Проектирование фундаментов

Содержание

 

1. Анализ исходных данных	3
1.1. Выбор варианта задания для  курсового проекта	3
1.2. Инженерно-геологические и гидрогеологические  условия площадки строительства	4
1.2.1. Общие требования	4
1.2.2. Определение нормативных значений  характеристик физического состояния  грунта и полного названия  грунта 1.2.3. Определение нормативных значений физико-механических характеристик грунтов 1.2.4 Определение расчетных значений физико-механических характеристикгрунтов 1.3. Характеристики проектируемого здания 1.3.1 Общие положения 1.3.2Степень ответственности здания, функциональное назначение 1.3.3Оценка жесткости  надземных конструкций и предельные  деформации оснований 1.3.4Определение  расчетных нагрузок, действующих  на фундаменты 1.3.5Выбор основных  несущих конструкций надземной  части здания	4   7   8 10 10 10   10 11 11
2. Проектирование фундаментов мелкого  заложения	13
2.1. Назначение глубины заложения  фундамента	13
2.2. Определение размеров подошвы  фундамента	14
2.2.1. Назначение предварительных размеров  подошвы фундамента	14
2.2.2. Определение расчетного сопротивления грунта	15
2.2.3. Проверка давления под подошвой  фундамента 2.3. Определение осадки фундамента                 2.3.1. Эпюра природного давления под центром подошвы фундамента                 2.3.2. Эпюра дополнительного давления под центом подошвы фундамента. Определение границы сжимаемой толщи 2.3.3. Вычисление осадки фундамента	17 17 17   18 18
2.4. Расчет на продавливание плитной части фундамента	20
3. Проектирование свайных фундаментов	22
3.1. Выбор типа сваи и глубины  заложения ростверка	22
3.2. Определение несущей способности  сваи	23
3.3. Определение количества свай  в ростверке, конструирование  ростверка	24
3.4. Проверка несущей способности  наиболее загруженной сваи	25
3.5. Определение размеров условного  фундамента	26
3.6. Проверка давления под подошвой условного фундамента	27
3.7. Определение осадки свайного фундамента	28
3.8. Подбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи	30
4. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов	32
5. Технология производства работ по устройству фундаментов	33
Список использованной литературы	36

 

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1. Выбор варианта  задания для курсового проекта.

Задание на курсовой проект  включает в себя шифр, состоящий из 5 цифр – 12627.

Первая цифра – литология  площадки и основные характеристики физического состояния грунтов, вторая – гранулометрический состав песчаных грунтов, третья – характеристики проектируемого здания, четвёртая – вариант района строительства, пятая – отметки устья скважины.

 

1. Литология  площадки и основные характеристики  физического состояния  грунтов табл.1.

Таблица 1 -Основные характеристики физического состояния  грунтов.

№ слоя	Мощность слоя по скважинам			Грунтовые воды	rs, г/см3	r, г/см3	W	Wp	WL	PД, МПа
	1	2	3
1	1,5	2,0	1,5	Агр.	2,79	1,75	16	14	19	2,20
2	4,0	5,0	4,5		2,68	1,98	19	-	-	3,40
3	не установлена				2,65	1,90	19	18	27	3,20

Примечание: уровень грунтовых вод принимаем  по кровле песчаных грунтов.

 

2. Вариант  гранулометрический состава песчаных грунтов табл.2.

Таблица 2–Гранулометрический состав песчаного грунта.

Содержание фракций (%), диаметром (мм).
> 10,0	10,0-5,0	5,0-2,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,10	< 0,10
-	0,5	8.2	10,0	15,0	31,0	12,0	23,3

 

3. Одноэтажное трехпролетное здание длиной 84м, оборудованное мостовым краном грузоподъемностью 14 т. Шаг колонн 6 м, пролет 18 м, высота до верха колонн 12 м. Нормативная нагрузка N=1250 кН, М= 125 кНм. Стены из панелей.

4. Район строительства – г.  Гродно.

5. Отметки устья скважины табл.3:

Таблица 3 -Отметки устья скважины.

Отметки устья скважин
Скважина 1	Скважина 2	Скважина 3
122,14	122,89	123,76

 

Рисунок 1 – Схема расположения грунтовых выработок

1.2. Инженерно-геологические и гидрогеологические  условия площадки строительства.

1.2.1. Общие требования.

Для обоснования  проектных решений по устройству фундаментов, необходимо, прежде всего, изучить инженерно-геологические  условия площадки.

В курсовом проекте предусмотрено основание, состоящее из трех различных слоев  грунта. Для каждого слоя необходимо:

- определить  расчетные  характеристики  физического   состояния грунтов;

- определить  полное название грунта по  СТБ 943-2007[2];

- определить  нормативные значения прочностных  и деформационных свойств грунтов по таблицам пособия П2-2000 к СНБ 5.01.01-99 [3];

- определить  расчетные значения физико-механических  характеристик грунтов;

-построить  инженерно-геологический разрез  строительной площадки.

