Основания и фундаменты
Й слой — глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести (IL=0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемыйне пригоден как естественное основание. По прочности R0=273кПа среднепрочный. Й слой — супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить… Читать ещё >
Основания и фундаменты (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
- Основания и фундаменты
- Содержание
- Введение
- 1. Грунтовые условия строительной площадки
- 1.1 Определение наименования грунтов по ГОСТ 25 100–82
- 1.2 Физико-механические характеристики грунтов
- 1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)
- 2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании
- 2.1 Глубина заложения фундамента
- 2.2 Определение размеров подошвы фундамента
- 2.2.1 Стена по оси «А» без подвала
- 2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала
- 2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом
- 2.4 Расчет деформации оснований. Определение осадки
- 2.4.1 Фундамент по оси «Б»
- 2.4.2 Фундамент по оси «В»
- 2.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения
- 2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала
- 2.7 Выводы по варианту фундаментов мелкого заложения
- 3. Расчет и конструирование свайных фундаментов
- 3.1 Определение величин и невыгодных сочетаний нагрузок, действующих на фундамент в уровне поверхности земли или отметки верха ростверка
- 3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай
- 3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний
- 3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента).
- 3.5 Расчет осадок свайных фундаментов
- 3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа
- 3.7 Заключение по варианту свайных фундаментов
- 4. Рекомендации по производству работ и устройству гидроизояции
Заключение
по проекту
- Список использованной литературы
- Введение
Цель данного курсового проекта — проектирование и расчет фундаментов для химического корпуса со стенами из стеновых панелей, внутренний каркас из сборных ж/б колонн с продольным расположением ригелей.
Размеры в плане 27×36 м.
Здание имеет подвал в осях В-Г. Отметка пола подвала — 3 м.
Отметка пола первого этажа 0.00 м на 0.15 м выше отметки спланированной поверхности земли.
Место строительства — поселок Кировский заданы отметки природного рельефа — 38,2 м и уровня грунтовых вод 34,8 м .
Также известны инженерно-геологические условия, физические характеристики грунтов и их гранулометрический состав.
В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.
Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров и выбор вариантов фундаментов, расчет оснований по деформациям, расчет осадки.
Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай и расчетный отказ.
1. Грунтовые условия строительной площадки.
Определение наименования грунтов по ГОСТ 25 100–82.
Слой 1- Насыпь.
Характеристики не определяются.
2-й слой Пылевато-глинистый.
класс — нескальный грунт.
группа — осадочный несцементированный.
подгруппа — обломочный пылевато-глинистый.
тип — определяется по числу пластичности:
вид — не определяется т.к. включения отсутствуют.
разновидность — определяется по показателю текучести:
— Супесь пластичная.
коэффициент пористости.
Вывод: Супесь, пластичная.
3-й слой Песчаный.
класс — нескальный грунт.
группа — осадочный несцементированный.
подгруппа — обломочный песчаный.
тип — песок Средней крупности.
вид — определяется по коэффициенту пористости:
— Средней плотности.
разновидность — определяется по степени влажности:
— влажный.
засоленность — не определена.
Вывод: песок средней крупности, средней плотности, влажный.
4-й слой Пылевато-глинистый класс — нескальный грунт группа — осадочный несцементированный подгруппа — обломочный пылевато-глинистый тип — определяется по числу пластичности:
— значит глина вид — не определяется т.к. включения отсутствуют разновидность — определяется по показателю текучести:
— глина полутвердая Коэффициент пористости Вывод: глина полутвердая.
Физико-механические характеристики грунтов.
1 Слойнасыпь.
2 Слойсупесь пластичная.
e=0.6.
E=20 МПа.
цn=25.
cn=14 кПа.
3 Слойпесок средней крупности, средней плотности, насыщен водой.
e=0.65.
Sr=0.98.
цn=35.
cn=1 кПа.
Е=30 Мпа.
4 Слойглина полутвердая.
e=0.8.
Il=0.095.
cn=73.2 кПа.
цn=20.4.
E=25.6 МПа.
Таблица 1. — Физико-механические свойства грунтов.
