Главная Коллекция "Revolution" Геология, гидрология и геодезия Инженерно-геологические изыскания под объекты глубокого заложения фундамента

Инженерно-геологические изыскания под объекты глубокого заложения фундамента

Физико-географическое описание территории: рельеф, гидрография, климат, геология, стратиграфия. Инженерно-геологические изыскания на исследуемом участке: полевые работы, гидрогеологические условия территории, основные инженерно-геологические процессы.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 31.10.2017
Размер файла 4,4 M
рефераты на заказ со скидкой

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.

Страница:

Для того чтобы определить количество свай в каждом кусте фундамента необходимо определить несущую способность одиночной висячей сваи.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия участка следующие. С поверхности залегает почвенно-растительный слой толщиной 0,15 м. Далее до глубины 1,4 м расположены пески средней крупности, ниже до глубины 2,8 м супесь, которая подстилается слоем суглинка тугопластичного толщиной 1,5 м. Далее до глубины 5,9 м расположены суглинки тиксотропные ниже до глубины 9,8 м пески мелкие. Под слоем песка на разведанную глубину до 23 м залегают пески средней крупности. Установившийся уровень подземных вод находится на глубине 4,3 м от поверхности земли.

Целесообразно применять забивные висячие сваи квадратного сечения 30х30 см, либо 40х40см. Для назначения длины сваи используется информация о грунтовых условиях площадки строительства. Чем больше нагрузка, передаваемая через нижний конец и по боковой поверхности сваи, тем длиннее должна быть свая и больше её поперечное сечение. В качестве несущего слоя принимаем слой плотных песков средней крупности. Тогда длина забивной сваи с учетом заглубления в несущий слой на 1,2 м составит 11 м. Прочностные и деформационные свойства несущего слоя грунта обуславливают применение висячей сваи, так как нагрузка передается как через нижний конец, так и по боковой поверхности сваи. (СП 24.13330.2011)

Необходимо рассчитать несущую способность свай с сечением 30Ч30 см и 40Ч40 см, она определяется как сумма их расчетных сопротивлений грунтов оснований под нижним концом свай и на ее боковой поверхности по формуле:

, где

- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый =1

и - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай и

А - площадь поперечного сечения сваи.

А1 = 0,3 Ч 0,3 = 0,09 м2

А2 = 0,4 Ч 0,4 = 0,16 м2

u - наружный периметр поперечного сечения сваи

u1 = 0,3 Ч 4 = 1,2 м;

u2 = 0,4 Ч 4 = 1,6 м;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по таблице 7.2

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, принимаемое по таблице 7.2

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи зависит от вида и состояния грунта и от глубины погружения сваи. Глубина погружения нижнего конца сваи определяется от уровня природного рельефа и будет равна 11 м.

Табличные значения R для песков средней крупности известно для глубин 10 и 15 м, равные соответственно 400 и 440 т/м2. Необходимое значение расчетного сопротивления под нижним концом сваи на глубине 11 м находим методом линейной интерполяции R=408 т/м2. (СП 24.13330.2011)

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи определяется как сумма сопротивлений отдельных слоев, соприкасающихся со сваей. Основание разбиваем так, чтобы каждый расчетный слой имел толщину не более 3 м. Определяем значение fi по таблице 7.3 (СП 24.13330.2011) для каждого слоя на глубине, которая соответствует глубине расположения середины расчетного слоя методом интерполяции. Получаем значения сопротивление грунта на боковой поверхности сваи для наших инженерно-геологических условий:

· Пески средней крупности плотные f1=35 КПа;

· Супеси песчанистые твердые с IL=-0,3 f2=42,6КПа;

· Суглинки легкие пылеватые тугопластичные с IL=0,39 f3=27,16КПа;

· Суглинки легкие пылеватые мягкопластичные с IL=0,69 f4=10,7КПа;

· Пески мелкие плотные f5=43,2КПа, f6=44,5КПа;

· Пески средней крупности плотные f7=65,7КПа.

Рис.8. Расчетная схема, для определения несущей способности одиночной висячей сваи.

