Расчёт и проектирование фундаментов различного заложения

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.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.01.2014
Размер файла 973,6 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/

Министерство образования Российской Федерации

МОСКОВСИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Рязанский институт (филиал)

Кафедра ПГС

Курсовая работа

по дисциплине

"Основания и фундаменты"

На тему:

"Расчёт и проектирование фундаментов различного заложения"

Выполнил: Волченков Д.М.

Курс 4 строительного факультета

Проверил: Шешенев Н.В.

Рязань 2013

Содержание

  • Введение
  • 1. Анализ инженерно-геологических данных. Определение значения условного расчётного сопротивления грунта R0
  • 2. Расчёт фундамента мелкого заложения
  • 2.1 Определение глубины заложения фундамента
  • 2.2 Определение размеров подошвы фундамента в плане
  • 2.3 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
  • 3. Расчет свайного фундамента
  • 3.1 Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта и конструкции сваи
  • 3.2 Определяем несущую способность и силы расчётного сопротивления сваи по материалу и грунту
  • 3.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай
  • 3.4 Конструирование ростверка
  • 3.5 Расчет осадки свайного фундамента
  • Список литературы

Введение

1. Местоположение площадки

Изучаемая площадка расположена на пересечении ул. Пушкина и ул. Никитина в г. Брянске.

2. Климат

В климатическом отношении площадка относится ко II климатическому району. Средняя t0 января - 14,90 С, средняя t0 июля +18,80 С, средняя годовая t0 +4,30 С. Число дней со снежным покровом составляет 140 дней. Холодный период длится с середины сентября до середины мая.

3. Геоморфология рельефа

В геоморфологическом отношении площадка расположена в пределах среднерусской возвышенности (на абсолютной отметке поверхности земли 130,74).

4. Геологическое строение

В геологическом строении площадки до изучаемой глубины 15-20 м

принимают участие покровные и мореные отложения четвертичной системы. Представленные грунты: супесь пластичная, песок мелкий, песок средней крупности, суглинки тугопластичные.

5. Гидрогеологические условия

В процессе производства буровых работ подземные воды вскрыты скважинами на глубине 4,10 м от поверхности земли на абсолютной отметке 126,52 м. Максимально высокое положение уровня воды следует ожидать в весеннее время. Подземные воды являются слабоагрессивными.

6. Инженерно-геологические условия

Определение физико-механических характеристик грунтов выполнялось в соответствии с требованиями нормативных документов. С учетом геологического строения, выделено 5 инженерно-геологических элементов:

1. Инженерно-геологических элемент 1:

Насыпной слой из почвы, шлака, бытовых и строительных отходов, мощностью 3,2 м.

Растительный слой состоит из почвы мощностью 0,3м.

2. Инженерно-геологических элемент 2:

Супеси желтовато-бурого цвета. Залегают на глубине 130,32 м, мощностью 2,8 м.

3. Инженерно-геологических элемент 3:

Пески желтовато-бурого цвета. Залегают на глубине 127,52 м, мощностью 1 м.

4. Инженерно-геологических элемент 4:

Пески желтоватые. Залегают на глубине 126,20 м, мощностью 1,2 м.

5. Инженерно-геологических элемент 5:

Глины темно-бурого цвета. Залегают на глубине 125,50 м, мощностью 4,70 м.

фундамент свайный ростверк заложение

Рисунок 1. Геологический разрез.

1. Анализ инженерно-геологических данных. Определение значения условного расчётного сопротивления грунта R0

Для заданного варианта грунтовых условий производим оценку характеристик слоев грунта, с целью использования его в качестве естественного основания.

1 слой:

1. Число пластичности:

7;

=0, 191-0,147=0,044

Так как число пластичности Ip находится в интервале 0,01 < Ip ?0,07, то делаем вывод, что 1 слой - супесь.

2. Показатель текучести:

; ==0,57

Так как показатель текучести IL находится в интервале 0<IL<1, то делаем вывод, что 1 слой - супесь пластичная.

3. Коэффициент пористости:

е= (1+W) - 1; е=

4. Расчетное сопротивление:

Таблица 1

e

R0

IL=0

IL=0,57

IL=1

0,5

300

300

0,63

267,5

248,48

235

0,7

250

200

Вывод: 1 слой - супесь пластичная с расчетным сопротивлением R0=248,48кПа.

2 слой:

1. Тип песчаных грунтов:

Частиц крупнее: 0,5 мм - 9,7% по весу

0,25 мм - 45,6% по весу

0,10 мм - 92,68% по весу

0,05 мм - 97,28% по весу

0,01 мм - 98,96% по весу

0,005 мм - 99,84% по весу

Менее 0,005 мм - 100% по весу

Делаем вывод, что 2 слой - песок мелкий.

