Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
Министерство образования Российской Федерации Камский государственный политехнический институт Кафедра СК ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту №1 по дисциплине: "Основания и фундаменты" "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Вариант 1-28 Выполнил студент гр.3401 Агафонов Д. В. Проверил доцент Нетфуллов Ш. Х. Набережные Челны 2009 Министерство образования Российской Федерации Камский государственный политехнический институт Кафедра СК Дисциплина: Основания и фундаменты ЗАДАНИЕ
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Студент _________Агафонов Д. В.______________группа 3401 Тема: "Проектирование оснований и конструирование фундаментов промышленного или гражданского здания или сооружения" ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
1. Район строительства____г. Тюмень______________________ 2. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительного участка ______28_____________________ 3. План и основные разрезы здания _______1_______________ СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА:
1. Краткая характеристика объекта строительства. Сбор нагрузок в расчетных сечениях. 2. Основные сведения о строительной площадке и оценка инженерно- геологических условий строительства. 3. Выбор вариантов фундаментов и определение его глубины заложения. 4. Расчет двух вариантов фундаментов. 5. Технико-экономическое сравнение вариантов. 6. Расчет и проектирование фундаментов в различных сечениях. 7. Особенности производства по устройству оснований проектируемого сооружения (здания). 8. Расчет по специальному заданию (подпорной стенки, шпунтовой стенки, устойчивость откоса, подбор свайного оборудования, и т.п.). 9. Заключение по проекту в целом. 10. Список литературы. Руководитель Нетфуллов Ш.Х. Лист 3 Краткая характеристика объекта
Проектируемое здание состоит из 3-х блоков, два которых имеют одинаковые конструктивные особенности. Два этих блока – одноэтажные, с полным каркасом, состоящие из ж/б колонн сечением 600х300мм и ферм из ж/б с пролетом 18м. Шаг колонн 6м, высота до низа стропильной фермы – 12м, полная высота блока составляет 17м(включая светоаэрационный фонарь, который содержит блок)
. Колонны этого блока имеют шаг 6м, сечение 800х400мм.
В целом здание имеет размеры в плане 60х72м.
Полный каркас включает жесткое покрытие из ж/б ребристых плит, по которым укладывается рулонная кровля с утеплителем из керамзита
t
=150мм. Конструктивной особенностью здания является совмещенная не вентилирумая крыша. В здании устраиваются бетонные полы по грунту толщиной 200мм. Каждый пролет здания оборудован мостовыми кранами с ГП в крайних пролетах 15т, в среднем – 25т.
Площадка строительства находиться в городе Тюмень. Глубина промерзания грунтов 2,1м.
Инженерно условия выявлены по средствам бурения 4-х скважин.
При бурении выявлены следующие слои: 1) песок,
2) супесь, 3) песок, 4) суглинок, 5) глина. Слои расположены повсеместно.
По СНиП 2.02.01-83 предельная осадка Оценка инженерно-геологических условий
строительной площадки
Оценивая данные инженерно-геологических условий, следует заметить, что грунты
имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Все они, кроме суглинка, могут служить естественным основанием. Второй слой грунта является суглинком в текучем состоянии и не может служить в качестве естественного основания. Так как слабый грунт залегает в толще прочных грунтов, то можно закрепить этот грунт, прорезать фундаментами и заложить в толще прочного грунта с обязательной проверкой прочности и деформации слабого подстилающего слоя.
Грунтовые воды не обнаружены и они не повлияют на устройство фундаментов мелкого заложения.
Лист 4
Схема расположения геологических выработок
В результате лабораторных исследований была составлена таблица физико-механических свойств грунтов.
Геологические колонки.
№ инженерно-геологическ. элементов
Условное обозначение
Литологическое описание
Мощность слоев грунта для скважин
Грунтовые воды в Скв 1 глубина в м от поверхн.
Скв 1
Скв 2
Скв 3
Скв 4
появлен
устан
ИЭГ- 1
Песок
1,6
1,8
2
1,8
ИЭГ- 2
Супесь
3
3,2
3
3,2
ИЭГ- 3
Песок
2,8
2,6
2,5
2,6
Не обнаружена Не обнаружена ИЭГ- 4
Суглинок
6,6
6,2
6,4
6,2
ИЭГ- 5
Глина
6
6,2
5,8
6,2
Лист 5 Определение физических свойств грунтов Определение наименования песчаного грунта.