Подставляем полученные значения в формулу и определяем несущую способность свай с сечением 30Ч30 см и 40Ч40 см:

Fd1 = 1,0 [1,0Ч4080Ч0,09 + 1,0 Ч1,2 (35Ч1,4 + 42,6Ч1,4 + 27,16Ч1,5 + 10,7Ч1,6 + 43,2Ч1,95 + 44,5Ч1,95 + 65,7Ч1,2 5)] = 1,0 [367,2 + 499,5] =866,7 КПа = 87 т

Fd2 = 1,0 [1,0Ч4080Ч0,16 + 1,0 Ч1,6 (35Ч1,4 + 42,6Ч1,4 + 27,16Ч1,5 + 10,7Ч1,6 + 43,2Ч1,95 + 44,5Ч1,95 + 65,7Ч1,2 5)] = 1,0 [652,8 + 665,98] =1318,78 КПа = 132 т

Каждый куст фундамента состоит из 9 свай, расположенных в несколько рядов, расстояние между ними 80 см. Ширина ростверка будет равна 1,5 м.

Рис. 9. План расположения свай под ростверком.

Границы условного фундамента определяются снизу плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай, с боков вертикальными плоскостями ВА и ГБ, отстоящими от наружных граней крайних свай на расстоянии равном: . (Ющубе С. В., 2003)

Среднее расчетное значение угла внутреннего трения слоев грунта, прорезаемых сваями, определяется по формуле:

,

где - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных слоев грунта толщиной м; l- глубина погружения свай в грунт, м. (Ющубе С. В., 2003)

Для рассматриваемого примера:

Размеры условного фундамента в плане рассчитываются по формуле:

,

где n - количество свай в ряду; ab - расстояние между сваями; d - диаметр сваи; l - глубина погружения сваи. Тогда подставляем в формулу значения и получаем:

Площадью условного фундамента называют площадь, через которую передается давление на основание:

A==21.2 м

Наряду с расчетом несущей способности свайные фундаменты рассчитывают по второй группе предельных состояний, по деформациям. Определяют среднее давление, передаваемое на грунт в плоскости нижних концов свай по площади условного фундамента. (Тетиор А. А., 2010)

Первоначально необходимо определить собственный вес условного грунтового массива для каждого слоя грунта без учета веса ростверка и веса свай. Для расчета веса грунта применяем формулы:

и ,

где - вес ростверка; плотность цемента; - плотность грунта. Складываем все значения и получаем общий вес грунтового массива выше подошвы условного фундамента равный 420,7 т. Далее находим нагрузку на сооружение:

,

где - вес свай; - удельная нагрузка на подошву условного свайного фундамента. Подставляем в формулу значения:

. (СП 24.13330.2011)

В собственный вес условного фундамента при определении его осадки включаются вес свай и ростверка, а также вес грунта в объеме условного фундамента. Расчет осадки свайного фундамента производится методом послойного суммирования с использованием графических построений в следующей последовательности. Сначала наносятся размеры фундамента в соответствующем масштабе. Далее строится ость 0z, которая проходит через центр фундамента. (Вавилова А. Н., 2014)

Определяем природные напряжения от действия собственного веса грунта по формуле для каждого слоя:

.

Если грунты залегают ниже уровня подземных вод, то необходимо учитывать взвешивающее действие воды и использовать формулу:

, где . (Вавилова А. Н., 2014)

Таблица 1.

№ слоя

,т/м2

,см

,см

1

0,27

0,54

0,11

2

5,86

1,18

0,24

3

8,86

1,78

0,36

4

10,4

2,08

0,42

5

14,03

2,8

0,56

7

26,5

5,3

1,06

Затем для построения эпюры , откладываем величину напряжений от собственного веса грунта в масштабе напряжений влево от оси 0z соответственно глубинам литологических слоев. Определяем значение напряжений от собственного веса грунта, уменьшенное в 5 раз ) и откладываем вправо от оси 0z в масштабе напряжений соответственно глубинам слоев. (Вавилова А. Н., 2014)

Для построения эпюры сжимающих напряжений от веса сооружения , используем формулы:

,

где K=f(m;n); , .

Значение коэффициента К определяется по таблице методом интерполяции. Рассчитываем напряжение на уровне подошвы условного фундамента:

.