2. Коэффициент пористости:

е=• (1+W) - 1;

е=

Так как коэффициент пористости е находится в интервале е < 0,60, то делаем вывод, что песок плотный.

3. Степень влажности:

Sr=

Sr=

Так как степень влажности Sr находится в интервале 0,5< Sr <0,8, то делаем вывод, что песок маловлажный.

Вывод: 2 слой - песок мелкий, плотный с расчётным сопротивлением R0=400 кПа.

3 слой:

1. Тип песчаных грунтов:

Частиц крупнее: 0,5 мм - 24,5% по весу

0,25 мм - 55,9% по весу

0,10 мм - 95,88% по весу

0,05 мм - 99,7% по весу

0,01 мм - 99,94% по весу

0,005 мм - 100% по весу

Делаем вывод, что 3 слой - песок средней крупности.

2. Коэффициент пористости:

е=• (1+W) - 1;

е=

Так как коэффициент пористости е находится в интервале0,55 < е < 0,7, то делаем вывод, что песок средней плотности.

3. Степень влажности:

Sr=

Sr=

Так как степень влажности Sr находится в интервале 0,8< Sr <1, то делаем вывод, что песок насыщенный водой.

Вывод: 3 слой - песок средней крупности, средней плотности с расчётным сопротивлением R0=400 кПа.

4 слой:

1. Число пластичности:

=0,389-0,229=0,16

Так как число пластичности находится в интервале 0,07 < <0,17, то делаем вывод, что 4 слой - суглинок.

2. Показатель текучести:

Так как показатель текучести находится в интервале 0,25< IL<0,5, то делаем вывод, что 4 слой - суглинок тугопластичный.

3. Коэффициент пористости:

е=• (1+W) - 1;

е=

4. Расчетное сопротивление:

Таблица 2.

e

R0

IL=0

IL=0,375

IL=1

0,7

250

180

0,84

226,7

195,2

142,7

0,1

200

100

Вывод: 4 слой - суглинок тугопластичный с расчетным сопротивлением R0=195,2 кПа.

2. Расчёт фундамента мелкого заложения

2.1 Определение глубины заложения фундамента

Определяем нормативную глубину промерзания по формуле:

,

где - глубина промерзания: для супесей =0,28м;

- коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур воздуха в данном районе.

М =9,1+8,4+3,2+0,4+5,2=26,3

Определяем расчетную глубину промерзания по формуле:

,

.

Глубина промерзания для зданий без подвала при (2+df) >dw и 4,1> (1,58+2) для супесей c показателем текучести IL?0, то глубина заложения подошвы фундамента не менее df.

Принимаем d не менее df.

Глубина заложения фундамента d=1,6 м.

Рисунок 2.

2.2 Определение размеров подошвы фундамента в плане

1. Определяем необходимые размеры подошвы ленточного фундамента, при условии, что к нему приложена вертикальная сила N?=300кН.

В 1ом приближении находим площадь подошвы фундамента

N? - расчетная нагрузка по 2ой группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента.

R0 - условное расчетное сопротивление грунта основания

гm? - осредненное расчетное значение удельного веса грунта и материала фундамента.

R0=248,48 кПа

гm?=20 кН/м3 - для зданий без подвала

d=1,6 м

1,38 м2

2. Ширина подошвы. м

3. Найдем расчетное сопротивление грунтов основания:

гc1, гc2 - коэффициенты условия работы, гc1=1,1 - зависит от вида грунта

гc2= - зависит от вида грунта и от отношения длины и высоты здания

к - коэффициент принимаемый равным 1, если характеристики определены опытным путём.

к=1

Мг, Мq, Мс - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения ц =230 Мг =0,61, Мq =3,44, Мс =6,04.

кz - коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. < 10 м.

г - осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента.

г' - тоже, но выше подошвы фундамента

г =

гsb= кН/м3

г=1,96*10=19,6 кН/м3

г=1,89*10=18,9 кН/м3

г=2,04*10=20,4 кН/м3

г=1,913*10=19,13 кН/м3

г = Кн/м3

cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

d1 - глубина заложения фундамента

dв - глубина пола подвала, принимаемая в зависимости от ширины подвала. cII=12 кПа, d1=1,1 м, dв=0 м

кПа

4. Определяем площадь подошвы фундаменты при новом расчетном сопротивлением грунта.

