Проектирование фундамента жилого 10-этажного дома

Оценка климатических, инженерно-геологических и гидротехнических условий строительной площадки. Расчет и конструирование фундаментов в открытом котловане и свайных фундаментов. Заложение откосов, крепление стен, защита от поверхностного увлажнения.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.05.2017
Размер файла 1,7 M

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/

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ)

Инженерная школа

Кафедра гидротехники, теории зданий и сооружений

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине: «Основания и фундаменты»

на тему: «Проектирование фундамента жилого 10-этажного дома»

Выполнил: студент Антонов А.Н.

группы Бак4СПК

Принял: ст.преподаватель

Пронкина Т.Н.

Владивосток

2017

Оглавление

Введение

1. Оценка климатических, инженерно-геологических и гидротехнических условий строительной площадки

1.1 Определение наименование грунтов. Классификация грунтов. Определение физико-механических свойств грунтов

1.2 Оценка влияния грунтовых вод на выбор типа конструкции фундамента

1.3 Нормативная глубина промерзания грунта

1.4 Общая оценка геологического разреза. Посадка здания

2. Расчет и конструирование фундаментов в открытом котловане

2.1 Расчетная глубина промерзания. Глубина заложения фундаментов

2.2 Назначение высотных отметок фундаментов

2.3 Определение плановых размером фундаментов по расчетным сечениям из расчет по II предельному состоянию

2.4 Расчет осадок фундаментов

2.5 Конструирование фундаментов

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

3.1 Выбор типа, способа погружения, размеров свай и типа ростверка

3.2 Определение количества свай и их размещение в свайном фундаменте

3.3 Расчет условного свайного фундамента по расчетному сопротивлению

грунта основания (II предельное состояние)

3.4 Определение осадок условного свайного фундамента

3.5 Конструирование свайного фундамента

3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа свай

4. Рекомендации по производству работ. Заложение откосов, водоотведение,

крепление стен котлованов, защита от поверхностного увлажнения

Заключение

Список используемых источников

Введение

Целью данного курсового проекта является расчет и проектирование фундаментов жилого 10-ти этажного здания с продольно несущими стенами.

Размеры здания в плане 75,6х12,0 м. Несущие конструкции: наружные и внутренние продольные кирпичные стены. Толщина наружных стен: верхних этажей 51 см, пяти нижних этажей 64 см, толщина внутренних стен 38 см. Перекрытия - сборный железобетонный многопустотный настил. Крыша односкатная совмещенная из сборного железобетонного настила.

Здание в осях 5-9 имеет подвал. Отметка пола подвала - 2,20 м. Отметка пола первого этажа 0,00 м на 0,8 м выше отметки спланированной поверхности земли. Место строительства -- г.Владивосток.

Отметка поверхности природного рельефа 61,1м, отметка планировки 59,5 м, отметка уровня грунтовых вод 55,3 м.

№ слоя

Мощность слоев, м

Вид грунта

1

0,6

растительный

2

2,9

глинистый

3

2,8

глинистый

4

10,8

песчаный

Физические характеристики грунтов

№ слоя

Плотность

частиц s, г/см3

Плотность

грунта , г/см3

Природная

влажность w, д.е.

Влажность на границе текучести wL, д.е.

Влажность на границе пластичности wP, д.е.

2

2,74

1,88

0,30

0,42

0,23

3

2,71

1,98

0,21

0,23

0,14

4

2,67

2,06

0,186

0

0

Гранулометрический состав грунта

№ слоя

Содержание, % частиц размером, мм

10-2

2-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

<0,005

4

6,0

45,0

23,0

11,0

13,0

8,0

4,0

0

фундамент котлован дом

Для курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов -- мелкого заложения и свайный. Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение глубины заложения фундаментов, подбор ширины подошвы, осадки фундаментов. Для свайных фундаментов: определение несущей способности свай и их шага, проверка напряжений в свайном фундаменте.

1. Оценка климатических, инженерно-геологических и гидротехнических условий строительной площадки

1.1 Определение наименование грунтов. Определение физико-механических свойств грунтов. Классификация грунтов

Определение наименования грунтов производится по ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация».

Основные классификационные показатели для глинистых грунтов - число пластичности Ip и показатель текучести IL.

,

.

Основные классификационные показатели для песчаных грунтов - гранулометрический состав, коэффициент пористости е и коэффициент водонасыщения Sr.

Коэффициент пористости:

.

Коэффициент водонасыщения:

.

Классификация грунтов.

  • 1-ый слой -растительный, мощность слоя 0,6 м, не классифицируется.
  • 2-ой слой - глинистый, мощность слоя 2,9 м.
  • ,
  • где Ip - показатель пластичности;
  • щl - влажность на границе текучести;
  • щp - влажность на границе пластичности;
  • Ip >17% => глина.
  • ,
  • где Il - показатель текучести
  • W - природная влажность
  • Wl - влажность на границе текучести
  • Wp - влажность на границе пластичности
  • .
  • 3-ой слой - глинистый.
  • .
  • 7Ip317% => суглинок
  • .
  • .
  • 4-ий слой - песчаный
  • .
  • .
  • .
  • .

