Расчет фундаментов на естественном основании и свайного фундамента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотация

Расчет фундаментов на естественном основании и свайного фундамента.

Псков. ФГБОУВПО Псков ГУ. ИСФ. 2013 г.

В курсовой работе представлены расчеты фундамента на естественном основании и свайного фундамента по заданным исходным данным.

Подобрана конструкция фундамента и его конструктивные элементы.

Приведены необходимые данные по инженерно-геологическим изысканиям, схемы и действующие нагрузки по расчетным сечениям. Расчет оснований и фундаментов произведен в соответствии с нормативными документами:

СниП 2.02.01-83* «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»;

С22.13330.2011 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»

СниП 2.02.03-85 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»

СниП 2.03.01-84 «БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ»

Цель работы - по заданным нагрузкам на фундамент колонны и грунтовым условиям определить параметры фундамента на естественном основании, представить чертеж конструкции фундамента, а также по заданным исходным данным выбрать типоразмер сваи (под колонну), определить их количество и рассчитать основание свайного фундамента по деформациям.

Содержание

• Введение
• Исходные данные
• 1. Сбор нагрузок на обрез фундамента
• 2. Инженерно-геологические условия строительной площадки
• 2.1 Геологическая колонка (разрез)
• 2.2 Определение физико-механических характеристик грунтов
• 2.3 Построение графической зависимости изменения расчетного сопротивления по глубине

Введение

фундамент грунт геологический строительный

Любое здание или сооружение стоится на грунтовом основании, возводиться из грунта как строительного материала или располагается в толще грунта. Его прочность, устойчивость и нормальная эксплуатация определяются не только конструктивными особенностями сооружения, но и свойствами грунта, условиями взаимодействия сооружения и основания.

Стоимость фундаментов составляет в среднем 12% от стоимости сооружений, трудозатраты нередко достигают 15% и более от общих затрат труда, а продолжительность работ по возведению фундаментов доходит до 20% срока строительства сооружения. В сложных грунтовых условиях эти показатели значительно увеличиваются. Следовательно, совершенствование проектных и технологических решений в области фундаментостроения приведёт к большой экономии материальных и трудовых ресурсов, сокращению сроков строительства зданий и сооружений.

Основная задача при проектировании оснований и фундаментов состоит в том, чтобы наиболее рационально запроектировать фундамент, приспособив его и всё сооружение в целом к конкретным геологическим условиям строительной площадки.

Данная работа содержит в себе расчёт оснований и фундаментов в соответствии с нормативными требованиями и существующими методиками и включает в себя:

- Расчёт свайного фундамента на естественном основании;

- Расчёт фундамента на искусственном основании (песчаная подушка);

- Расчёт свайного фундамента.

Исходные данные

Исходные данные для проектирования по учебному пособию к КП [*], табл. А

Таблица А

№ варианта	Здание или сооружение	Геология
	№ схемы	Планово-высотные размеры	Коэффициент к нагрузкам a	№ схемы	Грунты	Положение УГВ Dугв, м	Место строительства
		L, м	h, м	h1, м	t, мм	n			Г1	Г2	Г3	Г4	Г5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
А-11	2	6,00	4,00	2,50	380,00	6	49	6	0	18	21	1	26	3,8	Великие Луки

По таблице А принимаем № схемы здания № 02 «Механический цех»; № схемы геологических условий № 06 Скважина 3.

1. Сбор нагрузок на обрез фундамента

Исходные данные на обрез фундамента от расчётных нагрузок по учебному пособию к КП [*], табл. Б, стр.99

Таблица Б

№ схемы	Сооружение	№ фундамента	1 сочетание
			N0II, кН	M0II, кН·м	T0II, кН
02	Механический цех	1	1609	-375,5	-145,1
		2	1649	404,5	174,9
		3	449	174,5
		4	859		159,9

2. Инженерно-геологические условия строительной площадки

Общие сведения:

По результатам технического отчёта об инженерно - геологических изысканиях, произведённых на участке, отведённым под застройку, в г. Великие Луки основание слагают следующие грунты: почвенно-растительный слой - суглинок тёмно-бурый гумуссированный; песок средней крупности; песок пылеватый серо-жёлтый; глина серая, пылеватая, мелкослоистая (ленточная) с прослойками супеси; гранито-гнейс. Уровень грунтовых вод УГВ находиться на отметке 3,8 м от дневной поверхности (по 2-ой скважине).