м2 м

Подбираем фундамент. Размеры фундаменты принимаем: b =1200 мм, l=1180 мм, Vf=0,347 м3, h=300 мм, ФЛ 12-12-2. Выполняем расчет сопротивления для подобранного фундамента:

кПа

5. Проверка фундамента.

pII =

N=NII+NfII+NsII

NfII - вес фундамента

NfII =Vf • гb, гb=25 кН/м3

NfII =0,2822•25=7,055 кН

NsII - вес грунта над уступами фундамента

NsII =1,2•1,6-0,2822+0,84=0,7988 кН

N=300+7,055+1,6378=328,8528 кН

pII = кПа

274,044 кПа < 284,809 кПа

Разница составляет 3,8%, следовательно размеры фундамента подобраны верно. Окончательно принимаем фундамент ФЛ 12-12-2

2.3 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

1. Определяем природное и вспомогательное напряжение от собственного веса грунта.

- природное

- вспомогательное

Определяем удельный вес грунтов:

1) На поверхности земли:

Дополнительное вертикальное напряжение:

2) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на подошве фундамента:

= кПа

Дополнительное вертикальное напряжение

кПа

3) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 1-го слоя:

= кПа, кПа

4) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 2-го слоя:

= кПа, кПа

5) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне грунтовых вод:

= кПа

кПа

6) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 3-го слоя:

= кПа

кПа

7) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на подошве 4-го слоя:

кПа

кПа

2. Определяем дополнительное давление на подошву фундамента

кПа

3. Сжимающую толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на элементарные слои высотой zi

Определяем высоту элементарного слоя :

м

<0,4

0,24<0,4 1,2=0,48

4. Определяем напряжение на каждом элементарном слое.

Для этого составляем таблицу.

Таблица 3.

z, м

кПа

Наименование

E

1

0

0

1

242,684

Супесь пластичная

IL=0,57

е=0,63

16000

2

0,24

0,4

0,96

232,98

3

0,48

0,8

0,8

194,147

4

0,72

1,2

0,606

147,067

5

0,96

1,6

0,449

108,965

6

1,2

2,0

0,336

81,542

7

1,44

2,4

0,257

62,37

Песок мелкий плотный маловлажный

е=0,53

38000

8

1,68

2,8

0, 201

48,78

9

1,92

3,2

0,160

38,82

10

2,16

3,6

0,131

31,79

11

2,4

4

0,108

26,21

Песок средней крупности средней плотности насыщенный водой, е=0,97

30000

12

2,64

4,4

0,091

22,08

13

2,88

4,8

0,077

16,68

14

3,12

5,2

0,067

16,26

5. Определяем осадку фундамента.

где в=0,8 - коэффициент бокового расширения,

- модуль деформации,

- среднее напряжение в i-ом слое.

1,36 см < 8 см

Вывод: осадка удовлетворяет условию, следовательно, допустима.

Рисунок 3.

3. Расчет свайного фундамента

3.1 Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта и конструкции сваи

Глубину заложения ростверка принимаем конструктивно d=1,6 м.

Высота ростверка принимаем 0,6 м

Принимаем глубину заделки сваи в ростверк ?Z=0,1 м

Рисунок 4.

Принимаем сечение сваи:

30 см 30 см, т.е. 0,3 м 0,3 м

длину сваи принимаем 5 м

3.2 Определяем несущую способность и силы расчётного сопротивления сваи по материалу и грунту

1. Определение силы расчетного сопротивления сваи по материалу:

, где

- коэффициент условий работы сваи в грунте;

- коэффициент продольного изгиба (зависит от вида ростверка);

- коэффициент работы бетона (зависит от способа погружения сваи);

- расчетное сопротивление бетона;

- площадь сечения сваи;

- расчётное сопротивление арматуры;

- площадь поперечного сечения арматуры.

=1, =1, =1, =8,5МПа, =225МПа, =0,09 м2,

=4,52*10-4 м2

2. Определение силы расчетного сопротивления сваи по грунту:

- несущая способность сваи по грунту; =1 - коэффициент условия работы сваи в грунте;

, - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом сваи и по её боковой поверхности.

=1, =1 по СНиП.

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А - площадь опирания сваи на грунт (площадь сечения сваи);

u - наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi - расчетное сопротивление i-того слоя грунта по боковой поверхности сваи;

hi - толщина i-того слоя грунта;

; м2; м;

3. Определение силы расчетного сопротивления сваи по грунту:

FRS - сила расчетного сопротивления сваи по грунту;

гk - коэффициент надежности, назначаемый в зависимости от метода определения несущей способности сваи;

гk=1,4

кН.

Рисунок 5.