№ слоя. | Мощность слоя. м. | Отметка подошвы слоя. м. | Полное наименование грунта. | Физические характеристики. | Механические характеристики. | |||||||||||
г/см3. | S. г/см3. | w. | e. | Sr. | WL. | WP. | IP. %. | IL. %. | cn. КПа. | n. град. | Е. МПа. | |||||
0.5. | 36,6. | Насыпь. | 1,6. | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ; | ||
3.9. | 33,4. | Супесь пластичная. | 1,99. | 2,72. | 0.17. | 0.6. | ; | 0,2. | 0,14. | 0,5. | ||||||
4,6. | 28,6. | Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой. | 2,67. | 0.24. | 0.65. | 0,98. | ; | ; | ; | ; | ||||||
7.2. | 21,4. | Глина полутвердая. | 1,93. | 2.72. | 0.28. | 0.8. | ; | 0.46. | 0.25. | 0.27. | 50,5. | 18,5. | 19,5. | |||
1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке).
Строительная площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 38,2 м. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием слоев. Наблюдается согласное залегание пластов с малым уклоном (i=1−2%). Грунтовые воды залегают на абсолютной отметке 34,8 м т. е. на глубине 3,4 от поверхности, и принадлежат к второму слою.
Послойная оценка грунтов:
1-й слой — насыпь, толщиной 1,6 м — как основание не пригоден.
2-й слой — супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить вполне хорошим естественным основанием, R0=262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.
3-й слой — песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой, толщиной 4.8 м. По модулю деформации Е=30 МПа малосжимаем и может служить хорошим естественным основанием, R0=400 кПа следовательно песок прочный.
4-й слой — глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести (IL=0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемыйне пригоден как естественное основание. По прочности R0=273кПа среднепрочный.
2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании.
2.1 Глубина заложения фундамента.
Глубина заложения фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание.
Различают нормативную dfn и расчетную df глубину промерзания грунтов.
Нормативная глубина промерзания dfn — это среднее (за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке.
здесь:
d0 — теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта (для супесей 0.28).
Mt — сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.(для поселка Кировский -71,7).
Расчетная глубина промерзания:
kh — коэффициент влияния теплового режима здания.
Для фундаментов в бесподвальной части здания при t=18 градусов:
для части здания с подвалом при t=5 градусов:
df =0.7*2,37=1.659м.
Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается с учетом уровня подземных вод dw.
В нашем случае dw=3,4 м.
в части здания без подвала: df + 2 м =3.896м, что >3,4 м.
в части здания с подвалом: d-f +2м =3.659м, что >3,4 м.
глубину заложения фундамента принимаем не менее df.
2.2 Определение размеров подошвы фундамента.
Размеры подошвы фундаментов подбираются по формулам сопротивления материалов для внецентренного и центрального сжатия от действия расчетных нагрузок.
При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку:
Рср? R.
Рmax?1.2R.
Pmin>0.
R — расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности.
C1 и C2 — коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3.
C1= 1.2 — для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.
0,25< IL 0,5.
C2= 1.1.
К = 1.1 — т.к. прочностные характеристики грунта (с и) приняты по таблицам СНиП.
M Mg Mc — коэффициенты зависящие от II.
Kz=1 т.к. b — ширина подошвы фундамента < 10 м.
II — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента.
(II)1 — то же, залегающих выше подошвы фундамента.
сII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
Среднее давление по подошве ф-та:
; ;
N0 — нагрузка на фундамент.
N0=(Nn+Nвр) f; f=1.
mt- — среднее значение удельного веса грунта и бетона.
А — площадь подошвы фундамента.
для ленточного А= b1м.
для столбчатого А=b2 м В данном курсовом проекте для определения размеров подошвы фундамента использован графоаналитический метод решения.
2.2.1 Стена по оси «А» без подвала.
Нагрузки:
N0=1400 кН.
Т0=130 кН.
М0=200 кНм.
d=1.8м; Р =1400/b2 + 201.8=1400/b2 + 36 = f1(b).
P. | b. | |
191,5. | ||
123,5. | ||
Расчетное сопротивление:
M =0,78.
Mg =4,11.
Mc =6,67.
R. | b. | |
257,64. | ||
332,52. | ||
Принимаем фундамент ФВ8−1 2700×2400 мм.
bтр = 2,4 м, принимаем b=3м.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента.
; ;
R (2,7)= =313,8 кПа.
Pср=230кПа.
Pcp.
Pmax1.2R; 350,4<376,5.
Pmin>0; 109,3>0.
Недогруз 26%, ни чего не меняем т. к. при других размерах подошвы фундамента не выполняется неравенство Рmax?1.2R.