Определение физико-механических характеристик грунтов.

К физико-механическим характеристикам грунта относятся угол внутреннего трения, удельное сцепление cn и модуль деформаций Е. Полученные характеристики необходимо занести в таблицу 1.

Таблица 1 Физико-механические характеристики грунтов

Наименование грунта по ГОСТ 25100-2011

Физические характеристики

Механические характеристики

s

г/см3

г/см3

w

е

Sr

wL

wP

IP

%

IL

cn

кПа

цnє

Е

МПа

Растительный слой

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Глина пластичная

2,74

1,88

0,30

0,9

-

0,42

0,23

19

0,36

47

17

17

Суглинок мягкопластичный

2,71

1,98

0,21

0,8

-

0,23

0,14

9

0,6

18

17

10

Песок крупный, плотный, насыщенный водой

2,67

2,06

0,186

0,55

0,92

0

0

-

-

1

41

30

1.2 Оценка влияния грунтовых вод на выбор типа конструкции фундамента

Грунтовые воды приурочены к слою №3 (суглинок мягкопластичный) находятся на отметке 55,3. Расстояние от поверхности до воды: .

Уровень грунтовых вод расположен ниже отметки заложения фундамента. Мероприятия по гидроизоляции конструкций фундамента и стен подвала принимаем конструктивно.

Гидроизоляционный слой делается сплошным по всему периметру ленточного фундамента. В стенах бесподвального помещения изоляционный слой прокладывают в цокольной части стен на 15-50 см выше уровня тротуара или верха отмостки. В стенах с подвальными стенами делается два слоя гидроизоляции: первый - на уровне пола подвала; второй - на 15-20 см выше поверхности отмостки. Гидроизоляция от грунтовых вод располагается снаружи помещения.

Для изоляции стен подвала от капиллярной сырости необходимо на наружную поверхность фундамента нанести обмазочную гидроизоляцию, например, битумную мастику «Технониколь» в 2 слоя до низа отмостки. Так как зеркало подземной воды располагается ниже поверхности пола более чем на 1м, значит, бетонная подготовка пола служит надежной преградой от сырости, и дополнительных мер гидроизоляции не требуется.

1.3 Нормативная глубина промерзания грунта

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (среднее за срок более 10 лет значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке) определяется по формуле:

.

где d0 -- теплотехнический коэффициент, равный для песков мелких 0,28;

Mt = t, t -- средние отрицательные температуры холодных месяцев, определяемых по СП [3].

Для г.Владивосток средние отрицательные температуры холодного месяца: t = 34,10

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов:

.

1.4 Общая оценка геологического разреза. Посадка здания

Грунтовые условия строительной площадки представлены слоистым напластованием грунтов. Сложение слоев согласное, выдержанное. Уклон поверхности <2%. Сложение грунтов благоприятное.

Верхний слой представлен растительным слоем мощностью 0,6 м. Растительный слой в качестве несущего слоя не используют, он подлежит срезке.

Под ним, на отметке 59,5 залегает слой глина пластичная, мощностью 2,9 м, по качеству надежный (IL=0,36), по модулю деформации (E=17 МПа) среднедеформируемые. Может использоваться в качестве несущего слоя.

На отметке 56,6 залегает слой №3 суглинок мягкопластичный мощностью 2,8 м, по качеству надежный (IL=0,6), по модулю деформации (E=10МПа) среднедеформируемые. Может использоваться в качестве несущего слоя.

На отметке 53,8 залегает крупный плотный песчаный слой мощностью

10,8 м, по модулю деформации (E=30 МПа) является среднедеформируемым. Может использоваться в качестве несущего слоя.

На основе оценки инженерно-геологических условий, выбираем 2 типа фундаментов: фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты.

Ленточный фундамент наименее трудоемкий, при этом, наиболее простой и экономичный вид фундамента. Он не приемлем для слабых грунтов. Фундамент мелкого заложения можно устроить на слое №2 глины пластичной.

Свайный фундамент применяется при возведении зданий на слабых грунтах. Довольно трудоемкий и дорогой тип фундаментов. Свайный фундамент может быть устроен на слое №4 песка крупного и плотного.

2. Расчет и конструирование фундаментов в открытом котловане

2.1 Расчетная глубина промерзания. Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей здания.

Расчетная глубина промерзания грунтов рассчитывается по формуле:

.

где kh -- коэффициент влияния теплового режима здания, определяемый по табл. 5.2 СП [2].

Для фундаментов в бесподвальной части здания при полах по утепленному цокольному перекрытию t = +150 C: df = 0,8 · 1,64 1,14 м;

для части здания с подвалом при t = +50 C: df = 1 · 1,64 1,31 м.

Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов согласно п.5.5.5 СП [2] назначается с учетом уровня подземных вод dw.

В нашем случае dw = 4,7 м, что больше, чем df + 2 = 3,14 м для бесподвальной части здания, и больше, чем df + 2 =3,31 м для части здания с подвалом. Поэтому согласно табл. 5.3 СП [2] глубина заложения фундаментов не зависит от df расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения фундамента и низа ростверка для стены по ряду А принимаем 1,72 м, а для стены по ряду Б - 1,92 м.

