расстоянии, которое определяется:
б=, (3.7)
где цср - угол внутреннего трения грунта, цср =
H - длина сваи от острия до подошвы ростверка.
цср = = 20
б = 20/4 = 5
Порядок расчета осадки свайного фундамента методом послойного суммирования:
1) построение условного фундамента УСГМ;
2) вычисление ширины условного фундамента:
Вусгм = 3d+d+2*() (3.8)
Вусгм = 3*0, 9+0, 3+2(3*tg 5) = 3, 52м
3) определение массы свайно-грунтового массива (уловного фундамента):
Gусгм = Вусгм *dусгм * гср, (3.9)
где гср - осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м3, гср?20кН/м3.
Gусгм = 3, 522 *5*20 = 1239, 04
Определение среднего фактического давления под подошвой условного фундамента:
, (3.10)
где N - расчетная нормальная нагрузка в основании условного массивного фундамента, кН, определяется как сумма нагрузки на обрезе фундамента N и массы свайно-грунтового массиваGусгм.
По формуле 3.10 определим среднее фактическое давление под подошвой условного фундамента:
Р = (2430 + 1239)/ 3, 522 = 296, 12
В2усгм = ГС2 - площадь подошвы квадратного условного фундамента, м2
4) определение расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента:
R= (M *Bусгм * г +М *dусгм * г +М * с), (3.11)
где гс1, гс2 - коэффициенты условий работы;
k = 1, 0 - коэффициент, учитывающий метод определения прочностных характеристик грунта;
Мy, Мq, Мc - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения;
Kz = 1 - коэффициент для подошвы фундамента b?10, 0м;
г - удельный вес грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов, кН/м
г - удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов, кН/м
с - удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
dусгм - глубина заложения подошвы фундамента бесподвальных зданий от уровня планировки.
R = 1, 4*1, 4(0, 51*3, 52*20 + 3, 06*5*20 + 5, 66*50) = 738, 5 кПа
5) проверка условия Р?R:
Р = 296, 12 и R = 738, 5, соответственно 296, 12 ? 738, 5, условие выполняется, что означает, что среднее фактическое давление меньше расчетного сопротивления грунта под подошвой условного фундамента.
5) Построение эпюр бытовых и дополнительных давлений, определение нижней границы сжимаемой толщи:
8) определение осадки условного (свайного) фундамента:
воспользуемся методикой послойного суммирования, приведенной в п 2.4.
Определение значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента и на границе каждого слоя грунта:
1.уzg = 20(1, 4+2, 95) = 87 кПа
2. уzg = 87+20*0, 5 = 97 кПа
3. уzg = 97+18, 1*0, 1 = 115, 1 кПа
4. уzg = 115, 1+18, 1*1 = 133, 2 кПа
5. уzg = 133, 2+18, 1*1 = 151, 2 кПа
6. уzg = 151, 2+19*1 = 170, 2 кПа
7. уzg = 170, 2+19*1 = 189, 2 кПа
Определение значений дополнительных (уплотняющих) вертикальных нормальных напряжений по оси фундамента уzр под подошвой фундамента, в каждом элементарном слое мощностью не более 0, 4b, где b - ширина подошвы фундамента.
Дополнительное вертикальное напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента определяется по формуле:
р = уzр0 = р - уzр0 (3.12)
Дополнительное вертикальное напряжение в грунте вычисляются по формуле (графы 4, 5, 6):
уzрi = б * уzрi, (3.13)
где б - коэффициент, принимаемый по СНиП, в зависимости от соотношения сторон прямоугольного фундамента з = l/b, и относительной глубины, равной ж =2z/b, где z-расстояние до границы элементарного слоя от подошвы фундамента.