ИГЭ-1
. Дано: Гранулометрический состав фракций в пробе грунта. Размер фракций, мм Процентное содержание крупнее 2,0 2,0 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 мельче 0,1 8 12 35 25 20 Решение: Определяем суммарное количество - частиц крупнее 2 мм – 8 % - частиц крупнее 0,5 мм – 20 % < 50 % - частиц крупнее 0,25 мм – 20 % + 35 % = 55 % > 50 % Поэтому данный грунт по гранулометрическому составу относится к пескам средней крупности
ИГЭ-3
. Дано: Гранулометрический состав фракций в пробе грунта. Размер фракций, мм Процентное содержание крупнее 2,0 2,0 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 мельче 0,1 20 25 25 20 10 Решение: Определяем суммарное количество - частиц крупнее 2 мм – 20 % - частиц крупнее 0,5 мм – 20 % + 25 % = 45 % < 50 % - частиц крупнее 0,25 мм – 45 % + 25 % = 70 % > 50 % Поэтому данный грунт по гранулометрическому составу относится к пескам средней крупности
Определение коэффициента пористости и плотности песчаного грунта
. ИГЭ-1
. Дано: Песок средней крупности, плотность частиц грунта rs
= 2,56 т/м3
; влажность грунта W = 8 % = 0,08; плотность грунта r = 1,76 т/м3
. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле е = Данный грунт – песок средней плотности
, т.к. 0.55<е = 0,571<0,70 Лист 6 ИГЭ-3
. Дано: Песок средней крупности, плотность частиц грунта rs
= 2,65 т/м3
; влажность грунта W = 6 % = 0,06; плотность грунта r = 1,86 т/м3
. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле е = Данный грунт – песок плотный
, т.к. е = 0,51 <0,55 Определение степени влажности песчаного грунта.
ИГЭ-1
. Дано: Плотность частиц грунта rs
= 2,56 т/м3
; влажность грунта W = 8 % = 0,08; коэффициент пористости е = 0,571; плотность воды rw
= 1,0 т/м3
. Решение: Степень влажности Sr
определяется по формуле Sr
= Данный грунт – песок маловлажный
, т.к. 0 < Sr
=0,359 < 0,5. ИГЭ-3
. Дано: Плотность частиц грунта rs
= 2,65 т/м3
; влажность грунта W = 6 % = 0,06; коэффициент пористости е = 0,51; плотность воды rw
= 1,0 т/м3
. Решение: Степень влажности Sr
определяется по формуле Sr
= Данный грунт – песок маловлажный
, т.к. 0 < Sr
=0,312 < 0,5. Определение вида и консистенции глинистого грунта.
ИГЭ-2
. Дано: Естественная влажность W = 0,06; влажность на границе текучести WL
= 0,19; влажность на границе пластичности WP
= 0,14 Решение: Вид глинистого грунта определяется по числу пластичности по формуле IP
= WL
- WP
= 0,19 – 0,14 = 0,05 Данный глинистый грунт – супесь
, т.к. 0,01 < IP
= 0,05 <0,07 Консистенцию глинистого грунта определяем по показателям текучести IL
по формуле IL
= Данный грунт – супесь твердая
, т.к. IL
= -1,6 < 0 Лист 7 ИГЭ-4
. Дано: Естественная влажность W = 0,24; влажность на границе текучести WL
= 0,34; влажность на границе пластичности WP
= 0,22 Решение: Вид глинистого грунта определяется по числу пластичности по формуле IP
= WL
- WP
= 0,34 – 0,22 = 0,12 Данный глинистый грунт – суглинок
, т.к. 0,07 < IP
= 0,12 <0,17 Консистенцию глинистого грунта определяем по показателям текучести IL
по формуле IL
= Данный грунт – суглинок полутвердый
, т.к. 0< IL
= 0,167 <0,25 ИГЭ-5
. Дано: Естественная влажность W = 0,3; влажность на границе текучести WL
= 0,52; влажность на границе пластичности WP
