Фундаменты мелкого и глубокого заложения
Фундаменты мелкого и глубокого заложения
Учреждение образования
Белорусский государственный
университет транспорта
Факультет безотрывного обучения
Кафедра «Строительные конструкции,
основания и фундаменты»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Основания и фундаменты»
на тему:
«Фундаменты мелкого и глубокого
заложения»
Гомель 2009
СОДЕРЖАНИЕ
1. Исходные данные. Оценка
инженерно-геологических условий площадки
1.1 Назначение и конструктивные
особенности подземной части здания
1.2 Характеристика площадки,
инженерно-геологические и гидрологические условия
1.3 Строительная классификация
грунтов площадки
1.4 Оценка строительных свойств
грунтов площадки и возможные варианты фундаментов здания
2. Фундаменты мелкого заложения
2.1 Выбор типа и конструкции
фундаментов. Назначение глубины заложения фундаментов.
2.2 Расчет фундаментов
2.3 Расчет осадки фундамента
2.4 Расчет осадки фундамента во
времени
3. Вариант свайных фундаментов
3.1 Выбор типа и конструкции свай и
свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка.
3.2 Определение несущей способности
сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности
материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Проверка фактической
нагрузки, передаваемой на сваю
3.3 Расчет осадки свайных фундаментов
4. Сравнение вариантов
фундаментов и выбор основного
4.1 Подсчет объемов работ и расчет
стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам
4.2 Технико-экономическое сравнение
вариантов и выбор основного
4.3 Рекомендации по производству
работ, технике безопасности, охране окружающей среды (по выбранному варианту)
Список литературы
Проектирование
фундаментов является одним из сложных вопросов проектирования конструкций
зданий и сооружений. При проектировании инженер решает сам вопрос о выборе
материала, из которого будет выполняться конструкция. При проектировании
фундаментов необходимо считаться с имеющимися грунтами на площадке
строительства и использовать их строительные качества, с тем, чтобы принять их
рациональное решение.
При
хороших грунтах и грунтах среднего качества получают сравнительно небольшие
деформации, возникающие при развитии осадок фундаментов, т.е. обеспечивается
надежное положение здания или сооружения. Такие грунты называются «надежными».
В этом случае существенно упрощается задача проектирования фундаментов. Однако
иногда приходится пересматривать надземных и подземных конструкций, если
первоначальное их решение приводит к значительному удорожанию фундаментов.
При
проектировании фундаментов в сложных грунтовых условиях необходимо учитывать
совместную работу грунтов основания и надземных конструкций.
Проектирование
оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий производят в
соответствии с СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений».
Оценка
инженерно-геологических условий строительной площадки начинается с изучения
напластования грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез
(уч. шифр 391). В колонке скважина фиксируем уровень воды и указываем
водоупорный слой (Таблица 1).
№
грунта
|
Мощность, м
|
Глубина подошвы слоя, м
|
Абсолютная отметка подошвы слоя,
м
|
Скважина, м
|
Условные обозначения
|
Наименование грунта
|
1
|
0,2
|
0,2
|
139.8
|
|
|
Почвенный
слой
|
2
|
4,0
|
4.2
|
135.8
|
|
|
Песок мелкий
|
3
|
3,0
|
7.2
|
132.8
|
|
|
Суглинок
|
4
|
5,0
|
12,2
|
127.8
|
132.1
|
|
Песок средней
крупности
|
5
|
4,0
|
16.2
|
125.8
|
|
|
Глина
|
1.3 Строительная классификация
грунтов площадки
В механике грунтов выделяют два существенно
различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные
и нескальные.
Скальными называют твердые
горные породы, которые в невыветренном состоянии и при отсутствии тектонической
раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и
значительной прочностью.
Нескальными – грунты,
состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо
сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной
крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной
мощности.
На
площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно суглинок и
глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,2 м. Отметка уровня подземных вод
равна 132,1 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в
слое песка, под которым находится слой глины – водоупора.
1.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты
фундаментов здания
Для качественной оценки строительных свойств грунтов
производится их классификация согласно ГОСТ 25100-82. По исходным данным в
таблице 2 вычисляем характеристики физических свойств, к которым относятся:
- для песчаных грунтов – коэффициент пористости и
степень влажности;
- для пылевато-глинистых грунтов – число пластичности,
показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности;
Коэффициент пористости (отношение объема пор к объему
частиц грунта) определяется по формуле:
где - плотность частиц грунта;
– плотности грунта;
w –
природная влажность в долях единицы;
Степень влажности грунта определяется по формуле:
где - плотность воды, 1г/см3;
– коэффициент пористости;
Типы пылевато-глинистых грунтов устанавливают по числу
пластичности определяемому по формуле:
где – влажность на границе текучести;
– влажность на границе раскатывания;
Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов
находится по формуле:
По значениям характеристик физических свойств грунтов,
определяющих их тип и разновидность выписываются из соответствующих таблиц СНиП
2.02.01-83
Значения угла внутреннего трения φ, удельного сцепления
С, модуля деформации Е, и расчетного сопротивления грунта .