2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала.
Нагрузки:
N0=2700 кН.
Т0=110 кН.
М0=190 кНм.
d=1,8 м; db =0 м.
Р =2700/b2 + 201,8=2700/b2 + 36 = f1(b).
P. | b. | |
204,75. | ||
Расчетное сопротивление:
M =0,78.
Mg =4,11.
Mc =6,67.
].
R. | b. | |
257,64. | ||
332,52. | ||
bтр = 3,1 м, принимаем b=3,6 м, фундамент ФВ11−1 3600×3000мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента.
; ;
Pср=286,1 кПа.
Pcp<357,4.
Pmax1.2R; 346<357,4· 1.2.
Pmin>0; 226,32>0.
R=1.2· (15,6·3,6+214,7)=357,4; P<357,4.
Недогруз 19%.
2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом.
d1 — глубина заложения фундамента, приведенная от пола подвала.
d-1 = hs+ hcf cf /II1.
hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.
hcf — толщина конструкции пола подвала (0.15м).
cf — расчетное значение удельного веса пола подвала (22 кH/м3).
d1=1,8+0,15· 22/16,4=2м.
db — глубина подвала.
Нагрузки:
N0=2200 кН.
Т0=80 кН.
М0=170 кНм.
d1=2 м; db =4,8 м.
Р =2200/b2 + 204,8=2200/b2 +96 = f1(b).
P. | b. | |
1,5. | ||
340,4. | ||
233,5. | ||
Расчетное сопротивление.
кН/м3.
град.
M =1,68.
Mg =7,71.
Mc =9,58.
R. | b. | |
948,8. | ||
bтр = 1,6 м, принимаем b=2,1 м, фундамент ФВ4−1 2100×1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800×500мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента.
; ;
Pср=617,7кПа.
Pcp.
Pmax1.2R; 1036<1.2· 1033,5.
Pmin>0; 336>0.
R=1.2· (33,6·2,1+790,7)=1033,5; P<1033,5.
Недогруз 40%, ни чего не изменяем т. к. принятые колонны имеют сечение 0,8×0,5 м, а это наименьший фундамент для таких колонн.
2.4. Расчет деформации оснований. Определение осадки..
Осадка оснований S, с использованием расчетной схемы линейно-деформируемоей среды определяется методом послойного суммирования:
где:
— безразмерный коэффициент = 0.8.
zpi — среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.
hi и Ei — соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
n — число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.
Для рассмотрения разности осадок возьмем бесподвальную часть здания, сравним осадки фундаментов под внешней и внутренней стенами.
2.4.1 Фундамент под стену по оси «Б».
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:.
где:
№. | Высота слоя, м. | Удельный вес грунта, кН/м3. | zgi, кН/м2. | общ, кН/м2. | |
1,8. | 19,9. | 35,82. | 35,82. | ||
1,4. | 10,75. | 15,05. | 50,87. | ||
4,8. | 10,08. | 48,38. | 147,64. | ||
уzw-6.2м. | 209,64. | ||||
7,2. | 19,3. | 138,96. | 348,6. | ||
i — удельный вес i-го слоя грунта .
Нi — толщина i-го слоя.
zg0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы.
zg0=0,2г2+г1· h1=4+25.6=29,6 кН/м2.
Строим вспомогательную эпюру 0.2zg — для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т. е. от фундамента:.
zp=P0, где:
P0 = Pcp — zg0 — — дополнительное вертикальное давление на основание.
Р — среднее давление под подошвой фундамента.
P0 =286,1−29,6=256,5 кПа.
— коэффициент, принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины.
hi = 0.4b = 0.43,3 =1,3 м.
Сжимаемую толщу основания определяем графически — в точке пересечения графиков.
f (0.2zg0) и f (zp) — Сжимаемая толщина Нс=7м, zp =21,88кПа.
Аналитическая проверка: zp = 0.2zg 5 кПа.
zg = к75,132Па.
0.2zg = 15,02кПа — условие выполнено.
Расчет осадки:
N слоя. | hi. | Еi. | уzp кров.. | уzp под.. | уzp сред.. | у. | |
1,3. | 256,5. | 210,84. | 233,67. | 0,0122. | |||
1,3. | 210,84. | 120,55. | 165,70. | 0,0086. | |||
0,4. | 120,55. | 111,73. | 116,14. | 0,0019. | |||
1,3. | 111,73. | 62,82. | 87,28. | 0,0030. | |||
1,3. | 62,82. | 40,27. | 51,55. | 0,0018. | |||
1,3. | 40,27. | 27,74. | 34,01. | 0,0012. | |||
0,0286. | |||||||
S = 2,86 см.