= 0,28 Решение: Вид глинистого грунта определяется по числу пластичности по формуле IP
= WL
- WP
= 0,52 – 0,28 = 0,24 Данный глинистый грунт – глина
, т.к. IP
= 0,24 > 0,17 Консистенцию глинистого грунта определяем по показателям текучести IL
по формуле IL
= Данный грунт – глина полутвердая
, т.к. 0< IL
= 0,083 <0,25 ИГЭ-2
. Дано: Супесь твердая, плотность частиц грунта rs
= 2,68 т/м3
; плотность грунта r = 1,64 т/м3
; влажность грунта W = 6 % = 0,06; плотность воды rw
=1 т/м3
. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле е = Sr
= Данный грунт просадочный
, т.к. Sr
= 0,22 < 0,8 Лист 8 ИГЭ-4
. Дано: Суглинок полутвердый, плотность частиц грунта rs
= 2,7 т/м3
; плотность грунта r = 1,92 т/м3
; влажность грунта W = 24 % = 0,24; плотность воды rw
=1 т/м3
. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле е = Sr
= Данный грунт не просадочный
, т.к. Sr
= 0,876 > 0,8 ИГЭ-5
. Дано: глина полутвёрдая, плотность частиц грунта rs
= 2,7 т/м3
; плотность грунта r = 1,88 т/м3
; влажность грунта W = 30 % = 0,30; плотность воды rw
=1 т/м3
. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле е = Sr
= Данный грунт не просадочный
, т.к. Sr
= 0,934 > 0,8 ИГЭ-2
. Дано: Супесь твердая, плотность частиц грунта rs
= 2,68 т/м3
; плотность грунта r = 1,64 т/м3
; число пластичности IP
=5; влажность грунта W = 6 % = 0,06; влажность на границе текучести WL
= 0,19; плотность воды rw
=1 т/м3
. Коэффициент пористости грунта е =0,732 Решение: Коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести WL
, определяется по формуле еL
= Показатель просадочности определяем по формуле ISS
= Данный грунт просадочный
, т.к. -0,128 < 0,1 Лист 9 ИГЭ-1
. Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,571; удельный вес воды γW
= 10 кН/м3
; удельный вес грунта γS
= 25,6 кН/м3
Решение: ИГЭ-2
. Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,732; удельный вес воды γW
= 10 кН/м3
; удельный вес грунта γS
= 26.8 кН/м3
Решение: ИГЭ-3
. Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,51; удельный вес воды γW
= 10 кН/м3
; удельный вес грунта γS
= 26,5 кН/м3
Решение: ИГЭ-4
. Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,74; удельный вес воды γW
= 10 кН/м3
; удельный вес грунта γS
= 27 кН/м3
Решение: ИГЭ-5
. Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,867; удельный вес воды γW
= 10 кН/м3
; удельный вес грунта γS
= 27 кН/м3
Решение: ИГЭ-1
. Дано: плотность грунта r0
= 1,76 т/м3
; природная влажность W = 0,08 Решение: плотность грунта в сухом состоянии rd
определяется по формуле rd
= Лист 10 ИГЭ-2
. Дано: плотность грунта r0
= 1,64 т/м3
; природная влажность W = 0,06 Решение: плотность грунта в сухом состоянии rd
определяется по формуле rd
= ИГЭ-3
. Дано: плотность грунта r0
= 1,86 т/м3
; природная влажность W = 0,06 Решение: плотность грунта в сухом состоянии rd
определяется по формуле rd
= ИГЭ-4
. Дано: плотность грунта r0
= 1,92 т/м3
; природная влажность W = 0,24 Решение: плотность грунта в сухом состоянии rd
определяется по формуле rd
= ИГЭ-5
. Дано: плотность грунта r0
= 1,88 т/м3
; природная влажность W = 0,3 Решение: плотность грунта в сухом состоянии rd
определяется по формуле rd
= Определение механических свойств грунтов.
