Курсовая работа устройство фундамента

Устройство фундаментов

Обработка и анализ инженерно-геологических условий строительной площадки и свойств грунтов. Построение инженерно-геологического разреза, этапы и направления жданного процесса, его значение. Разработка фундамента на естественном основании под колонну.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	05.11.2011
Размер файла	474,2 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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Обработка и анализ инженерно-геологических условий строительной площадки и свойств грунтов

1.1 Построение инженерно-геологического разреза

Рисунок 1. План участка

Рисунок 2. Инженерно-геологический разрез строительной площадки

1.2 Оценка физико-механических свойств грунтов, слагающих строительную площадку

Плотность сухого грунта

Глина находится в тугопластичном состоянии, т.к. . Суглинок также находится в тугопластичном состоянии.

В зависимости от коэффициента пористости песок плотный.

По степени водонасыщения песок насыщенный водой.

Коэффициент относительной сжимаемости

Модуль общей деформации

Угол внутреннего трения

1.3 Определение условного расчетного сопротивления грунта

Для мелких песков насыщенных водой, плотных . Для глины . Для суглинка .

1.4 Заключение о возможности использования грунтов в качестве основания

фундамент основание грунт

Площадка представлена следующим наименованием грунтов. От поверхности на глубину 0,7 м залегает слой насыпного грунта. Ниже залегает песок плотный, насыщенный водой. Условное расчетное сопротивление . Мощность слоя 6,0 м. Можно использовать в качестве естественного основания.

Ниже располагается слой глины в тугопластичном состоянии. Условное расчетное сопротивление . Мощность слоя 9,8 м. Можно использовать как естественное основание.

Суглинок в тугопластичном состоянии. Условное расчетное сопротивление . Мощность слоя 15 м. Можно использовать как естественное основание.

2. Сбор нагрузок, действующих на основание фундамента по двух сечениям

Таблица 2. Сбор нагрузок

Вид нагрузки и расчет

Усилие по I группе предельных состояний, , кН

Усилие по II группе предельных состояний, , кН

Особая нагрузка ветровая

Собранную по второму сечению нагрузку приводим к одному погонному метру стены:

Сравниваем собранную по двум сечениям нагрузку:

— по I предельному состоянию

— по II предельному состоянию

Следовательно, наиболее нагруженным является I-е сечение (по центральной колонне).

3. Разработка фундамента на естественном основании под колонну

3.1 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундамента зависит в основном от трех факторов: инженерно-геологические условия, климатические условия, конструктивные требования.

Рисунок 5. Схема к определению глубины заложения фундамента

Высота фундамента под железобетонные колонны из конструктивных требований:

Глубина заложения фундамента, исходя из конструктивных требований, определяется:

— глубина подвала от пола 1-го этажа;

100 мм — толщина конструкции пола подвала;

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта d_f:

где k_f — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. По таблице 1 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» принимаем k_f=0,4. Тогда

нормативная глубина промерзания грунта, м.

Глубина заложения фундамента, исходя из климатических требований:

Фундаменты на естественном основании должны заглубляться в выбранный несущий слой грунта не менее чем на 0,5 м.

Сравнивая требуемые глубины заложения фундамента, полученные исходя из конструктивных условий (d=3,1 м) и климатических (d=0,34 м), выбираем наибольшую: d=3,1 м. Толщина слоя песка составляет 6 м, что на 3,4 м превышает выбранную глубину заложения фундамента, т.е. инженерно-геологические требования выполняются. Принимаем глубину заложения фундамента d=3,1 м.

3.2 Определение размеров подошвы фундаментов исходя из условия

— фактическое давление под подошвой фундамента;

R — расчетное сопротивление грунта основания.

Для центрально-нагруженного фундамента среднее фактическое давление под подошвой фундамента определяется по формуле:

— расчетная нагрузка по II второй группе предельных состояний;

G — вес фундамента и грунта на его уступах:

А — площадь подошвы фундамента:

Ширина подошвы фундамента:

Принимаем b=1,6 м.

При принятом значении b определяют значение R по формуле:

для песка мелкого;

для сооружений с жёсткой конструктивной схемой;

k — коэффициент, принимаемый равным k = 1 если прочностные характеристики грунта (ц и с) определенными непосредственно испытаниями;

M, М_q, М_с — коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83

b = 1,6 м — ширина подошвы фундамента;

— осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента в пределах слоя 0,5b;

В расчётном сечении толщина слоя песка составляет 6 м > d+0,5b=3,05+0,5·1,6=3,85 м, поэтому для расчёта используем г_II — значение, вычисленное для песка.

— осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы (взят удельный вес песчаного грунта, т.к. выше подошвы фундамента залегает только указанный слой);

с_II=3,33 кПа — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (песок);

d₁ — приведенная глубина заложения фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

где h_s= d — d_b — 0,1 = 3,1 — 2,1 — 0,1 = 0,9 м — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf = 0,1 м — толщина конструкции пола подвала;

_cf = 20 кН/м 3 — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

d_b=2,1 м — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала;

Принимаем b=1,5 м.

Следовательно, принимаем b=1,6 м, так как дальнейшее уменьшение размера подошвы фундамента ведет к несоблюдению условия .

Рисунок 6. Схема разработанного варианта фундамента на естественном основании

3.3 Проверка на продавливание

Проверка фундамента по прочности на продавливание колонной от дна стакана при действии продольной силы N_c производится из условия:

где N_c — расчетная продольная сила, действующая в уровне торца колонны, определяется из условия

— коэффициент, учитывающий частичную передачу продольной силы N_I на плитную часть фундамента через стенки стакана и принимаемый равным:

R_bt=900кН/м- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, принимаемое с необходимыми коэффициентами условий работы _b2 и _b3 в соответствии с табл. 15 СНиП 2.03.01-84;

А_с — площадь боковой поверхности колонны, заделанной в стакан фундамента:

размеры по низу меньшей и большей сторон стакана;

762,8 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи, А=0,2·0,2=0,04 м 2 ;

u — наружный периметр поперечного сечения сваи, u=4·0,2=0,8 м;

f_i — расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;

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

_сR, _cf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.03-85; при погружении сплошных свай с закрытым нижним концом механическими, паровоздушными или дизельными молотами

F_d = 1 (1 3900 0,04 + 0,8 (1 36 1,7 +1 40 1,7 + 1 60 1)) = =307,36кН.

Расчетная нагрузка, допустимая на сваю:

где _k = 1,4 — коэффициент надежности.

Количество свай в свайном фундаменте предварительно определяем по формуле:

n = N_I / F = 977,95/219,5 =4,45

Принимаем количество свай n = 5.

4.6 Определение фактической нагрузки на максимально нагруженную сваю и конструирование ростверка

N = (N_I + G_гр.р.) / n =(977,95 + 44,55) / 5 = 209,11 кН

где G_гр.р. — вес ростверка и грунта на его уступах,

А =2,25 м 2 — площадь подошвы ростверка;

_cр =22 кНм 2 — удельный вес грунта и фундамента на его уступах;

N_I = 977,95 кН — нагрузка, действующая по обрезу фундамента;

Требуемое условие N F выполняется (209,11 кН 2

R — расчетное сопротивление в плоскости нижних концов свай, кН/м 2 .

Свайный фундамент приводится к условному фундаменту на естественном основании

Границы условного фундамента определяются следующим образом: снизу — плоскостью АБ, проходящей через нижние концы свай; сверху — поверхностью планировки ВГ; с боков — вертикальными плоскостями АВ и БГ, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии:

_II,mt — осредненное значение угла внутреннего трения:

_II,i — расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h_i.;

Рисунок 10. Определение границ условного фундамента при расчёте свайного фундамента по деформациям

Размеры условного фундамента:

Расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле:

где B_усл = 2,3 м — ширина подошвы условного фундамента;

с_II = 3,33 кПа — сцепление грунта под подошвой условного фундамента;

k — коэффициент, принимаемый равным: k = 1, т.к. прочностные характеристики грунта (с и ) определены по табл. 1 — 3 рекомендуемого приложения 1 СНиП 2.02.01-83;

M , М_q, М_с — коэффициенты, принимаемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83, M =0,56, М_q=3,24, М_с=5,84

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

_II = 20,2 кН/м 3 — удельный вес грунта под подошвой условного фундамента;

d₁=h_усл =5,3 м — глубина заложения подошвы условного фундамента;

— осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента,

коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.01-83, г_с1=1,3, г_с2=1,1

Фактическое давление, действующее по подошве условного фундамента, определяется по формуле:

где G — вес ростверка, свай и грунта в межсвайном пространстве в объеме условного фундамента:

Определение глубины заложения подошвы фундамента исходя из конструктивных, инженерно-геологических и климатических условий: d=0,9 м.