Осадка не превышает допустимые 8 см.
2.4.2 Фундамент по оси «В».
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:
где:
№. | Высота слоя, м. | Удельный вес грунта, кН/м3. | zgi, кН/м2. | общ, кН/м2. | |
1,8. | 19,9. | 35,82. | 35,82. | ||
1,4. | 10,75. | 15,05. | 50,87. | ||
4,8. | 10,08. | 48,38. | 147,64. | ||
уzw-6.2м. | 209,64. | ||||
7,2. | 19,3. | 138,96. | 348,6. | ||
i — удельный вес i-го слоя грунта .
Нi — толщина i-го слоя.
zg0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы.
zg0=76,47 кН/м2.
Строим вспомогательную эпюру 0.2zg — для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т. е. от фундамента:
zp=P0, где:
P0 = Pср — zg0 — — дополнительное вертикальное давление на основание.
Р — среднее давление под подошвой фунадмента.
P0 = 617,7 -76,47=541,23 кПа.
— коэффициент, принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины.
hi = 0.4b, где b — ширина фундамента.
hi = 0.42,1 = 0,8 м.
Сжимаемую толщу основания определяем графически — в точке пересечения графиков.
f (0.2zg0) и f (zp) — Сжимаемая толщина Нс= 4,8 м zp =39,94 кПа.
Аналитическая проверка: zp = 0.2zg 5 кПа.
zg = 147,64кПа.
0.2zg =29,53кПа — условие выполнено.
Расчет осадки:
N слоя. | hi. | Еi. | уzp кров.. | уzp под.. | усред.. | S. | |
0,8. | 541,23. | 437,314. | 489,27. | 0,0104. | |||
0,8. | 437,314. | 335,021. | 386,17. | 0,0103. | |||
0,8. | 335,021. | 153,168. | 244,09. | 0,0065. | |||
0,8. | 153,168. | 101,751. | 127,46. | 0,0034. | |||
0,8. | 101,751. | 72,525. | 87,14. | 0,0023. | |||
0,8. | 72,525. | 52,229. | 62,38. | 0,0017. | |||
0,0346. | |||||||
В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое № 14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.
S = 0.0346 см.
Осадка не превышает допустимые 8 см.
Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.
где:
S — разность осадок фундаментов в здании.
L — расстояние между этими фундаментами.
(3,46−2,89)/600 = 0.95 < 0.002 — условие выполнено Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно.
2.5 Конструирование фундаментов мелкого заложения.
После проведенных расчетов принимаем фундаменты:
— по оси «А"(в бесподвальной части здания) — сборный под колонны ФВ8−1 2,7×2,4 м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.
— по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) — сборный под колонны ФВ10−1 3,3×3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.
— по оси «В» (в подвальной части здания) — сборный под колонны ФВ4−1 2,1×1,8 м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
— по оси «Г» (в подвальной части здания) — ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки — ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -3450 мм.
2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала.
Характеристики грунта.
1. Нормативные:
гn=19,9 кН/м3.
цn=25 град.
Cn=14 кПа.
2. Расчетные:
г1=гn/гq=19.9/1.05=18.95 кН/м3.
ц1=цn/цq=25/1.15=21.70.
С1=Сn/Cq=14/1.5=9.3 кПа.
3. Засыпка:
г11=г1х0,95=8,95×0,95=17,97 кН/м3.
ц11=ц1х0,9=21,7×0,9=19,53 0.
С11=С1х0,5=9,3×0,5=4,65 кПа Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала.
уа=уац+уас+уaq.
уац=г11· z·ла.
ла=tg2=0.49.
уац=17.97· 0.49·2=17.61 кН/м2.
уас=.
уaq=1.2qн· лa=1.2·0.49·10=5,88 кН/м2.
2.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения.
Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.
3. Расчет и конструирование свайных фундаментов.
В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:
свайный фундамент в «кусте» (для внутренних колонн по оси Б).
Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков.
Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.
3.1.1. Определение нагрузок.
Нагрузки собираются по I и II предельному состоянию:
I-е пр. сост. где: f =1.2.
II-е пр. сост. где: f =1.