ИГЭ-1
. Дано: песок, модуль деформации Е0
= 30 МПа; b = 0,8; e = 0,571 Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле mv
= ИГЭ-2
. Дано: супесь, модуль деформации Е0
= 10 МПа; b = 0,8; e = 0,732 Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле mv
= ИГЭ-3
. Дано: песок, модуль деформации Е0
= 12 МПа; b = 0,8; e = 0,51 Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле mv
= Лист 11 ИГЭ-4
. Дано: суглинок, модуль деформации Е0
= 30 МПа; b = 0,5; e = 0,74 Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле mv
= ИГЭ-5
. Дано: глина, модуль деформации Е0
= 22 МПа; b = 0,4; e = 0,867 Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле mv
= Лист 12 Сводная таблица характеристик грунтов Номер инж-геол. элемента Глубина подошвы слоя Наименование грунта Физические Механические основные дополните-льные производные индексационные деформа-ционные прочност-ные ρs
, т/м3
γн
, кН/м3
W, % WL
, % WP
, % ρd
, т/м3
e, - γвзв
, кН/м3
IP
, % IL
, - Sr
, - ISS
, - mV
, 1/МПа E0
, МПа φ, град. c0
, кПа R0
, кПа 1. 1,8 Песок, средней крупности, средней плотности, маловлажный, малосжимаемый 2,56 17,6 8 - - 1,63 0,571 9,33 - - 0,359 - 0,042 30 36 1 400 2. 3,1 Супесь твердая, просадочный, среднесжимаемый 2,68 16,4 6 19 14 1,55 0,732 9,7 5 -1,6 0,22 -0,128 0,139 10/9 8/6 4/2 350/180 3. 2,6 Песок средней крупности, плотный, маловлажный, среднесжимаемый 2,65 18,6 6 - - 1,75 0,51 10,93 - - 0,312 0,1 12 10 1 500 4. 6,4 Суглинок полутвердый, непросадочный, среднесжимаемый 2,7 19,2 24 34 22 1,55 0,74 9,77 12 0,167 0,876 0,029 30 24 42 250 5. 6,1 Глина полутвердая, непросадочный, малосжимаемый 2,7 18,8 30 52 28 1,45 0,867 9,11 28 0,083 0,934 0,034 22 22 96 300 Определение нагрузок
Сечение 2 - 2
Fгр
= 126м2
№
Нагрузки
Нормативные нагрузки
Коэффициен
т
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка
кН
На един. площадь
кН/м2
От груза
площади
кН
1
Постоянные:
Защитный слой гравия, втопленный в битумную мастику толщиной 20мм
0,
3
37
,
8
1,3
49,14
2
Гидроизоляционный ковер =3
слоя рубероида на битумной
мастике
0,15
18,9
1,3
24,97
3
Цементная стяжка
толщиной 25мм,
ρ
=18 кН/м3
1 x 1 x 0,025 х 18
0,45
56,7
1,3
73,71
4
Утеплитель -
ROCKWOL
ρ
=0,4 кН/м 3
толщиной 150мм
1 х 1 х 0,15 х 0,4
0,06
7,56
1,3
9,83
5
Пароизоляция -1 слой
рубероида на битумной мастике
0,05
6,3
1,3
8,19
6
Собственный вес плит покрытий
1,35
170
1,1
187,1
7
Световой аэрационный фонарь
-
40
1,1
44
8
Ферма покрытия(18м-5т)
-
25
1,1
27,5
9
Ферма покрытия(24м-9,2т)
-
46
1,1
50,5
10
Подкранокая балка(рельс-6м)
-
84
1,1
92,4
11
Вес колонны
0,8 х 0,3 х 25 х 12
-
96
1,1
105,6
12
Стеновые панели 300мм с остекл.
-
18
1,1
19,8
Итого:
692,74
13
Временные
Снеговая для 3-го района
1,
31
153
,
7
1,4
215,2
14
Вес мостового крана с грузом
Q
=15т
-
207,6
1,1
228,0
15
Вес мостового крана с грузом
Q
=25т
-
302,5
1,1
333,0
Итого:
776
,2
Всего:
1468
,94
Лист 14 Изгибающий момент от действия вертикальной нагрузки возникающий на обрезах фундамента:
Лист 15 Определение нагрузок
Сечение 1 - 1
Fгр
= 63м2
№
Нагрузки
Нормативные нагрузки
Коэффициен
т
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка
кН
На един. площадь
кН/м2
От груза
площади
кН
1
Постоянные:
Защитный слой гравия, втопленный в битумную мастику толщиной 20мм
0,
3
18,9
1,3
24,6
2
Гидроизоляционный ковер =3
слоя рубероида на битумной
мастике
0,15
9,45
1,3
12,3
3
Цементная стяжка
толщиной 25мм,
ρ
=18 кН/м3
1 x 1 x 0,025 х 18
0,45
28,35
1,3
36,86
4
Утеплитель -
ROCKWOL
ρ
=0,4 кН/м 3
толщиной 150мм
1 х 1 х 0,15 х 0,4
0,06
3,78
1,3
4,92
5
Пароизоляция -1 слой
рубероида на битумной мастике
0,05
3,15
1,3
4,1
6
Собственный вес плит покрытий
1,35
85,1
1,1
93,5
7
Световой аэрационный фонарь
-
20
1,1
22
8
Ферма покрытия(18м-5т)
-
25
1,1
27,5
9
Ферма покрытия(24м-9,2т)
-
46
1,1
50,5
10
Подкранокая балка(рельс-6м)
-
42
1,1
46,2
11
Вес колонны
0,8 х 0,3 х 25 х 12
-
96
1,1
105,6
12
Стеновые панели 300мм с остекл.