2.2 Назначение высотных отметок фундаментов

За отметку планировки принимается спланированная отметка поверхности земли с абсолютной отметкой , что соответствует отметке -0,8 м.

Наружная стена с подвалом.

2.3 Определение плановых размером фундаментов по расчетным сечениям из расчета по II предельному состоянию

Для определения размеров подошвы ленточных фундаментов необходимо знать нагрузку на 1 м погонного фундамента:

.

После установки глубины заложения фундамента определяю размеры его подошвы исходя из условия передачи на основания давлений, не превышающих расчетного сопротивления грунта.

Подбор ширины подошвы фундамента ведется из условия, что среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

,

где c1 и c2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 5.4 СП [2];

k = 1,1 - т.к. прочностные характеристики грунта (с и ) приняты по таблицам Б.1, Б.2 рекомендуемого приложения СП [2];

M, Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5 СП [2] в зависимости от II;

kz = 1, т.к. ширина подошвы фундамента b< 10м;

II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

- то же, залегающих выше подошвы фундамента;

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

d1 - глубина заложения фундаментов без подвальных 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;

hcf - толщина конструкции пола подвала;

cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

db - глубина подвала (расстояние от уровня планировки до пола подвала).

Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:

,

где mt = 20 кН/м3-- среднее значение удельного веса грунта и бетона;

d - глубина заложения фундаментов.

Характеристики грунтов:

; ; ; ; ; .

Расчет фундамента под наружную стену с подвальной частью здания по ряду А.

Расчетная нагрузку на 1 м погонного фундамента:

Подбор ширины подошвы фундамента ведется из условия, что среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R.

Расчетное сопротивление грунта основания:

.

Рисунок 3 - Расчетная схема фундамента под стену с подвалом

Находим зависимость R = R(b) и Р = Р(b).

Таблица 2 - Зависимость Р = Р(b)

b

1,2

1,4

1,6

2

P

401,7

350,0

310,9

256,4

Таблица 3 - Зависимость R = R(b)

b

1,2

1,4

1,6

2

R

241,0

266,2

283,5

302,2

Принимаем ширину фундаментной подушки 1,6 м.

Далее необходимо выполнить проверку Р ? R.

Значение P при известной ширине подошвы находится по формуле;

Вес блоков ФБС и фундаментной плиты:

.

Вес грунта на уступах фундамента:

.

По известным значениям R и Р оценивается недогруз (должен быть 15%) или перегруз (3%) фундамента:

.

Недогруз фундамента не превышает норму. Принятая фундаментная подушка ФЛ 16.12.

Расчет фундамента под внутреннюю стену в подвальной части здания по ряду Б.

Расчетная схема:

Расчетная нагрузку на 1 м погонного фундамента:

.

Подбор ширины подошвы фундамента ведется из условия, что среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R.

Расчетное сопротивление грунта основания:

.

Находятся зависимость R = R(b) и Р = Р(b), оценивается недогруз (должен быть 15%) или перегруз (3%) фундамента.

Таблица 4- Зависимость Р = Р(b)

b

1,4

1,6

2

2,4

P

446,0

395,5

324,9

277,8

Таблица 5 - Зависимость R = R(b)

b

1,4

1,6

2

2,4

R

302,8

315,2

327,7

355,1

Принимаем ширину фундаментной подушки 2,4 м.

Далее необходимо выполнить проверку Р ? R.

Значение p при известной ширине подошвы находится по формуле;

Вес блоков ФБС и фундаментной плиты:

.

Вес грунта на уступах фундамента:

.

По известным значениям R и Р оценивается недогруз (должен быть 15%) или перегруз (3%) фундамента:

.

Недогруз фундамента не превышает норму. Принятая фундаментная подушка ФЛ 24.12.

2.4 Расчет осадок фундаментов

Расчёт ведётся по II предельному состоянию (по деформациям) сравнением двух характеристик: рабочей и предельной: <, где - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчётом; - предельное значение совместной деформации основания и сооружения. Метод послойного суммирования предполагает, что осадка находится от вертикальных напряжений, действующих по оси, проходящей через центр тяжести подошвы.

.

где - безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

- вертикальное напряжение от веса фундамента в рассматриваемом i-том слое;

- высота (мощность) i-того слоя;

- модуль общей деформации этого же - того слоя.

Осадка фундамента находится на глубину сжимаемой толщи грунта, которая определяется пересечением эпюр напряжений вспомогательной от собственного веса грунта (0,2zg) и дополнительных вертикальных напряжений (zp).

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

.

где i -- объемный вес i-того слоя грунта основания;

k -- количество слоев основания.

Эпюра дополнительных вертикальных напряжений:

zp = · p0

где -- коэффициент, принимаемый СП [2];

Po - дополнительное вертикальное давление на основание.

Дополнительное вертикальное давление на основание:

,

где P - среднее давление под подошвой фундамента;

уzg,0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта:

,

где г - удельный весь грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d - глубина заложения фундамента.

Определяем удельный вес грунтов:

;

;

;

;

;

;

;

;

Эпюра напряжения от собственного веса грунта:

;

;

;

;

.

Стена с подвальной частью здания по ряду А.

Разбиваем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной:

Дополнительное вертикальное давление на основание:

.

Таблица 8 - Расчетные значения напряжений от фундамента уzpi

№ толщи

hi, м

z, м

ж=2zi/b

б

уzp=бPo

0

0

0

0

1

227,7

1

0,98

0,98

1,2

0,755

171,9

2

0,64

1,62

2,0

0,550

125,2

3

0,64

2,26

2,8

0,420

95,6

4

0,64

2,9

3,6

0,337

76,7

5

0,88

3,78

4,8

0,258

58,7

6

0,64

4,42

5,6

0,223

50,8

7

0,64

5,06

6,4

0,196

44,6

8

0,64

5,7

7,2

0,175

40,0

9

0,64

6,34

8,0

0,158

36,0

10

0,64

6,98

8,8

0,143

32,6

Определяю сжимающую толщу грунта, для этого строю эпюру . Сжимаемую толщу основания определим графически - в точке пересечения графиков f () и f().

Таблица 9 - Расчет осадки фундамента

hi, м

zi, м

2zi / b

Ь

уzpi, кПа

Ei, кПа

si, м

кровля

подошва

среднее

1

0,98

0,98

1,2

0,755

227,7

171,9

199,8

17000

0,0092

2

0,64

1,62

2,0

0,550

171,9

125,2

148,5

10000

0,0076

3

0,64

2,26

2,8

0,420

125,2

95,6

110,4

10000

0,0056

4

0,64

2,9

3,6

0,337

95,6

76,7

86,1

10000

0,0044

5

0,88

3,78

4,8

0,258

76,7

58,7

67,7

10000

0,0048

6

0,64

4,42

5,6

0,223

58,7

50,8

54,7

30000

0,0009

7

0,64

5,06

6,4

0,196

50,8

44,6

47,7

30000

0,0008

8

0,64

5,7

7,2

0,175

44,6

40,0

42,3

30000

0,0007

9

0,64

6,34

8,0

0,158

40,0

36,0

38,0

30000

0,0006

У

0,0346

Сравнение расчётной и предельной осадки:

.

Т.к. выполняется условие => данный фундамент удовлетворяет условиям по II п.с.

Стена с подвальной частью здания по ряду Б.

Разбиваем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной:

.

Дополнительное вертикальное давление на основание:

.

Таблица 10 - Расчетные значения напряжений от фундамента уzpi

№ толщи

hi, м

z, м

ж=2zi/b

б

уzp=бPo

0

0

0

0

1

289,3

1

0,98

0,98

0,8

0,881

187,7

2

0,96

1,94

1,6

0,642

136,8

3

0,96

2,82

2,4

0,477

101,6

4

0,88

3,78

3,2

0,374

80,0

5

0,96

4,74

4,0

0,306

65,2

6

0,96

5,7

4,8

0,258

55,0

7

0,96

6,66

5,6

0,223

47,5

8

0,96

7,62

6,4

0,196

41,8

9

0,96

8,58

7,2

0,175

37,3

10

0,96

9,54

8,0

0,158

33,7

Определяю сжимающую толщу грунта, для этого строю эпюру . Сжимаемую толщу основания определим графически - в точке пересечения графиков f () и f().

Таблица 11 - Расчет осадки фундамента

hi, м

zi, м

2zi / b

Ь

уzpi, кПа

Ei, кПа

si, м

кровля

подошва

среднее

0,98

0,98

0,8

0,881

289,3

187,7

200,4

17000

0,0092

0,96

1,94

1,6

0,642

187,7

136,8

162,2

10000

0,012

0,96

2,82

2,4

0,477

136,8

101,6

119,2

10000

0,0091

0,88

3,78

3,2

0,374

101,6

80,0

90,8

10000

0,0064

0,96

4,74

4,0

0,306

80,0

65,2

72,6

30000

0,0018

0,96

5,7

4,8

0,258

65,2

55,0

60,1

30000

0,0015

0,96

6,66

5,6

0,223

55,0

47,5

51,2

30000

0,0013

0,96

7,62

6,4

0,196

47,5

41,8

44,6

30000

0,0011

0,96

8,58

7,2

0,175

41,8

37,3

39,5

30000

0,001

0,96

9,54

8,0

0,158

37,3

33,7

35,5

30000

0,0009

0,0443

Сравнение расчётной и предельной осадки:

.

Т.к. выполняется условие => данный фундамент удовлетворяет условиям по II п.с.

2.5 Конструирование фундаментов

Для фундаментов мелкого заложения использую следующие марки фундаментов:

- для наружной стены с подвалом (ряд А) с шириной подошвы фундамента 1,6м принимаю марку ФЛ16.12, G=12кН и устраиваю под него подушку

b = 1,6м, l = 1,18 м, h = 0,3м. Блоки принимаю марки ФБС b = 0,4м, l = 1,18м,

h = 0,28м.

- для внутренней стены с подвалом (ряд Б) с шириной подошвы фундамента 2,4 м принимаю марку ФЛ24.12, G=28кН и устраиваю под него подушку b = 2,4м, l = 1,18м, h = 0,3м. Блоки бетонные для стен подвала принимаем марки ФБС b = 0,4м, l = 1,18м, h = 0,28м.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

3.1 Выбор типа, способа погружения, размеров свай и типа ростверка

Т.к. применение ленточных фундаментов мелкого заложения в части здания с подвалом не рационально, то расчет свайного фундамента произведем именно для части здания c подвалом в осях 5-9.

Принимаем висячие, по виду - забивные призматические сваи квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой марки С6-30 на несущем слоя грунта - песок крупный плотный насыщенный водой.

Предварительно назначаем длину свай 6 м (с учетом заделки в ростверк на 10 см и заглублением в слой крупного песка на 1м), сторону поперечного сечения сваи 0,30 м (с учетом допустимых свесов ростверка).

Ростверк принимаем монолитный поперечным сечением 600х300мм.

Определение несущей способности одиночной сваи.

Несущая способность сваи Fd определяется по формуле:

,

c - коэффициент условий работы сваи в грунте, равный 1;

cR - коэффициент работы грунта под нижним концом сваи, равный 1 для погружения свай с подмывом в песчаные грунты при исключении подмыва на последнем метре;

cf - коэффициент работы грунта на боковых поверхностях сваи, равный 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (7300 кПа);

A - площадь поперечного сечения сваи;

u - наружный периметр поперечного сечения сваи;

fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи;

hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи.

Расчетная нагрузка Nc находится по формуле:

,

где k = 1,4 - коэффициент условий работы сваи (для ленточного фундамента).

Определение несущей способности одиночной сваи под ленточный фундамент для наружной стены с подвалом по ряду А.

Схема сваи под ленточный фундамент для наружной стены с подвалом.

Значения величин для определения несущей способности сваи принимаются по СП [4]. Значения сведём в таблицу.

Таблица 14

№ слоя

hi, м

zi, м

fi, кПа

fi *hi, кН/м

1

0,98

2,41

43

42,1

2

1,3

3,55

50

65,0

3

1,5

4,95

56

84,0

4

2,12

6,76

59

125,1

У316,2

Площадь поперечного сечения сваи:

.

Наружный периметр поперечного сечения сваи:

.

Несущая способность сваи Fd определяется по формуле:

Расчетная нагрузка Nc:

.

Определение несущей способности одиночной сваи под ленточный фундамент для внутренней стены с подвалом по ряду Б.

Схема сваи под ленточный фундамент для наружной стены с подвалом.

Значения величин для определения несущей способности сваи принимаются по СП [4]. Значения сведём в таблицу.

Таблица 15

№ слоя

hi, м

zi, м

fi, кПа

fi *hi, кН/м

1

0,98

2,41

43

42,1

2

1,3

3,55

50

65,0

3

1,5

4,95

56

84,0

4

2,12

6,76

59

125,1

У316,2

Площадь поперечного сечения сваи:

.

Наружный периметр поперечного сечения сваи:

.

Несущая способность сваи Fd определяется по формуле:

Расчетная нагрузка Nc:

.

3.2 Определение количества свай и их размещение в свайном фундаменте

Количество свай на 1 м длины ленточного свайного фундамента определяется по формуле:

,

где гk - коэффициент надежности, равный 1,4;

- заданная нагрузка на фундамент, взятая по I предельному состоянию;

Fd - несущая способность сваи;

a - коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента (для ленточного фундамента по стену а=7,5);

bc - сторона сечения (диаметр) сваи;

d - глубина заложения подошвы ростверка;

гmt - осредненное значение удельного веса ростверка и грунта.

Размещение свай производится в рядовой и шахматном порядке, при этом должны быть соблюдены следующие конструктивные требования: расстояние между осями висячих свай должны быть в пределах .

Проверяем фактическую нагрузку, действующую на одну сваю:

,

где - заданная нагрузка на фундамент, взятая по I предельному состоянию;

- вес ростверка и фундамента по I предельному состоянию;

- вес грунта на уступах ростверка по I предельному состоянию.

Nc - принятая расчетная нагрузка на сваю.

n - количество свай на 1м длины ленточного свайного фундамента.

Заданная нагрузка на фундамент, взятая по I предельному состоянию:

,

где N0 - заданная нагрузка на фундамент.

Вес ростверка и фундамента по I предельному состоянию:

,

где b и hр- ширина ростверка и высота ростверка;

гb - удельный вес железобетона, принимаемый;

гf - коэффициент надежности по нагрузке.

Вес грунта на уступах ростверка по I предельному состоянию:

,

где b - ширина ростверка;

bc - ширина бетонного блока для стен подвала;

гII - удельный вес грунта;

гf - коэффициент надежности по нагрузке.

Определение количества свай под наружную стену с подвалом ряду А.

Количество свай на 1 м длины ленточного свайного фундамента определяется по формуле:

.

Заданная нагрузка на фундамент, взятая по I предельному состоянию:

.

Вес ростверка и фундамента по I предельному состоянию:

.

Вес грунта на уступах ростверка по I предельному состоянию:

.

Проверяем фактическую нагрузку, действующую на одну сваю:

;

.

Условие первого предельного состояния выполняется.

По найденному значению nc определяем шаг свай t:

.

Назначаем шаг свай с учетом условий:

.

Принимаем шаг свай t = 1м.

Свес ростверка при однорядном расположении свай:

.

Находим ширину плиты ростверка:

.

Принимаем ширину плиты ростверка bр = 0,6м.

Определение количества свай под внутреннюю стену с подвалом по ряду Б.

Количество свай на 1м длины ленточного свайного фундамента определяется по формуле:

.

Заданная нагрузка на фундамент, взятая по I предельному состоянию:

.

Вес ростверка и фундамента по I предельному состоянию:

.

Вес грунта на уступах ростверка по I предельному состоянию:

.

Проверяем фактическую нагрузку, действующую на одну сваю:

;

.

Условие первого предельного состояния выполняется.

По найденному значению nc определяем шаг свай t:

.

Назначаем шаг свай с учетом условий:

.

Принимаем шаг свай t = 1м.

Свес ростверка при однорядном расположении свай:

.

Находим ширину плиты ростверка:

.

Принимаем ширину плиты ростверка bр = 0,6м.

3.3 Расчет условного свайного фундамента по расчетному сопротивлению грунта основания (II предельное состояние)

Среднее давление Р определяем по подошве условного фундамента и сопоставляют его с расчетным сопротивлением грунта R по подошве условного фундамента по формуле:

,

где - расчетная нагрузка второй группы предельных состояний (при гf =1) от веса сооружения;

- вес ростверка по второй группе предельных состояний;

- вес сваи по второй группе предельных состояний;

- вес грунта по второй группе предельных состояний;

- площадь подошвы условного фундамента;

- расчетное сопротивление грунта основания условного фундамента.

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

,

где c1 и c2 -- коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 5.4 СП [2];

k = 1,1 - т.к. прочностные характеристики грунта (с и ) приняты по таблицам Б.1, Б.2 рекомендуемого приложения СП [2];

M, Mq, Mc - коэффициенты, принимаемые по табл. 5.5 СП [2] в зависимости от II;

kz = 1, т.к. ширина подошвы фундамента b< 10 м;

II - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента;

- то же, залегающих выше подошвы фундамента;

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

d1 - глубина заложения фундаментов без подвальных 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;

hcf - толщина конструкции пола подвала;

cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

db - глубина подвала (расстояние от уровня планировки до пола подвала).

Площадь подошвы условного фундамента:

,

где - ширина условного фундамента;

- длина условного ленточного фундамента.

Ширина условного фундамента:

.

Длина условного фундамента:

,

где - длина сваи от низа ростверка;

- угол распределения напряжений в основании под свайным фундаментов.

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения слоев грунта, прорезаемых сваями, определяется по формуле:

,

где - расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных слоев грунта толщиной hi пройденных свай;

- глубина погружения свай в грунт.

Расчет условного свайного фундамента под наружную стену с подвалом по ряду А.

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения слоев грунта:

.

Угол распределения напряжений в основании под свайным фундаментов:

.

Ширина условного фундамента:

.

Длина условного фундамента:

.

Площадь подошвы условного фундамента:

.

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

;

.

Среднее давление по подошве условного фундамента:

;

.

Условие выполняется. Можно проводить расчет осадки на основе модели линейного деформирования.

Расчет условного свайного фундамента под внутреннюю стену с подвалом по ряду Б.

Осредненное расчетное значение угла внутреннего трения слоев грунта:

.

Угол распределения напряжений в основании под свайным фундаментов:

.

Ширина условного фундамента:

.

Длина условного фундамента:

.

Площадь подошвы условного фундамента:

.

Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

;

.

Среднее давление по подошве условного фундамента:

;

.

Условие выполняется. Можно проводить расчет осадки на основе модели линейного деформирования.

3.4 Определение осадок условного свайного фундамента

Расчет осадки выполняется методом элементарного послойного суммирования. Метод основан на том, что осадка основания фундамента определяется как сумма осадок отдельных элементарных слоев грунта, на которые разбивается сжимаемая толща Hc в пределах каждого геологического слоя.

Осадка фундамента рассчитывается по формуле:

,

где - число слоев в пределах сжимаемой толщи;

- толщина i-того слоя грунта.

- напряжение в середине каждого элементарного слоя;

- модуль деформации i-того слоя грунта;

- безразмерный коэффициент, принимаемый 0,8.

Стена с подвальной частью здания по ряду А, Б.

Эпюра напряжения от собственного веса грунта:

;

;

;

;

.

Разбиваем сжимаемую толщу на элементарные слои толщиной:

.

Дополнительное вертикальное давление на основание:

.

Таблица 15 - Расчетные значения напряжений от фундамента уzpi

№ толщи

hi, м

z, м

ж=2zi/b

б

уzp=бPo

0

0

0

0

1

247,8

1

0,98

0,98

0,8

0,881

111,94

2

0,96

1,94

1,6

0,642

97,84

3

0,96

2,82

2,4

0,477

74,46

4

0,88

3,78

3,2

0,374

54,25

5

0,96

4,74

4,0

0,306

43,33

6

0,96

5,7

4,8

0,258

35,96

7

0,96

6,66

5,6

0,223

30,49

8

0,96

7,62

6,4

0,196

26,07

Таблица 16 - Расчет осадки фундамента

hi, м

zi, м

2zi / b

Ь

уzpi, кПа

Ei, кПа

si, м

кровля

подошва

среднее

1

0,98

0,98

0,8

0,881

247,8

111,94

119,5

17000

0,0055

2

0,96

1,94

1,6

0,642

111,94

97,84

104,9

10000

0,008

3

0,96

2,82

2,4

0,477

97,84

74,46

86,1

10000

0,0066

4

0,88

3,78

3,2

0,374

74,46

54,25

63,4

10000

0,0045

5

0,96

4,74

4,0

0,306

54,25

43,33

47,8

30000

0,0012

6

0,96

5,7

4,8

0,258

43,33

35,96

39,6

30000

0,001

7

0,96

6,66

5,6

0,223

35,96

30,49

33,2

30000

0,0008

8

0,96

7,62

6,4

0,196

30,49

26,07

28,3

30000

0,0007

У

0,0283

Сравнение расчётной и предельной осадки:

.

Т.к выполняется условие => данный фундамент удовлетворяет условиям по II п.с.

Рассчитав предельную деформацию основания фундаментов, можно сделать вывод, что свайный фундамент на несущем слое песок крупный средней плотности насыщенные водой подходит для данного здания.

3.5 Конструирование свайного фундамента

Свайный фундамент образован висячими ж/б сваями призматического сечения с ненапрягаемой арматурой, скрепленной поверху ростверком, и работающими с ним как единая конструкция. Сваи фундамента заходят в слой в следующий слой - песок крупный средней плотности насыщенный водой, являющийся надежным.

Марку сваи для фундамента принимаю С 6-30. Сваи располагаются в один ряд с шагом 1м - для фундаментов под наружную стену с подвалом. Ростверк - монолитный железобетонный высотой 0,3м. При жестком соединении верхняя часть головы сваи разбивается и обнаженная арматура замоноличивается в железобетонный ростверк, заделки сваи составляют 0,1м.

Для предотвращения капиллярного движения влаги по фундаменту и для предотвращения ее проникновения в подвал через его стены в проекте принята:

- вертикальная - обмазка наружной поверхности заглубленной стены гидроизоляционной мастикой («Гермокрон-гидро») на 2 раза;

- горизонтальная - прокладка рулонной гидроизоляции в стене на уровне пола подвала («Гермокрон-гидро»).

В данных инженерно-геологических условиях считаю, что свайный фундамент является оптимальным вариантом, т.к. несущий слой, на который опирается свайный фундамент, надежнее, чем несущий слой фундамента мелкого заложения. К тому же, производство свайного фундамента будет экономически выгоднее в виду повторяемости элементов.

3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа свай

Подбор молота для погружения свай.

От правильности выбора дизель-молота зависит успешное погружение свай в проектное положение. В первом приближении дизель-молот можно подобрать по отношению веса его ударной части к весу сваи, которое должно быть для штанговых дизель-молотов и молотов одиночного действия не менее 1,5 при плотных грунтах, 1,25 при фунтах средней плотности и 1,0 при слабых водонасыщенных грунтах.

Минимальная энергия удара, необходимая для понижения свай, определяется но формуле:

,

где - коэффициент, равный 25;

- расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;

Пользуясь техническими характеристиками дизель-молотов, подбирают такой молот, энергия удара которого соответствует минимальной.

Проверка пригодности принятого молота производится по:

,

где - расчетная энергия удара;

- полный вес молота;

- вес сваи и наголовника;

- коэффициент, принимаемый при использовании железобетонный свай. Принимается 6 для трубчатый дизель молотов и 5 - для штанговых дизель-молотов.

Расчетная энергия удара для штанговых дизель-молотов принимается:

.

Расчетная энергия удара для трубчатых дизель-молотов принимается:

,

где - вес ударной части молота;

- высота падения ударной части молота.

Для штанговых дизель-молотов при весе ударной части 12,5; 18; 25 кН -

Подбор дизель-молота для нагружения железобетонной сваи типа С6-30. Проектная несущая способность сваи .

Минимальная энергия удара, необходимая для погружения:

.

По техническим характеристикам принимаем трубчатый дизель-молот С-996 с энергией удара 27кДж. Полный вес молота вес ударной части

Вес сваи С6-30 13800Н. Вес наголовника примем 2000Н. Расчетная энергия удара дизель молота С-996:

.

Проверяем условие:

.

Условие соблюдается. Следовательно, принятый трубчатый дизель-молот -996 обеспечивает погружение свай С6-30.

Определение расчетного отказа свай.

В проекте свайного фундамента должен быть определен проектный отказ свай.

Проектный отказ свай необходим для контроля несущей способности сваи в процессе производства работ, если фактический отказ при испытании сваи динамической нагрузкой окажется больше проектного, то несущая способность сваи может оказаться необеспеченной.

Формула для определения проектного отказа имеет вид:

,

где - коэффициент, принимаемый для железобетонный свай

- площадь поперечного сечения ствола сваи;

- коэффициент равный 1;

- коэффициент надежности, принимаемый при определении несущей способности сваи, равный 1,4;

- расчетная энергия удара;

- расчетная нагрузка, допускаемая на сваю;

- масса молота;

- масса сваи и наголовника;

- масса подбабка;

- коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке железобетонных свай, равный 0,2.

Для наружной стены с подвалом по ряду А, Б:

Определим проектный отказ сваи С6-30 с поперечным сечением 0,3х0,3м.

Проектный отказ сваи:

4. Рекомендации по производству работ. Заложение откосов, водоотведение, крепление стен котлованов, защита от поверхностного увлажнения

Общая оценка пригодности территории для строительства дается на основании инженерно-геологических изысканий, которые должны строго соответствовать результатам геологических, гидрогеологических, лабораторных и других исследований.

Земляные работы должны выполняться комплексно-механизированным способом в соответствии с СП [5]. Ширина по дну траншеи должна быть с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6м. Котлован и траншея должны быть защищены от попадания в них поверхностных вод. В процессе откопки выемок должно быть установлено тщательное наблюдение за состоянием специальных устройств для отвода поверхностных вод. Следует устранить возможность обвалов грунта в котлован и промерзание дна котлована после его отрывки.

Защитный слой грунта - недобираем 0,1м с рабочего слоя. Защищаем от увлажнения площадку, используя открытый водоотлив, представляющий собой канавки (приямки) глубиной 0,3м с уклоном 1-3%. Приямки установлены на расстоянии 1м от фундамента. По периметру устраиваем приямки для периодической откачки воды насосами.

Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены 2 варианта фундаментов:

- мелкого заложения: для наружных и внутренних стен с подвалом под ленты по ряду А принимаем фундаментную плиту марки ФЛ 16.12 (= 1,6м, = 1,18м, = 0,3м, V=0,486м3); по ряду Б принимаем фундаментную плиту марки ФЛ 24.12 (= 2,4м, = 1,18м, = 0,5м, V=1,138м3).

- свайные: под наружные и внутренние стены с подвалом запроектирована марка сваи С 6-30 с ростверком 0,6м, и заглублены на отметку - 1,92 м от спланированной отметки земли. Шаг свай - 1м. В результате проведенной работы по расчету и подбору фундаментов под

10-этажное жилое здание можно сделать вывод: оба варианта фундаментов являются осуществимыми. С точки зрения экономии трудозатрат и меньшего использования машинной техники наиболее выгоден ленточный фундамент.

Список используемых источников

1. ГОСТ 25100-2011 Классификация грунтов.

2. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*). Министерство регионального развития РФ, -М., 2011, -166с.

3. СП 131.13330.2012 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99). Министерство регионального развития РФ, -М., 2012, -386с.

4. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты (актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85). Министерство регионального развития РФ, -М., 2011, -90с.

5. СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты (актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87). Министерство регионального развития РФ, -М., 2012, -145с.

6. Пронкина Т.Н, Проценко В.В. Методические указания к изучению дисциплины для студентов заочной и очно-заочной форм обучения специальности "Строительство". Издательский дом Дальневосточного федерального университета, -В., 2013, -22с.

7. Пронкина Т.Н, Проценко В.В. Методические указания к изучению дисциплины "Механика грунтов" для студентов заочной и очно-заочной форм обучения специальности "Строительство". Издательский дом Дальневосточного федерального университета, -В., 2013, -27с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Выбор глубины заложения фундаментов, сооружаемых в открытом котловане. Определение размеров подошвы фундаментов мелкого заложения (на естественном основании). Расчет свайного фундамента.

    курсовая работа [336,3 K], добавлен 13.12.2013

  • Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов, определение размеров подошвы и конструирование грунтовой подушки. Земляные работы и крепление стенок котлована.

    курсовая работа [531,9 K], добавлен 03.11.2010

  • 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

  • Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проектирование фундаментов мелкого заложения. Расчет ленточного свайного фундамента под несущую стену.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.04.2012

  • Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки. Определение нагрузок на фундамент и глубина его заложения. Определение параметров ленточного и свайного фундамента в части здания без подвала и с ним. Расчет осадок фундамента под частями.

    курсовая работа [982,8 K], добавлен 20.06.2015

  • 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

  • Анализ инженерно-геологических условий и порядок расчета оснований и фундаментов 7-ми этажного дома. Определение нагрузок на фундамент здания, выбор типа оснований и конструкций. Проектирование фундаментов на естественном основании, расчет их осадки.

    курсовая работа [633,1 K], добавлен 21.06.2009

  • 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. Проектирование фундаментов мелкого заложения по 2 группе предельных состояний. Расчет и проектирование свайных фундаментов, краткое описание технологии работ по их устройству, гидроизоляция.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.09.2014

  • Оценка грунтов и инженерно-геологических условий участка строительства жилого дома. Расчет постоянных и временных нагрузок. Конструирование ленточного фундамента из сборных железобетонных блоков. Определение осадки фундамента и несущей способности свай.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.09.2012

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.