1.2.2 Определение нормативных значений характеристик физического состояния грунта и полного названия грунта

Для оценки физического состояния и определения  типа, вида и разновидности грунта вычисляются следующие характеристики грунта.

Для всех слоев  грунта определяют:

- плотность  сухого грунта (скелета грунта) – r_d определяется по формуле

,(1.2.2.1)

где   r– плотность грунта, ,

– природная  влажность грунта в долях единицы.

Коэффициент пористости грунта (e) определяется по формуле

, (1.2.2.2)

где  r_s– плотность твердых частиц грунта,  .

Степень влажности (коэффициент водонасыщенности) определяется по формуле

            (1.2.2.3)

 

где – плотность (объёмная масса) воды, принимаемая равной 1

Для пылевато-глинистых  грунтов дополнительно определяется число пластичности и показатель текучести.

Число пластичности определяется по формуле

,                                                (1.2.2.4)

где – влажность, соответствующая границе текучести. (Влажность грунта, при которой стандартный конус погружается в образец на 10 мм); 
– влажность, соответствующая границе раскатывания (пластичности). Влажность грунта, при которой он теряет способность раскатываться в шнур Ø 2…3мм.

Показатель  текучести определяется по формуле

                                                          (1.2.2.5)

В качестве примера проведем расчет основных характеристик  грунта для 1-го слоя (данные приведены в таблице 1):

г/см³;

;

;

;

;

 

 

Результаты  расчетов для других слоев приведены  в таблице 5.

При выполнении курсового проекта классификацию  обломочных пылевато-глинистых грунтов  производим по типу и разновидности:

- тип грунта  определяется по числу пластичности  , табл. 5.2 [2](так, например, для 1-го слоя  4≤I_р = 5%≤7, следовательно, данный грунт супесь);

- разновидность  по прочности (сопротивлению грунта  при зондировании), табл.5.5, 5.6 [2], (т.к. 1,2 ≤ p_d = 2,2 ≤ 2,8 МПа, то данный грунт средней прочности)и по показателю текучести , (т.к.  0 ≤ I_L = 0,4≤ 1, то данный грунт является пластичным).

Для песчаных грунтов проводим анализ гранулометрического  состава и определяем вид песчаного  грунта и разновидность:

- вид обломочно-песчаных  грунтов определяется по гранулометрическому составу и по показателю максимальной неоднородности , разд. 2 [2];

- разновидность  – по прочности (сопротивлению  грунта при зондировании) и по степени влажности , табл. 4.2 [2]. 

Определим основные характеристики песчаного  грунта (слой 2) на основе данных о его гранулометрическом составе (табл.2).Анализ гранулометрического состава грунта проводим в табличной форме (таблица 4).

 

 

  Таблица 4 –Гранулометрический  состав песка

№ п/п	Содержание фракций	Диаметр фракций (), мм.									сумма
		>10,0	10,0	5,0	2,0	1,0	0,5	0,25	0,10	<0,10
		Логарифм диаметра фракций
		1,3	1	0,7	0,3	0	-0,3	-0,6	-1	-1,3
1	Содержание фракций, %	-	-	0,5	8.2	10,0	15,0	31,0	12,0	23,3	100
2	Содержание фракций >,%	-	-	0,5	8,7	18,7	33,7	64,7	76,7	100
3	содержание фракций <,%	100	100	99,5	91,3	81,3	66,3	35,3	23,3	0

 

Т.к. масса  частиц крупнее 0,25 мм составляет >50%, то данный песок по разновидности (по гранулометрическому составу) является средней крупности(согласно табл.5.2 [2]).

Для определения  максимальной неоднородности по данным строки 3 строится кривая однородности грунта (рис.2). Графически определяются значения:

;; ;

; ; ;

.

Вывод: Данный грунт – песок средней крупности неоднородный.

Рисунок 2 – Кривая однородности грунта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5 – Характеристики физического состояния грунта

№ ИГЭ	Данные задания						Вычисляемые характеристики					Наименование грунта по СТБ 943-2007
	Плотность частиц (ρs), г/см3	Плотность грунта (ρ), г/см3	Влажность (W),%	Влажность текучести (WL),%	Влажность раскатывания (WР), %	Условное дин.сопротивление (РД), МПа	Плотность скелета грунта (ρd) г/см3	Коэффициент пористости (е)	Степень влажности (Sr)	Число пластичности (IP)	Показатель текучести (IL)
1	2,79	1,75	16	19	14	2,20	1,510	0,860	0,520	5	0,400	Супесь, пластичная
2	2,68	1,98	19	-	-	3,40	1,660	0,610	0,830	-	-	Песчаный, средний, насыщенный водой,неоднородный
3	2,65	1,90	19	27	18	3,20	1,597	0,660	0,763	9	0,110	Суглинок, полутвердый