Таблица 2.

z

m

K

0

0.00

1.00

2.99

5.98

0.5

0.22

0.98

2.93

5.86

1

0.44

0.94

2.82

5.65

1.5

0.66

0.86

2.56

5.12

2

0.88

0.76

2.27

4.54

2.5

1.10

0.65

1.94

3.89

3

1.32

0.57

1.69

3.38

3.5

1.54

0.49

1.46

2.92

4

1.76

0.40

1.21

2.41

4.5

1.98

0.34

1.02

2.05

5

2.20

0.30

0.89

1.77

5.5

2.42

0.24

0.71

1.41

6

2.64

0.22

0.65

1.29

6.5

2.86

0.19

0.58

1.17

7

3.08

0.17

0.52

1.03

7.5

3.30

0.15

0.46

0.91

8

3.52

0.14

0.41

0.81

8.5

3.74

0.12

0.37

0.73

9

3.96

0.11

0.33

0.66

9.5

4.18

0.10

0.30

0.60

После составления таблицы строим эпюру, откладывая вправо от оси 0z значения в сантиметрах.

Находим место пересечения эпюр и . Расстояние от подошвы фундамента до точки пересечения является глубиной активной зоны (Hакт). Ниже глубины активной зоны осадка не рассчитывается, потому что напряжение от сооружения мало и грунт достаточно уплотнен. (Вавилова А. Н., 2014)

Вся толща ниже подошвы условного фундамента разбивается на элементарные слои. Толщина элементарного составляет 0,5 м, с глубиной увеличивается до 1 м. Разделение слоев производим в соответствии с литологическими границами. (Вавилова А. Н., 2014)

Рис. 10. Схема к расчету осадки свайного фундамента.

Осадка основания фундамента для каждого слоя определяется по формуле:

,

где E - модуль деформации, - параметр, зависящий от коэффициента Пуассона.

Таблица 3.

№ слоя

см

см

см

1

5.95

2.975

0,5

0.198

2

5.75

2.875

0,5

0.192

3

5.35

2.675

0,5

0.178

4

4.85

2.425

0,5

0.162

5

4.25

2.125

0,5

0.142

6

3.65

1.825

0,5

0.122

7

3.15

1.575

0,5

0.105

8

2.65

1.325

0,5

0.088

9

2.1

1.05

1,0

0.140

10

1.4

0.7

1,0

0.093

11

1.2

0.6

1,0

0.080

12

0.9

0.45

0,7

0.036

Суммируем полученные значения и получаем суммарную осадку грунта при взаимодействии с фундаментом сооружения равную 1,54 см.

Заключение

По результатам проделанной работы были установлены инженерно-геологические условия участка под строительство наземного паркинга, определены физико-механические свойства, получены нормативные и расчетные характеристики грунта. На основании проведенных изысканий были выделены 7 ИГЭ. Наиболее опасным для строительства сооружения являются верхнечетвертичные озерно-ледниковые суглинки мягкопластичные слоистые тиксотропные (ИГЭ-5). Их не следует подвергать динамическим нагрузкам, при которых они разжижаются и теряют, присущую им в естественном состоянии, структурную связность и несущую способность.

Произведены инженерно-геологические расчеты, которые показали, что наиболее безопасным для строительства является свайный тип фундамента, он является наиболее подходящим для крупногабаритного строительства. Осадка фундамента составила 1,54 см, что полностью обеспечивает безопасное строительство и эксплуатацию здания.

Литература

Астахов В. И. Начала четвертичной геологии. СПб: СПБГУ, 2008, 224 с.

Геология СССР. Том 1. Ленинградская, Псковская и Новгородская области. Геологическое описание. Под ред. В. С. Кофман, В. А. Селиванова. М.: Недра, 1971, 504 с.

Грунтоведение. Под ред. В.Т. Трофимова. М.: МГУ, 2005, 1024 с.

Сергеев Е.М. Инженерная геология. М: МГУ, 1982, 248 с.

Сипидин В. П. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия: Основные теоритические положения / В. П. Сипидин, Н. Н. Сидоров. - Л.: Государственное издательство литературы по строительству, 1963, 90 с.

Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1961, 507 с.

Бискэ Г. С. Лекции по геологии России, с основами геотектоники. Стабильные области раннедокембрийских континентов (древние платформы) Учебное пособие. СПб, 2014.

Вавилова А. В. Методические указания по проведению практических занятий по теме: Расчет осадки методом послойного суммирования / А. В. Вавилова, А. Р. Соловьева // СПб, 2014.

Тетиор А. Н. Фундаменты: учеб. Пособие для студ. учреждений высш. проф. образования. М.: Академия, 2010, 400 с.

Ющубе С. В. Примеры проектирования свайных фундаментов: методические указания / С.В. Ющубе, В.Л. Устюжанин. Под ред. Т.С. Володина. Томск: Том. архит-строит. ун., 2003, 49 с.

Кузнецов С. С., Селиванов Г. Д. Геологическая экскурсия по долине р. Саблинке Ленинградской области. // Экскурсии в геологии. Л,1940. С. 64

Натальин Н.А. Саблино - природная жемчужина окрестностей Санкт- Петербурга // Экскурсии в геологии. СПб, 2001. 122 с.

Аналитическая служба журнала. Чем бурить лучше? Обзор Российского рынка бурового оборудования для инженерных изысканий // Инженерные изыскания, 2009. - № 5. С. 23-24.

Дашко, Р. Э. Особенности инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга / Р.Э. Дашко, О.Ю. Александрова, П.В. Котюков, А.В. Шидловская // Развитие городов и геотехническое строительство, 2011. № 1. С. 40-55

Здобин Д. Ю. Показатели текучести и консистенции - основные физико-химические характеристики состояния грунтов / Д. Ю. Здобин, Л. К. Семенова // Инженерные изыскания, 2013. №5. С. 28-33

ГОСТ 20522-2012 - Грунты. Методы статической обработки результатов испытаний. - Взамен ГОСТ 20522-96; Введ. с 01.07.2013 - Москва: Стандартинформ, 2013. - 20 с.

ГОСТ 12071-2000 - Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. - Взамен ГОСТ 12071-84; Введ. с 01.07.2001. - Москва: Стандартинформ, 2001. - 26 с.

ГОСТ 30416-2012 - Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. - Взамен ГОСТ 30416-96; Введ. с 01.07.2013. - Москва: Стандартинформ, 2013. - 16 с.

ГОСТ 5180-2015 - Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.- Взамен ГОСТ 5180-84; Введ. с 01.01.2016. - Москва: Стандартинформ, 2016. - 24 с.

ГОСТ 12248-2010 - Грунты. Методы лабораторного определения механических характеристик.- Взамен ГОСТ 12248-96: ГОСТ 24143-80; Введ. с 01.01.2011. - Москва: Стандартинформ, 2011. - 83 с.

ГОСТ 25100-2011. Классификация грунтов. - Взамен ГОСТ 25100-95; Введ. с 01.01.2013. - Москва: Стандартинформ, 2013. - 37 с.

ГОСТ 19912-2001 - Грунты. Методы полевого испытания статическим зондированием. - Взамен ГОСТ 19912-81, ГОСТ 20069-81; Введ. с 01.01.2002. - Москва: Стандартинформ, 2002. - 26 с.

ГОСТ 21.302-2013 - Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям. - Взамен ГОСТ 21.301-2013; - Введ. с 01.01.2015. - Москва: Стандартинформ, 2013. - 46 с.

ГЭСН-2001-01 - Государственные элементные нормы на строительные работы. Сборник 1. Земляные работы. Определение грунтов по трудности разработки; Введ. с 01.05.2000. - Москва: Стандартинформ, 2001. - 340 с.

ОСТ 41-05-263-86 - Воды подземные. Классификация по химическому составу; - Введ. с 12.05.1986. - Москва: Стандартинформ, 1986. - 9 с.

СП 14.13330.2014 - Строительство в сейсмических районах. - Взамен СП 14.13330.2013; - Введ. с 01.06.2014. - Москва: Стандартинформ, 2014. - 131 с.