для «куста» по оси Б.
N01=2700· 1.2=3240 kH.
N011=2700· 1=2700 kH.
3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.
В.Р.=-3,15 м.
hр=1,5 м.
Н.Р.=-4,65 м.
3.1.3. Выбираем железобетонную сваю С 7−30.
Типвисячая, с упором в слой полутвердой глины.
Видзабивная.
С квадратным сечением 0,3×0,3 м, длиной 7 м.
3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай.
где:
с — коэффициент условий работы свай в грунте.(1).
R — расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа).
A — площадь поперечного сечения сваи.(0.09 м2).
u — наружный периметр поперечного сечения сваи (1.2 м).
fi — расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа).
cr =1; cf =1 — коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.
Nc=Fd/k, где: k =1.4 — коэффициент надежности по нагрузке.
Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи.
N. | hi. | cfi. | zi. | fi. | cf· hi·fi. | |
0,4. | 4,6. | 23,2. | 9,28. | |||
1,6. | 5,6. | 57,2. | 91,52. | |||
1,6. | 7,2. | 60,4. | 96,64. | |||
1,6. | 8,8. | 63,2. | 101,12. | |||
2,05. | 10,625. | 55,2. | 113,16. | |||
Fd=1· (1·3600·0.09+1,2·401,72)=806kH.
Расчетная нагрузка:
Nc= Fd/гk=806/1.4=575,76kH.
3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний.
3.3.1. Число свай.
где:
NcI — нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.
Nc — принятая расчетная нагрузка.
— коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента.
=9 — для «куста».
d — размер стороны сечения сваи = 0.3 м.
hp — высота ростверка от уровня планировки до подошвы.
mt (20 кН/м3) — осредненный удельный вес материала ростверка и грунта на уступах.
1.1 — коэффициент надежности Принимаем число свай равное шести.
3.3.2 Уточнение размеров ростверка в плане.
Принимаем прямолинейное расположение свай в фундаменте, расстояние между ними — необходимый минимум 3d (0.9м), расстояние от грани ростверка до грани сваи: с0=0,3d+0.05=0.14м Расстояние от центра сваи до края ростверка:
0.5d + c0 = 0.15 + 0.14 =0.29 м.
Общий габарит ростверка: bp = 3d + 2c0 = 0.9 + 20.28 = 1.46м.
lр=2· 3d+2c0=1,8+2·0,28=2,36 м.
Принимаем размеры ростверка в плане 1,5×2,5 м.
3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента).
ц1=25 град h1=0.4м ц2=35 град h2=4.8м ц3=18,5 град h3=2,05 м цср/4=29,78/4=7,44о.
Ширина условного фундамента:
где:
b — расстояние между осями крайних свай.
d — размер поперечного сечения сваи.
l — расстояние от острия сваи до уровня, с которого происходит передача давления боковой поверхностью сваи на грунт.
by=2· tg (29,78/4)·7,25+0.9+0.3=3,1.
Ay=by2=3.12=9.61.
Условие прочности :
Py < Ry.
Ry — расчетное сопротивление грунта условного фундамента.
Py — расчетная нагрузка.
Py = (NoII + NfII + NgII +NcII) / Ay.
NfI1=Vрос*· гбет·1,1=(1,5·1.2·1.2−0.9·0.8·0.5+0,3·2,5·1,5)·25·1,1=90,34кН.
NgI1=Vгр· ггр·1,2=(2.9·0.275·1.2+0.813·6.2·2+2·1.5·0.95·6.2)·1.2·19,9=713 кН.
NcII=97,88кН.
NoII=2700кН Ру=(2700+97,88+713+90,34)/9,61=374,7kH/м2.
Ру<734.
Условие прочности выполнено.
3.5 Расчет осадок условного свайного фундамента.
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:
№. | Высота слоя, м. | Удельный вес грунта, кН/м3. | zgi, кН/м2. | общ, кН/м2. | |
1,8. | 19,9. | 35,82. | 35,82. | ||
1,4. | 10,75. | 15,05. | 50,87. | ||
4,8. | 10,08. | 48,38. | 147,64. | ||
уzw-6.2м. | 209,64. | ||||
7,2. | 19,3. | 138,96. | 348,6. | ||
i — удельный вес i-го слоя грунта .
Нi — толщина i-го слоя.
zg0 — вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы.