-
36,54
1,1
40,2
13
Вес фундаментных балок
-
12,5
1,1
13,75
Итого:
482,03
14
Временные
Снеговая для 3-го района
1,31
76,89
1,4
107,64
15
Вес мостового крана с грузом
Q
=15т
-
207,6
1,1
228,0
16
Вес мостового крана с грузом
Q
=25т
-
302,5
1,1
333,0
Итого:
668,64
Всего:
1150,67
Лист 16 Изгибающий момент от действия вертикальной нагрузки возникающий на обрезах фундамента:
Лист 17 Определение нагрузок
Сечение 3 - 3
Fгр
= 27м2
№
Нагрузки
Нормативные нагрузки
Коэффициен
т
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка
кН
На един. площадь
кН/м2
От груза
площади
кН
1
Постоянные:
Защитный слой гравия, втопленный в битумную мастику толщиной 20мм
0,
3
8,1
1,3
10,53
2
Гидроизоляционный ковер =3
слоя рубероида на битумной
мастике
0,15
4,05
1,3
5,27
3
Цементная стяжка
толщиной 25мм,
ρ
=18 кН/м3
1 x 1 x 0,025 х 18
0,45
12,15
1,3
15,8
4
Утеплитель -
ROCKWOL
ρ
=0,4 кН/м 3
толщиной 150мм
1 х 1 х 0,15 х 0,4
0,06
1,62
1,3
2,11
5
Пароизоляция -1 слой
рубероида на битумной мастике
0,05
1,35
1,3
1,76
6
Собственный вес плит покрытий
1,35
36,45
1,1
40,1
8
Ферма покрытия(18м-5т)
-
25
1,1
27,5
9
Подкранокая балка(рельс-6м)
-
42
1,1
46,2
10
Вес колонны
0,6 х 0,3 х 25 х 8
-
36
1,1
39,6
11
Стеновые панели 300мм с остекл.
-
55,44
1,1
60,98
12
Вес фундаментных балок
-
12,5
1,1
13,75
Итого:
263,6
13
Временные
Снеговая для 3-го района
1,31
34,71
1,4
48,6
14
Вес мостового крана с грузом
Q
=15т
-
207,6
1,1
228,0
Итого:
276,6
Всего:
540,2
Лист 18 Определение глубины заложения фундаментов.
Определяем нормативную глубину промерзания по карте 5 1(2)
dfn
=2,10м
Коэффициент
kh
,учитывающий влияние теплового режима равен 0,5 (здание без подвала с полами по грунту).
Расчетная глубина промерзания определяется по формуле
df
=
kh
* dfn
=0.5*
2
.
10
=1.05
м
Расстояние от расчетной глубины промерзания до уровня подземных вод должно быть не менее 2м.: выполняется(груньовые воды не обнаружены)
В соответствии с таблицей 2(1) при песчаном грунте основания средней крупности
dw
>
df
+2м глубина заложения фундамента определяется из конструктивных соображений, но не менее 0,5м.
Величину заделки колонны в фундаменте принимаем 0,8м. Полная высота фундамента равна 0,8+0,1+0,3=1,2м. Тогда
df
=0,2+0,3+0,1+0,8=
1,4м(отметка
FL
)
Определение размеров подошвы внеиентренно нагруженного фундамента.
Дано:
вертикальная нагрузка - Определим, ориентировачно размеры подошвы фундамента, как центрально нагруженного:
Поскольку рассчитывается внецентренно нагруженный фундамент, увеличим Аф на 20% Аф - 4,7 м2. Зададимся отношением длины фундамента к его ширине ŋ= 1,5;
тогда
L
=1.5 b. Примем
L
= 2.7 м и
b
= 1.8 м Аф = 4.86 м.
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*.
