Проектирование фундамента мелкого заложения

Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Расчёт осадок свайного фундамента методом послойного суммирования. Определение глубины заложения фундамента. Расчет размеров подошвы фундамента мелкого заложения.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 17.04.2015
Размер файла 518,1 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. Анализ исходных данных по надфундаментной конструкции

Проектируемый объект (жилой дом) представляет собой многоэтажное бескаркасное здание, с продольными и поперечными несущими стенами, с подвальным помещением, несущие конструкции выполнены из силикатного кирпича, перекрытие выполнено из многопустотных панелей, фундаменты свайные со сборным железобетонным ростверком, покрытие теплое с проходным чердаком. Район строительства - г. Воронеж. Глубина промерзания грунта - 250см. ?Su=0,002.

Таблица 1. Усилия на верхних обрезах фундаментов 1-е сочетание нагрузок

Номер фундамента

характеристики

FV, кН

M, кНм

Fh, кН

Ф-3

5820

640

38

2-е сочетание нагрузок

Номер фундамента

характеристики

FV, кН

M, кНм

Fh, кН

Ф-3

6012

300

120

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1

Рис.2 - План строительной площадки

Рис.3 - Геологический разрез

2. Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

подошва фундамент мелкий свайный

Рельеф площадки спокойный, с небольшим уклоном (см. рис.2).

Для определения инженерно-геологических условий на площадке строительства, были пробурена 1 скважина глубиной 12 м.

При бурении выявлены следующие группы грунтов:

1. Песок серо-бурый, мелкий, средней степени водонасыщения, средней плотности ?II=17,9 кН/м2, Е0= 28 МПа, e=0,67.

2. Глина красно-бурая, ?II=19,6 кН/м2, WL=0,40, WP=0,20, IP=0,20, IL=0,35, Е0=18 МПа, e=0,75.

3. Суглинок красно-бурый ?II=19,4 кН/м2, WL=0,32, WP=0,19, IP=0,13, IL=0,61, Е0=14 МПа, e=0,74.

4. Глина бурая ?II=19,4 кН/м2 , WL =0,43 ,WP=0,23, IP=0,20 IL=0,55, Е0=12 МПа, e=0,85.

Предварительный анализ показывает, что все слои являются надёжными, поэтому их можно использовать в качестве основания.

Отметка планировки PL(112,15). Отметка чистого пола принимается на 150 мм выше уровня планировки, т.е. 112,3 м.

3. Расчет фундамента мелкого заложения

3.1 Определение глубины заложения фундамента

Абсолютную отметку подошвы фундамента определяем согласно п.п.2.25-2.33 СНиП 2.02.01-83, исходя из следующих условий:

1. По назначению и конструктивным особенностей проектируемого сооружения

Рис.4 - заложение фундамента с учетом конструктивных особенностей здания d=112,3-3,0-0,15-0,5-0,15=108,5

2. По глубине заложения фундаментов примыкающих сооружений.

Так как строительная площадка свободна от застройки, то ограничений нет.

3. По нагрузкам на основания и фундаменты и инженерно-геологическим условиям местности, на которой находится площадка строительства.

В качестве несущего слоя предварительно выбираем глину красно-бурую (2 слой).

4. По существующему и проектируемому рельефу застраиваемой территории. Так как существующий рельеф территории спокойный (небольшое колебание отметок, отсутствие оврагов и балок), то он не накладывает ограничений.

5. По гидрогеологическим условиям в период строительства и эксплуатации сооружения. Так как грунтовые воды отсутствуют, то гидрогеологические условия не накладывают ограничений.

6. По глубине сезонного промерзания.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта , м, определяется по формуле

=0,5·1,4=0,7 м.

где - нормативная глубина промерзания, определяемая по пп. 2.26. и 2.27;

= 0,281,4

где - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

Для Воронежа (декабрь -6,2 ?С; январь -9,8 ?С; февраль -9,6 ?С)

=6,2+9,8+9,6=25,6

d0 - величина, принимаемая равной, м, для:

суглинков и глин - 0,23;

супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28;

песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30;

крупнообломочных грунтов - 0,34.

- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения (здание с подвалом, расчетная среднесуточная температура воздуха- 15°С), принимается равным 0,5.

Абсолютные отметки подошвы фундаментов согласно вышеперечисленным пунктам равны (при DL=111,3м):

1 - 108,5м;

2 - ограничений нет;

3 - в качестве несущего слоя выбираем слой №2

4 - ограничений нет;

5 - ограничений нет;

6 - 110,6м.

За проектную отметку подошвы (FL) принимаем минимальное значение, т.е. 108,5 м, тогда глубина заложения равна:

D=DL-FL=112,3-106,9=5,4 м.

3.2 Расчет размеров подошвы фундамента мелкого заложения

Размеры подошвы определяем методом последовательного приближения.

1. Вычисляем площадь подошвы А в первом приближении:

;

где Fv - расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента,

Ro - расчетное сопротивление грунта основания,

?ср - средний удельный вес фундамента и грунта на его уступах, принимаем 19 кН/м3,

d - глубина заложения фундамента

2. Выбираем форму подошвы. Известно, что самая оптимальная с точки зрения будущих осадок - круглая, но она трудоемка в исполнении. Поэтому форму подошвы принимаем квадратной.

Исходя из А1 вычисляем длину стороны фундамента. в1=7,0.

Определяем расчетное сопротивление грунта основания по формуле

R= кПа

где с1 и с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3; 1,2 и 1,1

k - коэффициент, принимаемый равным: k1 = 1, если прочностные характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями, и k1 = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;

М =0,39 Мq=2,57 Mc=5,15 - коэффициенты, принимаемые по 6табл. 5;

kz - коэффициент, принимаемый равным:

при b 10 м - kz = 1

b - ширина подошвы фундамента, м; b=7,0м,

II =19,5- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);

/II =18,75- то же, залегающих выше подошвы;

сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле

где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf - толщина конструкции пола подвала, м;

cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3 (тс/м3);

db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B 20 м - db = 0).

м?;

Принимаем величину (b).Фундамент со стороной 3,7м.

Найдем вес фундамента:

Найдем вес грунта, лежащего на обрезах фундамента:

Значение эксцентриситета внешней нагрузки в уровне подошвы составляет

,

Значение эксцентриситета внешней нагрузки в уровне подошвы составляет:

Следовательно фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный.

Вычислим максимальное и минимальное краевое давление по граням фундамента:

,

,

Проверяем условие:

, , условие выполняется.

, условие выполняется.

кПа

Сравнивая и , добиваемся выполнение условия полученное условие должно быть не больше 5%

- условие выполнено

Проверяем условие:

, , условие выполняется.

, условие выполняется.

3.3 Расчёт осадок фундамента мелкого заложения

Поскольку ширина подошвы фундамента меньше 10м применим метод послойного суммирования. Для выбранного фундамента рассчитываем осадок основания.

Определяем напряжения от собственного веса грунтаи 0,2

Где-- удельный вес грунтов кН/м?

h- мощность слоя грунта, м

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

Определяем величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой фундамента:

Разбиваем толщину основания на элементарные слои исходя из условия 0,4*b. Затем определяем координату подошвы элементарных слоев, причём z=0 соответствует подошве фундамента. Начиная от z=0 элементарный слой равен z=100см, и затем заполняем таблицу.

Вычисляем вертикальные нормальные напряжения на границах слоёв грунта:

где - коэффициент, учитывающий уменьшение по глубине дополнительного давления принимается по СНиП

После того как определили , строим на эпюре кривую. Точка пересечения и 0,2 соответствует нижней границе сжимаемой толщи.

Затем определяем величины средних дополнительных давлений на грунт в каждом из элементарных слоёв по формуле:

Находим величины осадок каждого элементарного слоя:

где - - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения при деформировании грунтов в условиях компрессии.