Строим вспомогательную эпюру 0.2zg — для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
zg0=248,24 кН/м2.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т. е. от фундамента:
zp=P0, где:
P0 = Pср — zg0 — — дополнительное вертикальное давление на основание Рср — среднее давление под подошвой фундамента.
P0 =617,7−248,24 =369,46 кПа.
— коэффициент, принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины.
hi = 0.4b = 0.42,5 = 1 м.
N слоя. | Hi. | zi. | ?i. | ?zp=P0· ? | ||
0,00. | 369,460. | |||||
0,80. | 0,86. | 317,736. | ||||
1,60. | 0,5628. | 207,932. | ||||
2,40. | 0,3578. | 132,193. | ||||
3,20. | 0,2375. | 87,747. | ||||
4,00. | 0,1658. | 61,256. | ||||
Сжимаемую толщу основания определяем графически — в точке пересечения графиков.
f (0.2zg0) и f (zp) — Сжимаемая толщина Нс=4,6 м zp = 70кПа.
zg = 324 кПа.
0.2zg = 64.8 кПа — условие выполнено Аналитическая проверка: zp = 0.2zg 5 кПа =64,85 условие выполнено Расчет осадки:
hi. | Еi. | уzp кров. | уzp под. | уzp сред. | S. | |
369,46. | 317,74. | 343,60. | 0,018. | |||
317,74. | 207,93. | 262,84. | 0,013. | |||
207,93. | 132,93. | 170,43. | 0,009. | |||
132,19. | 87,74. | 109,97. | 0,006. | |||
87,75. | 61,26. | 74,51. | 0,004. | |||
0,049. | ||||||
S = 0.0490.8 = 0.039 м =3,9 см Осадка не превышает допустимые 8 см.
3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа.
Глубина погружения сваи Sa от одного удара молота или от работы вибропогружателя в течение 1 минуты называется отказом.
Определяется по формуле:
где: = 1500 кПа — для ж/б свай.
g = 1.
2 = 0.2 — коэффициент восстановления.
М =0,8 — коэффициент зависящий от грунта под концом сваи.
Еd=1,75· a·N — расчетная энергия удара молота.
Еd = 1.7 525 575,76 = 25 189,5 Дж=25,2 кДж.
N = 575,76 кН — расчетная нагрузка на сваю.
Выбираем паро-воздушный молот одиночного действия СССМ-570:
расчетная энергия удара 27 кДж.
масса молота 2,7 т.
масса ударной части 1,8 т.
Высота подъема цилиндра 1,5 м.
условие применимости:
m1 = 27 кН — масса молота.
m2 = 15,9 кН — вес сваи.
m3 = 0.3 кН — масса подбабка.
km = 5.
m=5- условие выполнено.
м.
Заключение
по варианту свайных фундаментов.
Назначаем свайные фундаменты из забивных свай по ГОСТ 19 804.1−79*.
квадратного сечения 0,3×0,3 м, длиной 7 м. Марка сваи С 7−30, несущая способность Fd=806кН. Ростверки монолитные железобетонные высотой 1,5 м. Несущий слой-глина полутвердая с IL=0.27. Оборудование для погружения — паро-воздушный молот одиночного действия ССС-570 с Еd=25.2 кДж. Расчетный отказ-0,004 м.
3.7 Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции.
Земляные работы должны выполнятся комплексно-механизированным способом в соответствии со СНиП 3.02.07−87. Ширина по дну траншеи с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6 м.
Наружную поверхность фундаментов, стен подвала покрывают двумя слоями горячего битума.
Заключение.
Выполнив курсовой проект я научился рассчитывать как фундаменты мелкого заложения, так и свайные фундаменты.
После проведенных расчетов как основной вариант принимаем фундаменты мелкого заложения:
После проведенных расчетов принимаем фундаменты:
— по оси «А"(в бесподвальной части здания) — сборный под колонны ФВ8−1 2,7×2,4 м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.
— по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) — сборный под колонны ФВ10−1 3,3×3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.
— по оси «В» (в подвальной части здания) — сборный под колонны ФВ4−2,1×1,8 м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
— по оси «Г» (в подвальной части здания) — ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки — ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
Как второй вариант строительства можно принят свайный фундамент, со сваями длиной 7 м марки С7−30.
Механика грунтов, основания и фундаменты (методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 1202) ДВГТУ 1984. г. Владивосток Веселов В. А. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990.
Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат 1988.