Оценка строительных свойств грунтов приведена в
таблице 2.
Таблица 2.
№ слоя
|
Плотность частиц
|
Плотность
|
Влажность
|
Граница теку- чести
|
Граница раскатывания
|
Относительная просадочность
|
Относи- тельное набухание
|
Показатель пластичности
|
Показатель теку- чести
|
Коэффициент пористости
|
Степень водонасыщенности
|
Наименование грунта по ГОСТу
|
Угол внутреннего трения
|
Удельное сцепление
|
Модуль деформации
|
Расчетное сопротивление
|
rs г/см
|
r d г/см
|
W
|
W L %
|
W P %
|
|
Еsw
|
IP
|
IL
|
e
|
Sr
|
jn град
|
Cп кПа
|
E
|
R кПа
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
1
|
-
|
1, 5
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
2,66
|
1,90
|
0,12
|
0
|
0
|
|
|
0
|
0
|
0.57
|
0.56
|
Песок мелкий
плотный
|
36
|
4.0
|
38
|
400
|
3
|
2,70
|
1,94
|
0,26
|
30
|
20
|
|
|
10
|
0.60
|
0.75
|
0.94
|
Суглинок
мягкопластичный
|
18
|
20
|
12
|
200
|
4
|
2,66
|
2.00
|
0,25
|
0
|
0
|
|
|
0
|
0
|
0.66
|
1.00
|
Песок средней
плотности
|
35
|
1.0
|
30
|
400
|
5
|
2.73
|
1.92
|
0,32
|
47
|
27
|
|
|
20
|
0.25
|
0.87
|
1.00
|
Глина полутвердая
|
20
|
68
|
14
|
280
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 зданий обычно устраиваются ленточные фундаменты из сборных
элементов, под сборные железобетонные колонны — отдельные фундаменты стаканного
типа.
Глубина
заложения фундамента зависит от многих факторов. Определяющими из них являются:
-
инженерно-геологические и гидрологические условия площадки и положение несущего
слоя грунта;
-
глубина промерзания грунта, если в основании залегают пучинистые грунты;
-
конструктивные особенности подземной части здания.
Глубину
заложения ленточного фундамента Ф1 назначаем по конструктивным соображениям на
0.4 м ниже пола подвала т.е. -3.4м;
Глубину
заложения фундамента Ф3 назначаем по конструктивным соображениям, верх стакана
должен быть на 0.1 м ниже пола подвала (высоту фундамента принимаем 1.2м с
глубиной стакана 0.9 м) т.о.
Отметка
подошвы фундамента Ф3: -3.00-0.1-1.2= -4.3м;
2.2 Расчет фундаментов
В
соответствии п. 4.2 СНБ 5.01.01-99 основания фундаментов должны рассчитываться
по двум группам предельных состояний: первая группа — по несущей способности,
вторая — по деформациям.
Расчет фундамента Ф1
Размеры подошвы фундамента зависят от ряда связанных
между собой параметров и устанавливаются путем последовательного приближения. В
порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А определяется по
формуле:
Где – Расчетная нагрузка в плоскости обреза фундамента
для расчета основания по предельному состоянию второй группы;
– Расчетное сопротивление грунта, залегающего под
подошвой фундамента;
- Осредненное значение удельного веса материала
фундамента и грунта на его уступах, принимается равным 20 кН/м3;
– глубина заложения фундамента от уровня планировки,
м.
– 150 кН; – 24 кН×м;
– 200 кПа; - 3.4 м.
Принимаем ширину подошвы фундамента 1.2м.
По расчетному сопротивлению глубина заложения - 4.0 м
удовлетворяет. Фундамент будет располагаться во втором слое – песка мелкого
плотного с
R= 400
кПа, который может быть несущим.
Определим суммарные нагрузки и воздействия на подошве
фундамента:
Боковое давление грунта на отметке планировки:
На отметке подошвы фундамента:
Где = 16 кН/м2 удельный вес грунта засыпки;
- приведенная толщина эквивалентного веса временной
нагрузки;
Где = 10
кН/м2 временная нагрузка на поверхности планировки;
d –
глубина заложения фундамента, относительно поверхности земли, -2.4м.
- Осредненное значение угла сдвига грунта засыпки,
принимаем 24˚;
Равнодействующая бокового давления грунта засыпки на
стену подвала расчетной длиной 1.0 м:
Точка приложения равнодействующей:
- Нормальная вертикальная нагрузка:
Где - расчетная нагрузка от веса фундамента;
- расчетная нагрузка от веса грунта на консоли
подушки;
- Момент в плоскости подошвы фундамента:
Страницы: 1, 2
|