Рассчитаем эти напряжения для фундамента мелкого заложения:
1. уzр0 = 296, 12 - 87 = 209, 12 кПа
2.уzр = 209, 12*0, 972 = 203, 26 кПа
3.уzр = 209, 12*0, 765 = 159, 97 кПа
4.уzр =209, 12*0, 5 = 104, 56 кПа
5.уzр =209, 12*0, 341=71, 31 кПа
6. уzр =209, 12*0, 235= 49, 14 кПа
7. уzр =209, 12*0, 168=35, 13 кПа
Сжимаемая толща основания определяется как расстояние от подошвы фундамента до нижней границы сжимаемой толщи (В.С) (графа 8). При этом В.С находиться на той же глубине под подошвой фундамента, где выполняется условие:
уzрi =0, 2 уzgi (3.14)
Рассчитаем границу сжимаемой толщи основания:
1. уzрi = 0, 2*87 = 17, 40 кПа
2. уzрi = 0, 2*97 = 19, 40 кПа
3. уzрi = 0, 2*115, 1 = 23, 02 кПа
4. уzрi = 0, 2*133, 2 = 26, 64 кПа
5. уzрi = 0, 2*151, 2 = 30, 26 кПа
6. уzрi = 0, 2*170, 2 = 34, 04 кПа
7. уzрi = 0, 2*189, 2 = 37, 84 кПа
4) Определение осадки фундамента здания и сооружения было выполнено методом послойного суммирования, который рекомендуется СНиП. По этому методу величина осадки фундамента определяется по формуле:
S=, (3.15)
где В = 0, 8 - безразмерный коэффициент;
уzpi - среднее вертикальное (дополнительное) напряжение в i-ом слое грунта;
hi и Ei- - соответственно мощность и модуль деформации i-го слоя грунта;
п - число слоев, на которое разбита сжимаемая толщина основания.
Рассчитаем данное значение:
1. S = 0, 8*209, 12*0/21*10 = 0 см
2. S = 0, 8*203, 26*0, 5/21*10 = 0, 66 см
3. S = 0, 8*159, 97*1/4*10 = 3, 19 см
4. S = 0, 8*104, 56*1/4*10 = 2, 08 см
5. S = 0, 8*71, 31*1/4*10 = 1, 43 см
6. S = 0, 8*49, 14*1/12*10 = 0, 33 см
7. S = 0, 8*35, 13*1/12*10 = 0, 23 см
Таблица 3 - Определение деформации основания СВФ
|
Расстояние от подошвы фундамента до подошвы i-того |
Мощность I слоя грунта hi, м |
Удельный вес грунта г, кН/м3 |
Коэффициент ж=2z/b |
Коэф фициент б |
Дополнительное давление уzpi, кПа |
Природное давление уzgi, кПа |
0, 2 уzgi, кПа |
Модуль деформации Е, кПа |
Осадка слоя Siсм |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
0 |
0 |
20 |
0 |
1 |
209, 12 |
87 |
17, 40 |
21 |
0 |
|
|
0, 5 |
0, 5 |
20 |
0, 33 |
0, 972 |
203, 26 |
97 |
19, 40 |
21 |
0, 66 |
|
|
1, 5 |
1 |
18, 1 |
1 |
0, 765 |
159, 97 |
115, 1 |
23, 02 |
4 |
3, 19 |
|
|
2, 5 |
1 |
18, 1 |
1, 67 |
0, 5 |
104, 56 |
133, 2 |
26, 64 |
4 |
2, 08 |
|
|
3, 5 |
1 |
18, 1 |
2, 33 |
0, 341 |
71, 31 |
151, 2 |
30, 26 |
4 |
1, 43 |
|
|
4, 5 |
1 |
19 |
3 |
0, 235 |
62, 63 |
170, 2 |
34, 04 |
12 |
0, 33 |
|
|
5, 5 |
1 |
19 |
3, 67 |
0, 168 |
49, 14 |
189, 2 |
37, 84 |
12 |
0, 23 |
= 7, 92
4. Проектирование котлованов
В проект устройства котлованов входит:
- горизонтальная и вертикальная привязка котлована к местности;
- план и разрезы котлована с указанием основных осей, размеров поверху и понизу, абсолютных отметок дна и всех заглублений к основным осям;
- размеры откосов или конструкций крепления его стенок.