По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения
L
/
H
= 72/17=4,24 По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта Коэффициент
k
принимаем равным 1,1, так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Лист 19 Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента
- Определим во втором приблежении размеры подошвы фундамента, как центрально нагруженного:
Поскольку рассчитывается внецентренно нагруженный фундамент, увеличим Аф на 20% Аф - 5,19 м2. Зададимся отношением длины фундамента к его ширине ŋ= 1,5;
тогда
L
=1.5 b. Примем
L
= 3 м и
b
= 2 м Аф = 6 м2.
При
b
=2м, определяем
R
:
Произведем проверку напряжений в грунте под подошвой фундамента исходя из условия, чтобы она не превышала расчетного давления на грунт
где
Нагрузка в плоскости подошвы фундамента
Эксцентриситет Следовательно, фундамент необходимо рассчитывать как внецентренно нагруженный. Вычислим максимальное и минимальное краевые давления по граням фундамента.
Проверяем выполнение условий
Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.
Лист 20 Проверка прочности подстилающего слоя
В соответствии с инженерно - геологическими условиями строительной площадки грунт второго слоя супесь просадочная - является слабым грунтом, поэтому ширину подошвы фундамента следует назначать с учетом пониженной прочности данного слоя. Для этого находим вертикальные напряжения на уровне подошвы фундамента от собственного веса грунта
Напряжение от собственного веса грунта на глубине 7м, действующее на кровлю слабого грунта
Дополнительное давление под подошвой фундамента
Дополнительное вертикальное напряжение, действующее на кровлю слабого грунта от нагрузки на фундамент
Полные вертикальные напряжения на кровлю подстилающего слоя будут равны
Найдем ширину условного ленточного фундамента, предварительно определив величину
Тогда ширина подошвы условного фундамента
Определим расчетное сопротивление суглинка текучего. По таблице 3 СНиП2.02.01-83 для заданного соотношения
L
/
H
=72/17 = 4,24 и показателя текучести
J
L
=-1,6 < 0,25 По таблице 4 СНиП 2.02.01-83 для данного грунта Коэффициент
k
принимаем равным 1,1 , так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Удельный вес грунтов, залегающих выше подстилающего слоя принимаем
Условие выполняется
Лист 21 Определение осадок фундамента.
Дано: вертикальная нагрузка Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле - на поверхности земли
- на уровне подошвы фундамента
- на уровне контакта 1-го и 2-го слоев
- на уровне контакта 2-го и 3-го слоев
- на уровне контакта 3-го и 4-го слоев
- на уровне контакта 4-го и 5-го слоев
- на уровне кровли 5-го слоя
По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную эпюру.
По формуле Для фундамента стаканного типа в данном случае соотношение ŋ=1,5; чтобы избежать интерполяции зададимся соотношением Условие Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу и данные таблицы 1 (приложение 2 СНиП 2.02.01-83*).
Лист 22 Определим нижнюю границу сжимаемой толщи по точке пересечения вспомогательной эпюры и эпюры дополнительного давления. Все вычисления приведем в табличной форме.
№
Наименование слоя грунта
Z, м
1
Песок средней крупности, средней плотности
0
0,
4
0,6
0
0,
4
0,6
1,000
0,973
0,914
0,25
0,243
0,229
30
30
30
2
Супесь твердая, просадочная
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
3,2
3,6
3,7
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
3,2
3,6
3,7
0,854
0,691
0,544
0,426
0,337
0,271
0,220
0,182
0,160
0,214
0,173
0,136
0,107
0,084
0,068
0,055
0,046
0,040
9
9
9
9
9
9
9
9
9
3
Песок средней крупности, плотный
4,0
4,4
4,8
5,2
5,6
6,0
6,3
4,0
4,4
4,8
5,2
5,6
6,0
6,3
0,153
0,130
0,111
0,097
0,084
0,075
0,073
0,038
0,033
0,028
0,024
0,021
0,019
0,018
12
12
12
12
12
12
12
4
Суглинок полутвердый, непросадочный
6,4
6,8
7,2
7,6
8,0
8,4
8,8
9,2
6,4
6,8
7,2
7,6
8,0
8,4
8,8
9,2
0,066
0,057
0,052
0,047
0,043
0,039
0,035
0,033
0,017
0,014
0,013
0,012
0,011
0,010
0,009
0,008
30
30
30
30
30
30
30
30
Определим осадку фундамента, пренебрегая различием модуля деформации на границе слоев грунта, принимая во внимание, что данное предложение незначительно скажется на результатах расчета
где Лист 23 Осадка 1, 3 и 4 слоев:
При наличии просадочного 2 слоя основания твердой супеси необходимо определить величену просадка - Просадок определяем при всей мощности просадочного слоя, где Величина относительной просадочности Где
P
- среднее давление подошвой = 271; Полное значение возможного осадка Условие не выполняется, что указывает на необходимость проведения мероприятий по исключению возможности возникновения просадка или применить свайный фундамент.