Здание располагается вблизи Скв. 3 (скважины № 3) принятой по учебному пособию к КП.

2.1 Геологическая колонка (разрез)

2.2 Определение физико-механических характеристик грунтов

ѕ удельный вес сухого грунта _d

Удельный вес сухого грунта определяется по формуле:

Для песка средней крупности:

(кН/м³);

Для песка пылеватого серо-жёлтого:

(кН/м³);

Для глины серой, пылеватой, мелкослоистой (ленточной) с прослойками супеси:

(кН/м³).

ѕ коэффициент пористости e

Коэффициент пористости определяется по формуле:

Для песка средней крупности:

;

Для песка пылеватого серо-жёлтого:

;

Для глины серой, пылеватой, мелкослоистой (ленточной) с прослойками супеси:

.

ѕ степень влажности S_r

Степень влажности находиться по формуле:

,

где _w=10 кН/м³ удельный вес воды:

Для песка средней крупности:

;

Для песка пылеватого серо-жёлтого:

;

Для глины серой, пылеватой, мелкослоистой (ленточной) с прослойками супеси:

.

ѕ показатель текучести I_L

Показатель текучести находиться по формуле:

Для глины серой, пылеватой, мелкослоистой (ленточной) с прослойками супеси:

.

ѕ число пластичности I_p

Показатель текучести находиться по формуле:

Для глины серой, пылеватой, мелкослоистой (ленточной) с прослойками супеси:

.

ѕ удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды ^взв

По классификационным показателям в соответствии ГОСТ дают характеристику грунтов:

- по показателю текучести I_L определяем консистенцию глинистого грунта:

I_L=0,238, следовательно показатель текучести попадает в предел от 0 - 0,25. Это означает, что глинистый грунт полутвёрдый.

- по коэффициенту пористости e и степени влажности S_r определяем плотность сложения и водонасыщенность песчаных грунтов:

Коэффициент пористости песка средней крупности имеет значение e₁=0,592. Это значение попадает в предел от 0,55 - 0,70. Это означает, что данный песчаный грунт средней плотности. Коэффициент водонасыщенности данного грунта S_r=0,892. Это значение попадает в предел в предел от 0,80 - 1,00. Это означает, то данный песчаный грунт насыщен водой.

Коэффициент пористости пылеватого серо-жёлтого песка имеет значение e₁=0,689. Это значение попадает в предел от 0,60-0,80. Это означает, что данный песчаный грунт средней плотности. Коэффициент водонасыщенности данного грунта S_r=0,583. Это значение попадает в предел в предел от 0,50 - 0,80. Это означает, то данный песчаный грунт средне насыщен водой.

Расчётные характеристики физико-механических свойств грунтов (таблица В)

Таблица В

Наименование грунтов	Для расчёта несущей способности	Для расчёта по деформациям	s, кН/м3	W	E0, МПа	Kф, см/с	WL	WP	d, кН/м3	e	Sr	IL	IP	взв, кН/м3
	I, кН/м3	I, град	сI, кПа	II, кН/м3	II, град	сII, кПа
Почвенно-растительный слой - суглинок тёмно-бурый гумуссированный	14			15
Песок средней крупности	17,16	31		19,90	34		26,40	0,20	31,00	2,0Ч10-2			16,58	0,592	0,892			10,29
Песок пылеватый серо-жёлтый	15,73	25		18,25	28		26,80	0,15	16,00	2,2Ч10-4			15,87	0,689	0,583			9,95
Глина серая, пылеватая, мелкослоистая (ленточная) с прослойками супеси	16,59	17	36	19,25	20	54	27,40	0,23	21,00	3,1Ч10-8	0,39	0,18	15,65	0,751	0,839	0,238	0,210	9,94
Гранито-гнейс	Временное сопротивление одноосному сжатию	R=10,00 МПа

2.3 Построение графической зависимости изменение расчётного сопротивления по глубине

Для выбранного геолитологического разреза необходимо построить зависимость изменения расчётного сопротивления по глубине R=f(z).

Расчёт и построение графической зависимости, изменение расчётного сопротивления по глубине R = f(z).

1) В пределах слоя грунта определим два любых положения условного фундамента шириной b = 1 м и определим их глубину заложения d (рис. 1).

Рис. 1

Первый слой (ПРС) мы не рассматриваем, т.к. он не может служить основанием фундамента. Также мы не рассматриваем пятый слой скальный грунт. Так как грунт находящийся в естественном состоянии находится ниже уровня грунтовых вод, то на него оказывает воздействие взвешивающее действие воды _взв, определённое в расчётах.

3. _взв=10,30 кН/м^3;

4. _взв=9,95 кН/м³;

5. _взв=9,94 кН/м³.

2) Определим значения расчётного сопротивления грунта R

Расчётное сопротивление грунта R [кПа] оценивают для условного фундамента шириной 1 м в каждом слое грунта (исключая почвенно- растительный или насыпной слой) по формуле:

где: M, M_q, M_c коэффициенты, принимаемые по СП [1];

b = 1 м ширина подошвы условного фундамента, м;

_II удельный вес грунта, залегающего ниже подошвы условного фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды), кН/м³;

'_II осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды), кН/м³;

с_II удельное сцепление грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента, кПа;

d глубина заложения условного фундамента, м.

Выше уровня грунтовых вод (Грунт 1, где _II = 34?):

Принимаем коэффициенты по СП [1],

M = 1,55;

M_q = 7,22;

M_c = 9,22.

А: d = 1,15 м.

(кН/м³);

(кПа)

Б: d = 1,55 м.

(кН/м³);

(кПа)

Ниже уровня грунтовых вод (Грунт 1, где _II = 34?):

В: d = 3,925 м.

(кН/м³);

(кПа)

Ниже уровня грунтовых вод (Грунт 2, где _II = 28?):

Принимаем коэффициенты по СНиП [1]

M = 0,98;

M_q = 4,93;

M_c = 7,40.

Г: d = 4,350 м.

(кН/м³);

(кПа)

Д: d = 7,150 м.

(кН/м³);

(кПа)

Ниже уровня грунтовых вод (Грунт 3, где _II = 20є):

Принимаем коэффициенты по СНиП [1]:

M = 0,51;

M_q = 3,06;

M_c = 5,66.

Е: d = 7,950 м.

(кН/м³);

(кПа)

Ж: d = 10,90 м.

(кН/м³);

(кПа)

Примечание: осреднённые значения характеристик определяются по формуле:

где: X_i значение характеристики i-го инженерно-геологического элемента (_II, '_II, _II, с_II);

h_i мощность i-го элемента, м.

3) Полученные значения наносим на график в виде точек (см. рис. 2).

Рис. 2.

Грунт, у которого расчётное сопротивление меньше 100 кПа называется слабым и не является пригодным основанием для фундамента, а грунт у которого сопротивление больше 100 кПа является надёжным и может служить основанием фундамента.

Таким образом все грунты могут являться основанием фундамента.

Так же мы можем определить слабоподстилающий слой грунта. Их расчётное сопротивление меньше, чем у вышележащих грунтов.

Если в пределах одного слоя осуществляется переход от сопротивления меньше 100 кПа к сопротивлению более 100 кПа, то следует найти критическую точку перехода путём пересечения графика с вертикальной прямой (100 кПа) и определить глубину заложения этой точки. Данная глубина заложения будет являться критической, и заложение фундамента рекомендуется принимать ниже этой точки.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что заложить фундамент возможно на любом из грунтов, так как критическая точка будет расположена в слое ПРС.

Размещено на Allbest.ru