В проекте предусматриваются мероприятия, направленные против затопления поверхностными подтопления подземными водами, нарушения природного сложения грунтов основания при производстве работ, возможного промерзания грунтов в зимнее время, мероприятия по обеспечению сохранности рядом расположенных существующих строений и другие мероприятия, обусловленные местными геологическими и гидрогеологическими условиями, спецификой возводимого здания, особенностями инженерной подготовки территории.
4.1 Определение объемов разработки грунта в котловане
Объем котлована определяется по формуле:
Vк = [a*b + (a + c)*(b + d) + c*d], (4.1)
Где Hk - глубина разработки котлована, м;
а и b - длина и ширина котлована по низу, м
c и d - длина и ширина по верху, м.
Размеры длины, ширины по верху и по низу котлована находятся по формулам:
b = bф + 0.6 (4.2)
d = bф + 2m*Hk (4.3)
a = bф + 0.6 (4.4)
c = a + 2m*Hk (4.5)
где bф - ширина фундамента, м;
m - коэффициент откоса грунта.
Рассчитаем выше указанные значения:
1) для фундамента мелкого заложения:
Нк = 3, 05
b = 3 + 0, 6 = 3, 6 м
d = 3, 6 + 2*0, 25*3, 05 = 4, 7 м
a = 4 + 0, 6=4, 6 м
c = 4, 6+2*0, 25*3, 05 = 6, 1 м
Vк = 3, 05/6[4, 6*3, 6 + (4, 6 + 6, 1)*(3, 6+4, 7)+6, 1*4, 7] = 68, 4 м3
2) для свайного фундамента:
Нк = 1, 55
= 1, 3
b = 1, 3 + 0.6= 1, 9 м
a = 1, 3 + 0, 6 = 1, 9 м
d = 1, 9 + 2*0, 25*1, 55 = 2, 7 м
c = 1, 9 + 2*0, 25*1, 55=2, 7 м
Vк = 1, 55/6(1, 9*1, 9 + (1, 9 + 2, 7)*(1, 9 + 2, 7) + 2, 7*2, 7) = 9, 6 м3
3) Монолитное бетонирование;
4) Демонтаж опалубки;
5) Гидроизоляция;
6) Обратная засыпка с послойным уплотнением.
При производстве свайного фундамента выполняются следующие работы:
1) Разработка котлованов;
2) Забивка свай;
3) Арматурно-опалубочные работы;
4) Монолитное бетонирование;
5) Демонтаж опалубки;
6) Гидроизоляция;
7) Обратная засыпка с послойным уплотнением.
Технико-экономическое сравнение представлено в таблице 4.
Рассчитаем объемы производства работ.
1. ФМЗ: Ve = 3, 05/6(4, 6*3, 6+(4, 6+6, 1)*(3, 6+4, 7)+6, 1*4, 7) = 68, 4м3
СВ: Ve = 1, 55/6(1, 4*1, 9+(1, 9+2, 7)*(1, 9+2, 7)+2, 7*2, 7)= 9, 6м3
2. Vсф = 0, 3*0, 3*3*4=1, 08 м3
3. Vфмз = (4*3*0, 6)+(4*3*0, 45)+(1, 9*1, 85*)-0, 25=15, 865 м3
4. Vфмз = (0, 6*4+0, 45*2, 8+1, 9*1, 85+2, 0*0, 6+0, 45*0, 8+0, 9*1, 85)*2= 20, 8 м3
Vсф = (0, 3*1, 6+1, 1*1, 0)*4=6, 32 м3
5. Vфмз =68, 4 - 15, 87 = 52, 53м3
Vсф =9, 6 - 2, 38 = 7, 22 м3
7. Vсф =(0, 3*1, 6*1, 6+1, 1*1, 3*1, 3)-0, 25=2, 38 м3
Таблица 4 -Технико-экономическое сравнение фундаментов
|
Обоснование |
Наименование |
ед. изм. |
Сметная стоимость на единицу измерения, руб. |
Варианты фундаментов |
||||
|
ФМЗ |
Свайные фундаменты |
|||||||
|
объемм3 |
стоимость, руб |
объем |
стои-мость, руб |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
ТЕР1-01-013-14 |
Разработка грунта с погрузкой на автомобили самосвалы экскаваторами с ковшом вместимостью 0, 5(0, 5-0, 63)м3, группа грунтов 2 |
1000м3 |
4848, 24 |
68, 4 |
331, 62 |
9, 6 |
46, 54 |
|
|
ТЕР5-01-002-2 |
Погружение дизель-молотом копровой установки на базе экскаватора железобетонных свай до6 метров в грунты группы 2 |
1м3 свай |