Суммарная осадка всех элементарных слоёв составляет расчетную осадку основания S.

Все расчеты сводим в таблицу

Табл. 3

№ точек

z, m

2*z/b

?

?zp=?*P кПа

№ слоя

?zp кПа

h

?

Е

S

0

0

0

1

467,1

1

457,55

0,8

0,80

18000

0,0163

1

0,8

0,43

0,960

448,42

2

411,05

0,8

0,80

18000

0,0146

2

1,6

0,86

0,800

373,68

3

328,37

0,8

0,80

18000

0,0117

3

2,4

1,3

0,606

283,06

4

246,39

0,8

0,80

18000

0,0066

4

3,2

1,73

0,449

209,73

5

183,34

0,8

0,80

18000

0,0088

5

4

2,16

0,336

156,95

6

138,49

0,8

0,80

14000

0,0063

6

4,8

2,6

0,257

120,04

7

106,96

0,8

0,80

14000

0,0049

7

5,6

3,0

0,201

93,89

8

77,54

0,8

0,80

14000

0,0035

8

6,4

3,46

0,131

61,19

9

55,81

0,8

0,80

14000

0,0025

9

7,2

3,9

0,108

50,44

10

46,47

0,8

0,80

14000

0,0021

10

8,0

4,32

0,091

42,51

?

0,0773

Условие s=0,0773 см<Sn=8 см по второй группе предельных состояний выполнено.

Рис. 5 Схема для расчета осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования

4. Расчет свайных фундаментов

4.1 Определение несущей способности сваи

Выбираем забивную висячую сваю со следующими параметрами: высота (длинна)-3м, размеры 250?250 мм.

Несущую способность Fd, кН (тс), висячей забивной сваи и сваи-оболочки, погружаемой без выемки грунта, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле

где c - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый c = 1;

R- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл.1 СНиП R=2000 кПа;

A- площадь опирания на грунт сваи, м2, принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто А=0,0625 м2;

u=1- наружный периметр поперечного сечения сваи, равный 1 м;

fi =21;25- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (тс/м2), принимаемое по табл.2 СНиП;

h1 =1,2; 1,8 толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

cR=1; ef =1- 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.

В суммировать сопротивления грунта следует по всем слоям грунта, пройденным сваей, за исключением случаев, когда проектом предусматривается планировка территории срезкой или возможен размыв грунта. В этих случаях следует суммировать сопротивления всех слоев грунта, расположенных соответственно ниже уровня планировки (срезки) и дна водоема после его местного размыва при расчетном паводке.

4.2 Расчет параметров свайного фундамента

Вычисляем число свай:

принимаем число свай равным 5

Определяем ширину ростверка:

Для 5 свай принимаем 1350 мм

Высоту ростверка:

(h0+25см)30см

Принимаем h0=5см, получаем hр=30см.

Вычисляем усилия, передаваемые ростверком на сваи. Вертикальные усилие на уровне подошвы ростверка определяем по формуле:

где - -вес ростверка и грунта на обрезах ростверка.

Проверяем выполнение условия:

- условие выполнено

Рис.6

5. Расчёт осадок свайного фундамента методом послойного суммирования

Определение границы условного фундамента.

Рисунок 7. Схема расчёта свайного фундамента по деформациям

Средневзвешенное значение угла внутреннего трения будет:

где -расчетное значении угла внутреннего трения для i-ого слоя

hi- глубина погружения сваи

Находим давление по подошве условного фундамента

где: Gф-вес фундамента Gф=Gc+Gр=175,28(кН)

Gc=35,63 (кН)

Gр=139,65 (кН)

Gгр-вес грунта Gгр=319,58 (кН)

R=

P11<R 551,52<593,68

Таблица расчёта осадок фундамента методом послойного суммирования

Таблица 4

№ точек

z, m

2*z/b

?

?zp=?*P кПа

№ слоя

?zp кПа

h

?