СП 28.13330.2012 - Защита строительных конструкций от коррозии.- Взамен СП 2.03.11-85; - Введ. с 01.01.2013. - Москва: Стандартинформ, 2014. - 99 с.

СП 24.13330.2011 - Свайные фундаменты.- Взамен СНиП 2.02.03-85; - Введ. с 20.05.2011. - Москва: Стандартинформ, 2011. - 90 с.

СП 45.13330.2012 - Земляные сооружения основания и фундаменты.- Взамен СНиП 3.02.01-87; - Введ. с 01.01.2013. - Москва: Стандартинформ, 2013. - 139 с.

СП 70.13330.2012 - Несущие и ограждающие конструкции. - Взамен СНиП 3.03.01-87; - Введ. с 25.12.2012. - Москва: Стандартинформ, 2012. - 183 с.

СП 131.13330.2011 - Строительная климатология.- Взамен СНиП 23.01-99*; - Введ. с 01.01.2013. - Москва: Стандартинформ, 2012. - 124 с.

СП 11-105-97 - Инженерно-геологические изыскания для строительства; Введ. с 01.03.1998 - Москва: Стандартинформ, 2004. - 56 с.

СП 47.13330.2012 - Инженерные изыскания для строительства. - Взамен СНиП 11-02-96; Введ. с 01.07.2013 - Москва: Стандартинформ, 2013. - 115 с.

СП 50-101-2004 - Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений; Введ. с 09.03.2004- Москва: ДЕАН, 2005. - 138 с.

СП 22.13330.2011 - Основания зданий и сооружений; Введ. с 19.05.2011- Москва: Стандартинформ, 2011. - 166 с.

СНиП 22-02-2013 - Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. - Взамен СНиП 2.01.15-90; Введ. с 01.01.2004 - Москва: Стандартинформ, 2004. - 46 с.

ТСН 50-302-2004. Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге. - Взамен ТСН 50-302-96; - Введ. с 05.08.2004. - СПб: Правительствльство Санкт-Петербурга, 2004. -63 с.

Приложение А

Лист1

Литологическая колонка. Скважина №1.

Отметка устья: 33.25 м

Общая глубина: 23.00 м

Лист2

Литологическая колонка. Скважина №2.

Отметка устья: 33.31 м

Общая глубина: 23.00 м

Колонка приведена вне масштаба.

Лист 3

Литологическая колонка. Скважина №3.

Отметка устья: 33.86 м

Общая глубина: 23.00 м

Колонка приведена вне масштаба.

Лист 4

Литологическая колонка. Скважина №4.

Отметка устья: 33.12 м

Общая глубина: 23.00 м

Колонка приведена вне масштаба.

Лист 5

Литологическая колонка. Скважина №5.

Отметка устья: 33.12 м

Общая глубина: 23.00 м

Колонка приведена вне масштаба.

Приложение Б

Лист 1

Таблица состава и физических свойств грунта.

Лист 2

Таблица состава и физических свойств грунта

Лист 3

Таблица состава и физических свойств грунта

Приложение В

Лист 1

График Статического зондирования.

Лист 2

График Статического зондирования.

Лист 3

График Статического зондирования.

Лист 4

График Статического зондирования.

Лист 5

График Статического зондирования.

Приложение Г

Лист 1

Результаты испытаний на консолидированный сдвиг.

Лист 2

Сводная компрессионная кривая.

Лист 3

Результаты испытаний на консолидированный сдвиг.

Лист 4

Сводная компрессионная кривая.

Лист 5

Результаты испытаний на консолидированный сдвиг.

Лист 6

Сводная компрессионная кривая.

Лист 7

Результаты испытаний на консолидированный сдвиг.

Лист 8

Сводная компрессионная кривая.

Приложение Д

Нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик грунтов оснований.

Приложение Е

Лист 1

Разрез I-I

Разрез схематический приведен вне масштаба.

Лист 2

Разрез II-II

Разрез схематический приведен вне масштаба.

Лист 3

Разрез III-III

Разрез схематический приведен вне масштаба.

Лист 4

Разрез IV-IV

Разрез схематический приведен вне масштаба.

Лист 5

Условные обозначения

Размещено на Allbest.ru

...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены