Проектирование фундаментов вычислительного центра железной дороги

Реферат Проектирование фундаментов вычислительного центра железной дороги.

Ключевые слова: инженерно-геологические условия, вариантное проектирование, фундаменты мелкого заложения, свайные фундаменты, определение размеров фундамента, определение осадок фундамента, определение осадки фундамента во времени, сваебойное оборудование, отказ сваи.

Структура пояснительной записки с нумерацией разделов и подразделов соответствует требованиям стандарта университета (БрГТУ).

Пояснительная записка содержит: определение инженерно-геологических условий строительной площадки, расчёты фундаментов на естественном основании и свайного фундамента, определение осадок методам послойного суммирования и эквивалентного слоя, технико-экономическое сравнение вариантов.

Введение

В курсе «Механика грунтов, основания и фундаменты» особое внимание уделяется вопросам внедрения новейших достижений теории в практику фундаментостроения, направленных на индустриализацию, удешевление, ускорение, и улучшение качества строительства.

Целью курсового проекта по этой дисциплине является ознакомление с принципами проектирования оснований и фундаментов и закрепление теоретических знаний. При выполнении курсового проекта необходимо научиться пользоваться строительными нормами, типовыми проектами, каталогами изделий для выполнения фундаментов, а также учебной, справочной и научной литературой; рекомендуется широко использовать вычислительную технику; должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), технико-экономического анализа, предложения по производству работ нулевого цикла, вопросы техники безопасности.

Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответствии с ТКП -5.01−254−2011 (2 250) Основания и фундаменты зданий и сооружений.

Выбор типа оснований или конструктивных решений фундаментов выполняется на основании технико-экономических показателей, получаемых с помощью вариантного проектирования.

Выбор основания производится в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства, конструктивных особенностей проектируемого здания и сооружения, возможностей местных строительных организаций. Грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций зданий и сооружений при минимальных объёмах строительных работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузки, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения. В свою очередь, основные размеры, конструкция фундамента и конструктивная схема сооружения назначаются в зависимости от геологического строения строительной площадки, сжимаемости слагающих её грунтов, а также от давлений, которые грунты могут воспринять. При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном их сечении, длине и заглублении подошвы ростверка.

При выборе основания зданий и сооружений необходимо учитывать специальные работы: планировочные работы, водопонижение и т. д. Выполнение этих работ требует дополнительного времени и затрат и может влиять на выбор конструкций.

1. Исходные данные Данные по геологическим изысканиям представлены в табл.1.1.

Таблица 1.1 Результаты определения физических характеристик грунтов

Рисунок 1.1 Скважина № 1, 2

Рисунок 1.2 Разрез 1−1 (Вычислительный центр) Рисунок 1.3 Схема расположения скважин Рисунок 1.4 План здания на отм.0.000 (Вычислительный центр) Таблица 1.2 Сводная таблица расчётных сечений

2. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Исходный материал для проектирования фундаментов — данные инженерно-геологических условий строительной площадки и физико-механические характеристики грунтов, используемых в качестве оснований, даны в табл.1.1.

Скважина № 1

1 слой -почва (=1.55 т/м3)

2 слой Глубина отбора 2.0м

1. Наименование песчаного грунта определяем по табл.Б.1.

Таблица 2.1 Гранулометрический состав грунта

Масса частиц крупнее 0.1 мм составляет более 80% (а именно — 80%). Грунт — песок мелкий.

2. Определяем плотность грунта в сухом состоянии по формуле:

(2.1)

гдеплотность грунта, (табл.1.1);

— природная влажность, %(табл.1.1).

.

3. Определяем коэффициент пористости грунта по формуле:

(2.2)

Гдеплотность частиц грунта, (табл.1.1).

По табл.Б.3 устанавливаем, что песок мелкий рыхлый, т.к. е=0.79 > 0.75.

4. Определяем степень влажности по формуле:

(2.3)

где W = 1.0 т/м3 — плотность воды.

Согласно табл.Б.4 — песок насыщенный водой, т.к. 0.8? Sr=0.95? 1.0.

5. Определяем среднее значение по слою грунта динамического зондирования (согласно рис. 1.1):

.

По табл.Б.6 устанавливаем, что песок мелкий, малопрочный, т.к.

< 2.2МПа.

6. По табл.Б.12 определяем показатели прочности грунта:

n; Cn не нормируются.

7. Модуль общей деформации находим по табл.Б.14 [3]:

Е не нормируется.

8. Определяем расчетное сопротивление R0 по табл.Б.15 [3]:

R0 не нормируется.

Вывод:

Песок мелкий малопрочный, для которого нормативные значения механических характеристик грунтов не нормируются.

3 слой Глубина отбора 5.0м

1. Наименование глинистых грунтов определяем по числу пластичности:

JP = wL — wP, % (2.4)

где wL-влажность на границе текучести, % (табл.1.1);

wPвлажность на границе раскатывания ,% (табл.1.1).

JP = 36.0 — 22.0 = 14% .

Согласно табл.Б.2 данный глинистый грунт является суглинком, т.к.

7 < JP = 14? 17.

2. По показателю текучести определяем состояние суглинка:

(2.5)

гдеприродная влажность, % (табл.1.1);

wPвлажность на границе раскатывания, % (табл.1.1);

wLвлажность на границе текучести, % (табл.1.1).

Согласно табл.Б.5 суглинок полутвердый, т.к. 0? JL =0.21 ?0.25.

3. Определяем плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

4. Определяем коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

5. Определяем среднее значение по слою грунта динамического зондирования (согласно рис. 1.1):

.

По табл.Б.7 устанавливаем, что суглинок, прочный, т.к. 2.8МПа < < 8.3МПа.

6. По табл.Б.13 определяем показатели прочности грунта:

n = 19.3; Cn=24кПа.

7. Модуль общей деформации находим по табл.Б.14 [3]:

Е =13.3МПа

8. Определяем расчетное сопротивление R0 по табл.Б.15 [3]:

R0 = 205кПа.

Вывод

Cуглинок полутвердый:

Е =13.3 МПа; n = 19.3; Cn = 24 кПа; R0 = 205кПа.

4 слой Глубина отбора 9.0м

1. Наименование песчаного грунта определяем по табл.Б.1.

Таблица 2.2 Гранулометрический состав грунта

Масса частиц крупнее 0.25 мм составляет более 50% (а именно — 55%). Грунт — песок средней крупности.

2. Определяем плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

.

3. Определяем коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

По табл.Б.3 устанавливаем, что песок средней крупности средней плотности, т.к. 0.55 ?е=0.59? 0.7.

4. Определяем степень влажности по формуле 2.3:

Согласно табл.Б.4 — песок влажный, т.к. 0.5 < Sr=0.77? 0.88.

5. Определяем среднее значение по слою грунта динамического зондирования (согласно рис. 1.1):

.

По табл.Б.6 устанавливаем, что песок средней крупности, средней прочности, т.к. 2.8МПа? ? 14МПа.

6. По табл.Б.12 определяем показатели прочности грунта:

n = 35.2; Cn=1.15кПа.

7. Модуль общей деформации находим по табл.Б.14 [3]:

Е =23МПа

8. Определяем расчетное сопротивление R0 по табл.Б.15 [3]:

R0 = 356.4кПа.

Вывод Песок средней крупности средней прочности влажный:

Е =23МПа; n = 35.2; Cn = 1.15 кПа; R0 = 356.4кПа.

5 слой Глубина отбора 13.0м

1. Наименование глинистых грунтов определяем по числу пластичности по формуле 2.1:

JP = 38.0 — 23.0= 15.0%.

Согласно табл.Б.2 данный глинистый грунт является суглинком, т.к. 7 < JP = 15.0? 17

2. По показателю текучести определяем состояние суглинка по формуле 2.2:

.

Согласно табл.Б.5 суглинок полутвердый, т.к. 0? JL =0.2 ?0.25.

3. Определяем плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

.

4. Определяем коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

5. Определяем среднее значение по слою грунта динамического зондирования (согласно рис. 1.1):

.

По табл.Б.7 устанавливаем, что суглинок, прочный, т.к. 2.8МПа < < 8.3МПа.

6. По табл.Б.13 определяем показатели прочности грунта:

n = 20.3; Cn=25.5кПа.

7. Модуль общей деформации находим по табл.Б.14 [3]:

Е =14.5МПа

8. Определяем расчетное сопротивление R0 по табл.Б.15 [3]:

R0 = 225кПа.

Вывод Суглинок полутвердый, для которого Е =14.5 МПа; n = 20.3; Cn = 25.5 кПа; R0 = 225кПа.

Таблица 2.3 Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

После проведения оценки инженерно-геологических условий площадки строительства можно сделать вывод. Как видно из инженерно-геологического разреза залегание грунтов согласное, отсутствуют включения структурно неустойчивых, посадочных и слабых грунтов.

ь Первый слой представлен почвенным слоем.

ь Вторым слоем является песок мелкий малопрочный, не имеет физико-механических характеристик, значит, в этот слой нельзя заглублять фундаменты на естественном основании. Но можно выполнить фундамент на искусственном основании.

ь Третьим слоем является суглинок полутвердый прочный, который может служить основанием под фундаменты на естественном и искусственном основании. Этот слой грунта может служить основанием под свайный фундамент.

ь Четвертый слой — песок средней крупности средней прочности влажный.

ь Пятый слой — суглинок полутвердый прочный. Этот слой грунта является водоупором. Может служить основанием под свайный фундамент и рассматривается как неэкономичный вариант для фундаментов мелкого заложения и фундаментов на искусственном основании.

Построение инженерно-геологического разреза Инженерно-геологический разрез представляет собой изображенное на бумаге вертикальное сечение верхней части земной коры, на котором показана последовательность залегания, мощность грунтов разного металогического состава, а также уровень подземных вод.

Исходные данные для построения инженерно-геологического разреза находятся в таблице 1.1 исходных данных.

Разрез строится по 2 скважинам, расположение которых и, соответственно, расстояние между которыми даны на плане строительной площадки (рис. 1.3).

Результат бурения и полевых визуальных определений представлены в виде геологических разрезов скважин (колонок).

Скважины расположены друг от друга на расстоянии 36,0 м. Принимаем планировочную отметку земли исходя из равенства объемов выемки и насыпки 154.25 м, что соответствует относительной отметке -0.500м.

фундамент свайный мелкий заложение

3. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании

3.1 Сечение 2−2

Т.к. расчетное сечение расположено от скважины № 1на расстоянии 18.0м, то отметка земли 154.25м, мощности слоев принимаем согласно инженерно-геологического разреза.

NII=1916.4кН, MII=83.5кНм, QII=31.5кН.

3.1.1 Определение глубины заложения

Глубина заложения фундамента устанавливается с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, необходимости исключения возможности промерзания пучинистого грунта под подошвой фундаментов и конструктивных особенностей возводимого здания. Минимальная глубина заложения подошвы фундамента во всех грунтах, кроме скальных, должна быть, как правило, на 0,5 м ниже уровня планировки.

1. Определяем нормативную глубину сезонного промерзания для города Ростов на Дону по рис. В.1 [3]:

где отношение 0.28/0.23 принято для песка мелкого.

Определяем расчётную глубину промерзания по формуле:

м (3.1)

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения:

по табл. 5.3[6] при t=15С в здании с подвалом коэффициент:

kh=0.6×1.15=0.69;

1.15 — повышающий коэффициент при температуре выше 10С;

df1=0.69×1,09=0.76м.

2. Глубина заложения фундаментов для отапливаемых сооружений из условия недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться для фундаментов внутренних колонн независимо от расчетной глубины промерзания.

3. Т.к. 1 слой (песок мелкий малопрочный) является ненесущим, заглубление принимаем во 2 слой (суглинок полутвердый JL=0.21) на 0.2м.

4. Принимаем верхний обрез фундамента на отметке -3.100 м.

Минимальная высота фундамента: с учётом глубины заделки колонны сечением 0.4х0.6м в стакан (0.6м), возможности рихтовки (0.05м) её, минимальной высоты ступени 0.3м.

Нmin=0.6+0.05+0.3=0.95 м.

Вывод.

Заглубляемся во 2 слой на 0.2м. Тогда отметка низа подошвы фундамента -4.700 м. Высота фундамента:

H=4.7−3.1 = 1.6м > Нmin=0.95м.

Окончательно принимаем глубину заложения фундаментов:

.

Рисунок 3.1.1 Определение глубины заложения

3.1.2 Определение размеров подошвы фундамента Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле

м2 (3.2)

где NII — расчётная нагрузка по обрезу фундамента, кН (табл.1.2);

R0 — расчётное сопротивление грунта основания, кПа (табл. 2.3);

ср — среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его уступах (принимаем ср=20…22кН/м3);

При определении размеров подошвы прямоугольного фундамента поступаем следующим образом:

а) задаемся коэффициентом отношения сторон в пределах 1.2…1.6 :

;

б) определяем ширину фундамента по формуле

(3.3)

Определяем расчётное сопротивление грунта по формуле:

кПа (3.4)

· При вычислении R значения характеристик,, с и коэффициентов c1, c2 принимаем для слоя грунта, находящегося под подошвой фундамента до глубины zr=0.5b=0.53.6=1.8м;

· c1, c2 — коэффициенты условий работы (табл. В.2[3]) :

c1 = 1.25 для суглинка при JL=0.21 < 0.25,

c2 =1.1 при L/H=36.0/26.4=1.36;

· M, Mq, Mc — коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения (табл. 2.3):

по табл. B.3 [3]: M= 0.484, Mq=2.937, Mc=5.53;

· kz — коэффициент, принимаемый равным 1 при b10м;

· k = 1 — коэффициент надёжности, т.к. значения и с определены непосредственными испытаниями;

· - осреднённое расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3 :

кН/м3;

· c — расчётное значение удельного сцепления грунта, кПа (табл.2.3):

24.0кПа;

· ` - расчётное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3 :

· - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, м;

(3.5)

где hs— толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м (рис. 3.1.1):

hcf— толщина конструкции пола подвала, м (рис. 3.1.1):

?cf— расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м3;

· db — глубина подвала (-т.к. ширина подвала менее 20 м, а глубина более 2м);

Уточняем значение ширины подошвы при R = 425.8кПа по ф-ле 3.2 и 3.3:

Уточняем значение R по формуле 3.4:

Определяем длину фундамента:

Принимаем длину фундамента 3.0м.

Проверяем выполнение условий по формуле:

(3.6)

;

;

4.6%<10%;

Условия, необходимые для расчёта по деформациям выполняются. Недонапряжение составляет менее 10%.

Следовательно, размеры фундамента подобраны верно.

3.1.3 Конструирование тела фундамента Принимаем конструкцию стаканного типа с подколонником. Толщину стенок стакана назначаем по верху 225 мм, что больше 150 мм для фундаментов с армированной частью.

Зазор между колонной и стаканом 75 мм. Т.к. размеры колонны в плане 0.6×0.4м, то размеры подколонника в плане

bcf =400+2×225+ 2×75= 1000 мм,

?cf =600+2×225+ 2×75= 1200 мм.

Глубину стакана назначаем 650 мм.

Вынос ступени:

С1 = (? — ?cf)/ 2= (3.0 — 1.2)/ 2= 0.9м, С2 = (b — bcf)/ 2= (2.0 — 1.0)/ 2= 0.5 м.

Принимаем 2 ступени высотой 0.3м.

Конструкция тела фундамента см. рис. 3.1.2.

Рисунок 3.1.2 Фундамент монолитный (опалубочный чертеж)

3.1.4 Расчёт фундаментов по деформациям Расчёт осадки фундамента производится исходя из условия

м (3.7)

где S — величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчётом, см;

Suпредельная величина осадки основания фундаментов зданий и сооружений, см (по табл.В.4 3 Su =10см).

Для определения осадки фундамента составляем схему, показанную на рис. 3.1.3.

Рисунок 3.1.3 К определению осадок

Для расчёта используем метод послойного суммирования.

Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоёв в характерных горизонтальных плоскостях по формуле:

кПа (3.8)

где I — удельный вес грунта i-го слоя, кН/м3 (табл.2.3);

hi — толщина i-го слоя грунта, м (рис. 3.1.3).

· На подошве растительного слоя:

· На отметке уровня грунтовых вод:

· На подошве 1-го слоя (песок мелкий) с учётом взвешивающего действия воды:

кН/м3 (3.9)

где еi — коэффициент пористости i-го слоя (табл.2.3);

si — удельный вес частиц грунта i-го слоя, кН/м3(табл.2.3);

w = 10кН/м3 — удельный вес воды.

;

· Ниже залегает суглинок полутвердый, который является водоупором, т.е. необходимо учесть давление столба воды.

· На подошве фундамента :

· На подошве 2-го слоя (суглинок полутвердый):

· На подошве 3-го слоя (песок средней крупности):

· На кровле 4-го слоя (суглинок полутвердый):

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру ;

, кПа (3.10)

где среднее давление на уровне подошвы фундамента, кПа.

Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои, не более :

Значения рассчитываются по формуле:

,кПа (3.11)

где коэффициент, принимаемый по таб. В.5[3] в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

Определяем осадку каждого слоя основания по формуле:

,см (3.12)

где безразмерный коэффициент для всех видов грунтов

среднее дополнительное вертикальное напряжение в том слое грунта, кПа.

Вычисления сводим в таблицу 3.1.1.

Таблица 3.1.1 К расчёту осадок

Нижняя граница сжимаемой зоны (В.С.) находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

(3.13)

Это условие соблюдается на глубине от подошвы фундамента.

Осадка основания

3.1.5 Расчёт осадки фундамента во времени Осадку, происходящую за определённое время, определяем по формуле:

St = Su, (см) (3.14)

где S — конечная осадка, см ();

u — степень уплотнения, определяемая по табл. 5.15 10.

Определяем расчётную схему:

kф1 = 1110−3м/с > kф2 =810−8м/с < kф3 =1910;3м/с, где kфi — коэффициент фильтрации i-го слоя грунта, м/с (табл.1.1).

Т.к. в пределах сжимаемой толщи залегают слои хорошо фильтрующего грунта наименьшей водонепроницаемостью обладает средний слой, считаем, что вода отжимается вверх и вниз и расчет ведем по первой схеме.

Путь фильтрации воды при двухсторонней фильтрации составит:

h=0.5H=0.5×4.9 =2.45м.

Определяем коэффициент фильтрации грунта для слоистого основания:

(3.15)

где Н — сжимаемая толща грунта, м (рис. 3.1.3).

Определяем коэффициент консолидации по формуле:

(3.16)

— коэффициент относительной сжимаемости, МПа-1 определяется по формуле:

(3.17)

Т.к. в пределах сжимаемой толщи находится несколько слоев грунта, то коэффициент относительной сжимаемости определяем как средневзвешенный по формуле:

(3.18)

(3.19)

где - коэффициент Пуасcонна, для песка, супеси-0.3, для суглинка-0.35, для глины-0.4, принимаем согласно (8).

.

Определяем значение показателя Т:

(3.20)

.

Полученные данные сводим в таблицу 3.1.2.

Таблица 3.1.2 К расчёту осадки фундамента во времени

По полученным данным строим зависимость осадки во времени — рис. 3.1.4.

Рисунок 3.1.4. Построение зависимости осадки во времени

3.1.6 Армирование фундамента Фундамент выполняем из бетона класса С 16/20.

Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подошвы фундаментов принимается равной 80 мм. Армирование подколонника осуществляем пространственными самонесущими каркасами, собираемыми из плоских сеток С3.

Поперечное армирование подколонника осуществляем в виде сеток С2, расстояние между которыми не более четверти глубины стакана (0.25d = 0.250.65 =0.1625мм) и не более 200 мм.

Принимаем шаг сеток 150 мм и количество 5шт. Диаметр арматуры сеток должен быть не менее 8 мм и 0.25d продольной арматуры. Принимаем 4O8 S240. Армирование подошвы фундамента осуществляем сварной сеткой из арматурной стали класса S400 — в продольном и поперечном направлении O10 S 400 с шагом 200 мм. Арматурная сетка С1 устанавливается с защитным слоем 35 мм. Продольная арматура 412 S400 стенок стакана устанавливается внутри ячеек сеток поперечного армирования.

Рисунок 3.1.5 Фундамент монолитный (арматурный чертеж)

3.2 Сечение 3−3

Т.к. расчетное сечение расположено от скважины № 1на расстоянии 12.0м, то отметка земли 154.35м, мощности слоев принимаем согласно инженерно-геологического разреза (рис. 2.1).

NII=370.2кН/м.п.

3.2.1 Определение глубины заложения

Рисунок 3.2.1 Определение глубины заложения

1. Глубина заложения фундаментов для отапливаемых сооружений из условия недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться для фундаментов внутренних стен независимо от расчетной глубины промерзания.

2. Принимаем заглубление в несущий слой на 0.2м.

3. Принимаем верхний обрез фундамента на отметке -0.350.

Высота фундамента составит: 6 стеновых блоков высотой 0.6м, 1 стеновой блок высотой 0.3м, монолитный пояс высотой 0.1м, фундаментная плита высотой 0.3м.

Нф=0.66+0.3+0.1+0.3=4.3м.

Подошва фундамента находится на отм. -4.650м, т. е. глубина заложения составит:

df = 4.65 — 0.5 = 4.15м.

3.2.2 Определение размеров подошвы фундамента

Определяем площадь подошвы фундамента в плане по формуле3.1.1:

Ширина ленточного фундамента под стену, когда подсчет нагрузок производится на 1 пог. м длины фундамента равна:

м (3.21)

Определяем расчётное сопротивление грунта по формуле3.4:

· zr=0.5b=0.5×3.0=1.5м.

· c1 = 1.25 для суглинка при JL=0.21 < 0.25,

· c2 =1.04 при L/H=36.0/12.0=3.0;

· по табл. В.3[3]: M= 0.484, Mq=2.937, Mc=5.53;

· кН/м3;

· 24.0кПа;

·

· .

Уточняем значение ширины подошвы при R = 332.0кПа по формуле 3.2 и 3.21:

Уточняем значение R по формуле 3.4:

Проверяем выполнение условие по формуле 3.6:

Условие, необходимое для расчёта по деформациям выполняется. Недонапряжение составляет менее 10%.

Т.к. ширина подошвы не соответствует стандартной, необходимо проектировать прерывистый фундамент.

3.2.3. Расчет на прерывистость Коэффициент повышения расчетного сопротивления kd =1.0 по табл. 5.14[5].

Коэффициент превышения расчетного сопротивления kd =1.07 по табл. 5.15[5].

Принимаем kd =1.0.

Площадь фундамента А=Lхb =37.2×1.3=48.36м2.

Суммарная площадь плит Ав= А/ kd =48.36/1.0=48.36м2.

Число плит в прерывистом фундаменте:

шт.

Принимаем n=15шт.:

14шт. — ФЛ 14.24−3, 1шт. — ФЛ 14.12−3.

Расстояние между плитами:

м <0.7×1.18=0.826м (0.9м).

Фактическое давление под подошвой фундаментной плиты:

кПа.

Фактический коэффициент превышения расчетного сопротивления:

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 14.24−3.

Рисунок 3.2.2 Фундаментная плита ФЛ 14.24−3 (опалубочный чертеж)

3.2.4 Расчёт фундаментов по деформациям Расчёт осадки фундамента производится исходя из условия 3.7.

Для определения осадки фундамента составляем схему, показанную на рис. 3.2.3.

Для расчёта используем метод послойного суммирования. Определяем вертикальные напряжения от собственного веса грунта на границе слоёв в характерных горизонтальных плоскостях по формуле 3.8:

Рисунок 3.2.3 К определению осадок

· На подошве растительного слоя:

· На отметке уровня грунтовых вод:

· На подошве 1-го слоя (песок мелкий) с учётом взвешивающего действия воды:

;

· Ниже залегает суглинок полутвердый, который является водоупором, т.е. необходимо учесть давление столба воды.

· На подошве фундамента :

· На подошве 2-го слоя (суглинок полутвердый):

· На подошве 3-го слоя (песок средней крупности):

· На кровле 4-го слоя (суглинок полутвердый):

Определяем дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента и строим эпюру по формуле 3.10:

Толщу грунта ниже подошвы фундамента разбиваем на слои, не более :

Значения рассчитываются по формуле 3.11.

Определяем осадку каждого слоя основания по формуле 3.12.

Вычисления сводим в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1 К расчёту осадок

Условие (3.13) соблюдается на глубине от подошвы фундамента.

Осадка основания .

3.2.5 Расчёт осадки фундамента во времени Осадку, происходящую за определённое время, определяем по формуле 3.14.

Путь фильтрации воды при двухсторонней фильтрации составит:

h=0.5H=0.5×6.0 =3.0м.

Определяем коэффициент фильтрации грунта для слоистого основания по формуле 3.15:

Определяем коэффициент консолидации по формуле 3.16…3.19:

.

Определяем значение показателя Т по формуле 3.20:

.

Полученные данные сводим в таблицу 3.2.2.

Таблица 3.2.2 К расчёту осадки фундамента во времени

Используя полученные данные, строим зависимость осадки во времени — рис. 3.2.4.

Рисунок 3.2.4. Построение зависимости осадки во времени

3.2.6 Армирование фундамента Фундаментная плита выполняется из бетона класса С16/20.

Плиты армируются отдельными сварными сетками с рабочей арматурой класса S400 и распределительной класса S240. Защитный слой бетона 80 мм.

Рисунок 3.2.5 Фундаментная плита ФЛ 14.24−3 (арматурный чертеж)

3.3 Технология производства работ

1. До начала земляных работ по разработке котлована срезаем растительный слой и планируем строительную площадку бульдозером Д-271, возводим временные здания и сооружения, необходимые на период производства работ, устраиваем временное электроосвещение строительной площадки. Плодородный слой почвы перемещаем в специально выделенные места, где складируем для последующего использования.

2. Геодезическую разбивочную основу создаем выносом на местность продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности возводимого здания. В качестве этих осей принимают главные от здания. Разбивка земляного сооружения в плане выполняется по разбивочному чертежу, привязанному к сетке координат или другой основе.

3. Разработка котлована Рисунок 3.3.1 Разработка котлована В данном проекте разработка грунта под фундамент выполняется в виде котлованов под монолитный фундамент ФМ1 (отметка низа котлована -4.450…-4.950) и в виде котлована под подвал (-4.450…-4.950). Ширина по дну с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6 м. Котлован и траншеи разрабатываются экскаватором Э-5015А, оборудованным обратной лопатой с ковшом ёмкостью 0.65 м3.

Допустимая недоработка грунта в основании котлована экскаватором Э-5015А — 15 см.

4. Так как уровень грунтовых вод высокий необходимо выполнить водопонижение 1000…1200мм.

Рисунок 3.3.1 Схема иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод Водопонижение выполняем при помощи иглофильтров. Иглофильтровый способ искусственного понижения УГВ основан на использовании иглофильтровых установок, состоящих из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части (иглофильтр), водосборного коллектора на поверхности земли c самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем. Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована или вдоль траншеи.

Удаление атмосферных осадков с поверхности дна котлована обеспечиваем устройством продольного уклона — 0.003.

5. Выполняем крепление стенок деревянными щитами с опорными стойками. Опорные стойки крепят с помощью металлических оттяжек или деревянными схватками с анкерными сваями, забиваемых за пределами призмы обрушения.

6. Автомобили-самосвалы, подаваемые под погрузку грунта, устанавливают по заранее поставленным вешкам с таким расчётом, чтобы угол поворота экскаватора для разгрузки ковша при рытье котлована был не более 40.