Определение площади подошвы фундамента:

где R₀ — расчетное сопротивление грунта подушки, R₀ = 600 кПа;

_IIср — осредненный удельный вес фундамента и грунта на его уступах (19 кН/м 3 для зданий с подвалом);

d — глубина заложения фундамента, считая от пола подвала, d = 0,9;

Определение предварительных размеров подошвы фундамента:

Принимаем b=l=1,2 м

Определение среднего давления по подошве фундамента

Определение природного напряжения на отметке подошвы фундамента:

где _II = 20,2 кН/м 3 — удельный вес слабого грунта.

Определение дополнительного давления по подошве фундамента:

Задаемся высотой песчаной подушки h=1 м.

При толщине слабого грунта (6 м) высота подушки находится путем подбора, исходя из условия обеспечения прочности слабого подстилающего слоя грунта на глубине z = h от подошвы фундамента:

где — уплотняющее напряжение на кровле слабого подстилающего грунта;

— напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого подстилающего слоя;

Rz — расчетное сопротивление слабого подстилающего слоя.

Определяем уплотняющее напряжение на кровле слабого подстилающего слоя:

где =0,488 — коэффициент, принимаемый по табл. 1 приложения 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента =l/b и относительной глубины, равной =2z/b.

Определяем ширину условного фундамента

где А_z — площадь подошвы условного фундамента

где G — ориентировочное значение веса фундамента и грунта на его уступах:

Ширина условного фундамента:

Определяем расчетное сопротивление слабого подстилающего грунта:

где _с — коэффициент условий работы, _с = 1;

k =1,1 — коэффициент (k=1 при экспериментальном определении _IIсл и с_IIсл и k=1,1 при определении их по таблицам норм);

M_y=0,72, M_q=3,87, M_c=6,45 — коэффициенты, определяемые по табл. 4 СНиП 2.02.01-83 в зависимости от угла внутреннего трения слабого грунта _IIсл;

_IIсл — удельный вес слабого грунта, кН/м 3 ;

‘_II — средневзвешенный удельный вес грунтов в пределах глубины d_y, кН/м 3 ;

с_IIсл — расчетное значение сцепления слабого грунта, кПа.

Определяем напряжение от собственного веса грунта на кровле слабого подстилающего слоя:

По технико-экономическим показателям наиболее экономичным вариантом является фундамент на естественном основании. Учитывая, что инженерно-геологические условия позволяют устроить такой тип фундамента, то принимаем его в качестве основного для данного здания.

Список использованной литературы

1. Далматов Б.Н., Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: Учебное пособие для студентов вузов по спец. «Пром. и граж. стр.-во» — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Высшая школа, 1986 — 239 с.

2. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчета): Учебное пособие для вузов 3-е изд., перераб и доп. — М.: Стройиздат, 1990 — 304 с.

3. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»

4. СНиП 2.03.01-85 «Свайные фундаменты»

5. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

6. ГОСТ 25100-95 «Грунты: классификация».

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Изучение инженерно-геологических условий площадки под строительство сварочного цеха. Определение физико-механических свойств грунтов и их послойное описание. Построение инженерно-геологического разреза и расчёт допустимых деформаций основания фундамента.

курсовая работа [3,8 M], добавлен 05.12.2012

Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований. Разработка вариантов фундамента на естественном основании. Определение технико-экономических показателей устройства оснований и фундаментов.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.04.2015

Условия производства работ по устройству основания и возведению фундаментов. Характеристики грунтов и анализ инженерно-геологических условий строительной площадки. Определение глубины заложения подошвы свайного и фундамента на естественном основании.

курсовая работа [104,6 K], добавлен 23.05.2013

Оценка инженерно-геологических условий площадки застройки. Классификация грунтов основания, построение инженерно-геологического разреза фундамента здания в открытом котловане. Расчет и проектирование фундамента. Определение размеров подошвы фундамента.

курсовая работа [943,7 K], добавлен 07.04.2015

Анализ конструктивного решения сооружения. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов площадки. Фундамент мелкого заложения на естественном основании. Расчет оснований фундамента по предельным состояниям. Проектирование свайного фундамента.

курсовая работа [515,5 K], добавлен 23.10.2008

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании. Проектирование свайных фундаментов и фундаментов на искусственном основании. Проверка прочности подстилающего слоя грунта.

дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2010

Оценка 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 08.12.2010

Источник