617, 43 |
-- |
-- |
1, 08 |
666, 82 |
|
|
ТЕР6-01-001-6 |
Устройство железобетонных фундаментов общего назначения под колонны объемом до 3 м3 |
100м3 |
62172, 52 |
15, 87 |
9866, 86 |
-- |
-- |
|
|
ТЕР8-01-003-7 |
Гидроизоляция боковая обмазочная битумная в 2 слоя по выровненной поверхности бетона |
1003изолированной поверхностим |
1817, 60 |
14, 35 |
260, 88 |
8, 55 |
155, 44 |
|
|
ТЕР1-01-033-2 |
Засыпка траншей и котлованов перемещением грунта до5 м бульдозерами мощностью 59(80) кВт (л.с), 2 группа грунтов |
1000м3 |
822, 87 |
52, 53 |
43, 23 |
2, 32 |
19, 07 |
|
|
СЦМ-401-0066 |
Бетон тяжелый, крупность заполнителя 20мм, класс В15 (М200) |
м3 |
440, 81 |
15, 87 |
9866, 86 |
7, 28 |
71830, 7 |
|
|
СЦМ-441-2000-1000 |
Ростверки из бетона класса В22, 5 с расходом стали 100 кг/ м3 |
м3 |
2497, 40 |
-- |
-- |
7, 28 |
18181, 07 |
|
|
ТЕР8-01-003-7 |
Сваи забивные, железобетонные, цельные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой продольной арматурой С3-30 |
шт. |
459, 22 |
-- |
-- |
4 |
1836, 88 |
|
|
ИТОГО |
20369, 45 |
92736, 52 |
Вывод: в результате технико-экономического сравнения к производству работ принят фундамент мелкого заложения.
Заключение
В данном курсовом проекте был произведен расчет фундамента для трехэтажного каркасного бесподвального здания с высотой этажа 3, 3 метра.
Также были произведены расчеты фундамента мелкого заложения и свайного фундамента, проектирование котлованов под данные виды фундаментов и технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
В результате работы по заданным характеристикам грунтов и их несущей способности были обоснованы два варианта фундаментов для рассматриваемого здания: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. По итогам технико-экономического сравнения вариантов фундаментов наиболее экономически выгодным оказался фундамент мелкого заложения, который и был принят к производству работ.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Конструирование свайных фундаментов мелкого заложения. Анализ инженерно-геологических условий. Определение глубины заложения подошвы фундамента, зависящей от конструктивных особенностей здания. Проведение проверки по деформациям грунта основания.
курсовая работа [242,3 K], добавлен 25.11.2014Физико-механические характеристики грунтов. Состав работ при устройстве фундаментов. Определение расчетного сопротивления, осадки и деформации основания, расчеты фундаментов мелкого заложения и свайных, объема котлована, стоимости затрат и материалов.
курсовая работа [324,1 K], добавлен 10.11.2010Характеристика проектирования оснований и фундаментов. Инженерно-геологические условия выбранной строительной площадки. Общие особенности заложения фундамента, расчет осадки, конструирование фундаментов мелкого заложения. Расчёт свайных фундаментов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2012Анализ инженерно-геологических условий площадки. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании, искусственном основании в виде грунтовой подушки. Расчёт свайных фундаментов, глубины заложения фундамента. Армирование конструкции.