Лист 24 Лист 25 Расчет свайного фундамента, (сечение 2-2)
Запроектировать фундамент под колонну каркасного здания, имеющего жесткую конструктивную схему соотношения
L
/Н=60/13=4,62. Подошва ростверка находится на отметке -1,6м, высота ростверка 0,8м. В уровне спланированной отметки земли приложена вертикальная нагрузка Толщу грунта, прорезываемого сваей, разбиваем на слои толщиной не более 2 метров.
Несущую способность одиночной сваи определяем по формуле:
Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, составит по формуле 2 СНиП
2.02.03-85
Назначая шаг свай равным 1,0 м найдем требуемое количество свай по формуле:
окончательно примем 4 шт. свай под стакан, размещая их в ростверке с шагом 1м. Лист 26 Вычислим вес ростверка:
Вычислим вес грунта, располагающегося на ростверке:
Найдем расчетные значения указанных выше внешних нагрузок для 1-ой группы предельных состояний:
Найдем значение усилия, приходящегося на каждую сваю:
Проверяем выполнение условий
Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.
Вычислим осредненный угол внутреннего трения основания, прорезаемого сваей, по формуле
:
Ширина условного фундамента
:
Определим вес свай, имея ввиду, что вес сваи С7-30 равен 0,019 МН
Вес грунта в объеме АБВГ с учетом взвешивающего действия воды на во 2-м слое грунта:
Вычислим краевые напряжения под подошвой внецентренно нагруженного условного фундамента:
Средние напряжения под подошвой условного фундамента будут равны
По таблице №4 СНиП 2.02.01-83 для песка плотного, средней крупности, на который опирается подошва условного фундамента, имеющей угол внутреннего трения Лист 27 По таблице 3 СНиП 2.02.01-83 для заданного соотношения
L
/
H
= 60/13=4,62 Коэффициент
k
принимаем равным 1,1 , так как характеристики грунта принимались по табличным данным.
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*:
Вычислим осредненный удельный вес грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента с учетом взвешивающего действия воды.
Проверяем выполнение условий
Все условия выполняются, следовательно, размеры фундамента подобраны удовлетворительно.
Расположение свай в ростверке
Лист 28 Определение осадок свайного фундамента (для сечения 2-2)
Вычислим осадку свайного фундамента по схеме линейно-деформируемого полупространства, предварительно построив эпюру напряжений в толще основания от действия собственного веса грунта.
Находим значение эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле - на уровне подошвы условного фундамента
- на уровне контакта 4-го и 5-го слоев с учетом взвешивающего действия воды
ниже 4-го слоя залегает глина твердая, являющаяся водоупорным слоем, поэтому к вертикальному напряжению на кровлю глины добавится гидростатическое давление столба воды, находящегося над глиной.
Полное вертикальное напряжение, действующее на кровлю глины
- на уровне кровли 5-го слоя
По полученным данным построим эпюры вертикальных напряжений и вспомогательную эпюру
.
По формуле Построим эпюру дополнительных вертикальных напряжений от внешней нагрузки в толще основания рассчитываемого фундамента, используя формулу
Чтобы избежать интерполяции зададимся соотношением Условие Лист 29 №
Наименование слоя грунта
Z, м
1
Песок средней крупности, плотный
0
0,64
0
0,8
1,000
0,800
0,416
0,333
35
35
2
Песок пылеватый, плотный
1,28
1,92
2,56
3,2
3,84
4,48
5,12
1,6
2,4
3,2
4,0
4,8
5,6
6,4
0,449
0,257
0,160
0,108
0,077
0,058
0,046
0,187
0,107
0,067
0,045
0,032
0,024
0,019
20
20
20
20
20
20
20
3
Глина твердая
5,76
6,4
7,04
7,68
8,32
8,96
7,2
8,0
8,8
9,6
10,4
11,2
0,036
0,029
0,024
0,021
0,017
0,015
0,015
0,012
0,010
0,009
0,007
0,006
18
18
18
18
18
18
|