Е

S

0

0

0

1

551,52

1

399,57

0,8

0,8

18000

0,0142

1

0,8

1,68

0,449

247,63

2

167,93

0,8

0,8

18000

0,0060

2

1,6

3,37

0,160

88,24

3

62,59

0,8

0,8

18000

0,0022

3

2,4

5,05

0,067

36,95

4

31,0

0,8

0,8

18000

0,0011

4

3,2

6,74

0,040

22,06

5

18,2

0,8

0,8

18000

0,0006

5

4

8,42

0,026

14,34

6

12,41

0,8

0,8

14000

0,0006

6

4,8

10,1

0,019

10,48

7

9,1

0,8

0,8

14000

0,0004

7

5,6

11,79

0,014

7,72

?

0,025

Условие S=0,025<Sn см по просадке свайного фундамента выполнено. Оставляем принятый фундамент.

6. Сравнение технических характеристик фундаментов глубокого и мелкого заложения

Для фундамента мелкого заложения:

м3

кг.

Для фундамента глубокого заложения:

кг

Таблица 4

Показатель

Вид фундамента

Мелкого заложения

Глубокого заложения

Общий объем бетона, м3

11,85

10,86

Масса арматуры, кг

256

309

Наиболее экономичный по расходуемому материалу является фундамент мелкого заложения, что и видно из сравнительной характеристики. (Примечание: сравнение по земляным работам не проводилось)

Библиографический список

1. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Стройиздат 1985 г.

2. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. Стройиздат 1985 г.

3. Попов А.З., Сергеев С.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. Методические указания. Белгород , БТИСМ 1988г.

4. Губкин В.А., Соловьёв Н.Б. Расчёт и проектирование фундаментов мелкого заложения. Белгород 2001г.

Размещено на Allbest.ur


Подобные документы

  • Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Конструирование фундамента мелкого заложения. Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта. Расчет осадок фундамента мелкого заложения и свайного фундамента.

    курсовая работа [188,1 K], добавлен 16.02.2016

  • Вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на фундамент. Инженерно-геологические условия строительной площадки. Определение размеров обреза и глубины фундамента мелкого заложения. Размеры подошвы фундамента. Методика расчета осадки фундамента.

    курсовая работа [324,0 K], добавлен 14.12.2014

  • Оценка инженерно-геологических условий площадки. Разработка вариантов фундаментов. Глубина заложения подошвы. Расчет осадок основания методом послойного суммирования. Проектирование свайного фундамента. Глубина заложения ростверка, несущая способность.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.11.2013

  • 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

  • Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Гранулометрический состав грунта. Определение глубины заложения фундамента. Подбор и расчет фундамента мелкого заложения под наружную и внутреннюю стену. Определение осадки фундамента.

    курсовая работа [320,6 K], добавлен 04.03.2015

  • Расчёт и конструирование жёсткого фундамента мелкого заложения на естественном основании под промежуточную опору моста. Расчёт свайного фундамента с низким жёстким ростверком. Определение расчётного сопротивления грунта, глубины заложения ростверка.

    курсовая работа [267,2 K], добавлен 27.02.2015

  • Инженерно-геологические условия строительной площадки. Определение глубины заложения фундамента, возводимого на водотоке. Проверка напряжений под подошвой фундамента. Определение глубины заложения и размеров ростверка. Длина и поперечное сечение свай.

    курсовая работа [377,9 K], добавлен 26.10.2015

  • Анализ 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 04.10.2008

  • Определение глубины заложения фундамента сооружения. Расчет осадки фундамента методами послойного суммирования и эквивалентного слоя. Проектирование свайного фундамента. Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта, конструкции и числа свай.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.11.2014

  • Анализ инженерно-геологических данных. Определение значения условного расчетного сопротивления грунта. Расчет фундамента мелкого заложения, свайного фундамента и его осадки. Конструирование ростверка, его приближенный вес и глубина заложения, число свай.

    курсовая работа [973,6 K], добавлен 18.01.2014

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.