3.3 Определение приближённого веса ростверка и числа свай

где NII - нагрузка вертикальная по обрезу фундамента по 1 группе предельных состояний,

Определение среднего давления на основание под ростверком:

d - диаметр сваи

Определение площади подошвы ростверка Ag

гf - коэффициент надежности по грунту,

гm - коэффициент среднего значения удельного веса материала ростверка и грунта на уступах.

гm юез подвала - 20 кН/м3

dg - глубина заложения ростверка

гf=1,1

гm=20 кН/м3

dg=1,6 м

Определение количества свай:

зm - коэффициент, учитывающий действие момента, для центрально нагруженных фундаментов равен 1;

Ng - вес ростверка и грунта на уступах

Ng=1,1•3,56•20•1,6=125,312 кН

3.4 Конструирование ростверка

Минимальное расстояние между сваями 3d, d - диаметр поперечного сечения сваи. Расстояние в свету от края сваи до края ростверка должно быть не менее 5 см. Проверка усилий, передаваемых на сваю:

кН < 301,3035кН

Где N - нагрузка

n - количество свай

Определяем перегруз:

% - недогруз

Рисунок 6.

3.5 Расчет осадки свайного фундамента

Определяем средневзвешенное значение угла внутреннего трения

Определяем размеры подошвы условного фундамента

Рисунок 7. Рисунок 8.

Определяем вес условного фундамента:

2,65*2,65*

(2,8*16,6+1*18,9+1,2*20,4+1,6*19,13) =904,98кН

Давление на грунт от условного фундамента:

= (1000+904,98) /10,8=271,27 кПа

Определяем расчетное сопротивление грунта R, расположенного ниже условного фундамента

dc - глубина заложения условного фундамента;

г11=19,13кН/м3 - осредненное значение удельного веса грунтов под подошвой фундамента

г111 =128,868/6,5=19,82 кН/м3 - выше подошвы фундамента

гc1, гc2 - коэффициенты условия работы

гc1=1,3, гc2=1,3.

к - коэффициент принимаемый равным 1.

к=1

Мг, Мq, Мс - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения ц =170 С. Мг =0,39, Мq =2,57, Мс =5,15.

кz - коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. < 10 м.

cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

271,27 кПа<R=723,5059 кПа - требование выполняется.

Расчет осадки выполняем методом послойного суммирования.

1. Определяем ординаты эпюры.

1) На поверхности земли:

Дополнительное вертикальное напряжение

2) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 1-го слоя:

= кПа

кПа

3) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 2-го слоя:

= кПа

кПа

4) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне грунтовых вод:

= кПа

кПа

5) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы 3-го слоя:

= кПа

кПа

6) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на основании сваи:

кПа

кПа

7) Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на подошве 4-го слоя:

кПа

кПа

2. Определяем дополнительное давление на подошву фундамента.

; кПа.

3. Определяем элементарную высоту слоя.

; м.

4. Разбиваем грунтовую толщу от подошвы на элементарные слои.

5. Определяем напряжения на каждом элементарном слое. Для этого составим таблицу:

Таблица 4.

Z, м

Наименование

E

1

0

0

1

142,402

Суглинки тугопластичные

e=0,84

11000

2

0,53

0,4

0,96

136,706

3

1,06

0,8

0,8

113,92

4

1,59

1,2

0,606

86,29

5

2,12

1,6

0,449

63,94

6

2,65

2,0

0,336

47,85

7

3,18

2,4

0,257

36,59

6. Определяем осадку фундамента.

,

где - корректирующий коэффициент,

- модуль деформации,

- среднее напряжение в i-ом слое.

Вывод: осадка удовлетворяет условию, следовательно допустима.

Рисунок 9.

Список литературы

1. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1983 г.

2. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 1988г. - 319 с.

3. Гусева В.И. Методические указания "Механика грунтов, основания и фундаменты". М.: Издательство Всесоюзного заочного политехнического института, 1991 г. - 50с.

4. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Издательства АСВ, 1994 г. - 527 с.

5. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Стройиздат, 1981 г. - 319с.

6. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1983 г.

7. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987 г.

8. СНиП 25100-95. Грунты. Классификация. - М.: Из-во стандартов, 1986 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение климатических и геоморфологических характеристик строительной площадки. Анализ инженерно-геологических данных. Оценка значения условного расчетного сопротивления грунта R0. Специфика расчета фундамента мелкого заложения, свайного фундамента.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.10.2013

  • 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

  • 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

  • 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.

    курсовая работа [518,1 K], добавлен 17.04.2015

  • 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

  • Анализ 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 07.05.2014

  • 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

  • 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 25.11.2014

  • Оценка 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

  • 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

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.