курсовая работа [698,7 K], добавлен 04.10.2008Характеристика проектируемого здания. Определение физико-механических характеристик грунтов. Расчетные нагрузки по второй группе предельных состояний. Определение глубины заложения фундаментов 13-ти этажного дома, размеров фундамента мелкого заложения.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 04.11.2010Анализ конструктивных особенностей здания и характера нагрузок на основание. Состав грунтов, анализ инженерно-геологических условий и оценка расчетного сопротивления грунтов. Выбор технических решений фундаментов. Расчет фундаментов мелкого заложения.
курсовая работа [1023,2 K], добавлен 15.11.2015Общая характеристика здания; геологический разрез грунтов. Изучение основ проектирования фундаментов мелкого заложения и свайных. Сравнение вариантов фундаментов. Разработка технологии возведения. Мероприятия по охране труда и технике безопасности.
курсовая работа [265,8 K], добавлен 13.07.2015Анализ физико-механических характеристик грунта основания ИГЭ-1, ИГЭ-2. Сбор нагрузок на обрез фундамента. Расчет размеров подошвы фундаментов мелкого заложения на естественном основании для разных сечений. Осадки основания фундамента мелкого заложения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.12.2022Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения по 2 группе предельных состояний. Расчет и проектирование свайных фундаментов, краткое описание технологии работ по их устройству, гидроизоляция.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.09.2014Анализ грунтовых условий. Сбор нагрузок на фундамент. Назначение глубины заложения. Определение напряжений и осадки основания под участком стены с пилястрой. Расчет основания фундаментов мелкого заложения по деформации. Проектирование свайного фундамента.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.05.2014Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов с определением расчетного сопротивления грунтов основания. Определение глубины заложения подошвы фундамента. Определение давления на грунт основания под подошвой фундамента. Расчет плитной части.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 24.08.2015Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов. Выбор возможных вариантов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании и свайного фундамента.
курсовая работа [754,7 K], добавлен 08.12.2010Физико-механическая характеристика грунтов, их виды: фундамент мелкого заложения на естественном и искусственном основании, фундамент глубокого заложения. Проектирование фундамента мелкого заложения, свайного фундамента. Анализ расчёта осадки фундамента.
курсовая работа [907,2 K], добавлен 17.03.2012Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.
курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013Основные сведения о строительной площадке. Оценка свойств отдельных пластов грунта. Оценка геологического строения площадки. Расчет фундаментов мелкого заложения. Расчет фундаментов глубокого заложения. Устройство котлована. Устройство водопонижения.
курсовая работа [540,0 K], добавлен 23.05.2008Основные сочетания нагрузок, действующие на фундаменты здания. Проектирование фундамента мелкого заложения. Расчет и конструирование фундамента мелкого заложения под колонну крайнего ряда. Определение неравномерности деформаций основания фундаментов.
курсовая работа [616,1 K], добавлен 29.08.2010Определение минимально возможной глубины заложения фундамента, его высоты и устойчивости для проектирования основания мелкого заложения. Расчет несущей способности и максимально допустимой нагрузки свай для создания фундамента глубокого заложения.
курсовая работа [169,2 K], добавлен 13.12.2010Инженерно-геологические условия и характеристики грунтов. Глубина заложения и размеры подошвы фундамента на естественном основании. Проектирование свайного фундамента, его расчет по деформациям. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
курсовая работа [19,1 M], добавлен 19.06.2012Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Разработка видов фундаментов. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании. Проектирование свайного фундамента. Определение влияний рядом стоящих фундаментов.
курсовая работа [384,3 K], добавлен 21.10.2008Оценка инженерно-геологических условий. Расчет фундамента мелкого заложения. Выбор глубины заложения ростверка и конструкция сваи. Определение несущей способности. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов. Расчет осадки фундамента.
курсовая работа [463,7 K], добавлен 21.08.2011
