Основания и фундаменты жилого здания в г. Уфа

Основания и фундаменты(КП) recover recover.dwg

Основания и фундаменты.
Варианты фундаментов.
Жилое здание в г. Уфа
СХЕМА СООРУЖЕНИЯ (М:200)
ПЛАН ФУНДАМЕНТОВ (М:100)
ВАРИАНТЫ ФУНДАМЕНТОВ (М:100)

Основания и фундаменты(КП) кадыка.dwg

Основания и фундаменты.
КП. 270800.62 11зстс
Варианты фундаментов.
Жилое здание в г. Уфа
СХЕМА СООРУЖЕНИЯ (М:200)
ПЛАН ФУНДАМЕНТОВ (М:100)
ВАРИАНТЫ ФУНДАМЕНТОВ (М:100)

Основания и фундаменты кадыка.doc

Калининградский Государственный
Технический Университет
Кафедра Строительства Теплогазоснабжения
Курсовой проект Курсовой
допущен к защите с оценкой
Руководитель Халюк С.С. Руководитель
ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ В Г. УФА
по дисциплине «Механика грунтов. Основания и Фундаменты»
Механика грунтов. Основания и фундаменты
ПреподаХалюк СтадияЛист
в. С.С. ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ В Г. УФА
СтудентКадыка КП 2 24
Пояснительная записка Кафедра СТ
Исходные данные для проектирования 2
Оценка инженерно-геологических условий
строительной площадки
1. Геологические характеристики грунтов 4
2. Определение наименований грунтов 5
3. Определение расчетной и нормативной
глубины промерзания . 6
Разработка варианта фундамента
1. Фундамент на естественном основании . 8
2. Фундамент на улучшенном основании 11
3. Свайный фундамент 14
Определение технико-экономических показателей . 19
Расчет остальных фундаментов . 20
Гидроизоляция и дренаж . 23
Список используемой литературы . 24
Курсовой проект выполняется на основании выданного
задания. Задание представляет собой проект жилого десятиэтажного дома
в городе Уфа. Строительство дома ведется на площадке со спокойным
слабохолмистым рельефом. Грунт площадки имеет три слоя один из
которых – верхний насыпной слой не рассматривается. Второй слой
представляет собой образец – суглинок. Третий слой представляет собой
супесь. Сведения о нагрузках действующих на обрез фундамента
№ схемы Вариант № 1-е сочетание 2-е сочетание
Оценка инженерно – геологических
условий и свойств грунта.
1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ.
Площадка строительства №13 находится в городе Уфа и инженерно-
геологические условия её освещены тремя выработками: скважина №1
скважина №2 скважина №3 скважина №4 скважина №5.
Образец №12 - суглинок для которого известны следующие характеристики:
Удельный вес твердых частиц грунта γs=267 кНм3
Предел текучести WL=039
Предел раскатывания Wр=026
Коэффициент фильтрации kф=27х 10-7 смс
Модуль деформации Е=9000 кПа
Для расчета по несущей способности:
Удельный вес грунта γ1=155 кНм3
Угол внутреннего трения φ1=15 град
Для расчета по деформациям:
Удельный вес грунта γ11=182 кНм3
Угол внутреннего трения φ11=18 град
Сцепление С11=20 кПа
Третий слой представляет собой образец №6 - супесь со следующими
Удельный вес твердых частиц грунта γs=264 кНм3
Предел текучести WL=031
Предел раскатывания Wр=025
Модуль деформации Е=8000 кПа
Коэффициент фильтрации kф=11х10-5 смс
Угол внутреннего трения φ1=17 град
Удельный вес грунта γ11=183 кНм3
Угол внутреннего трения φ11=20 град
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЙ ГРУНТОВ.
Для каждого образца (слоя грунта) залегающего в основании
необходимо определить:
Удельный вес сухого грунта γd (кНм3)
Коэффициент пористости е
Полную влагопроницаемость Wsat
Степень влажности Sr
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γsb (кНм3)
Число пластичности Ip
Показатель текучести IL
Коэффициент относительной сжимаемости mv
Каждый слой грунта рассчитывается по двум состояниям: по несущей
способности и по деформациям.
Суглинок (образец №12)
а) Расчет по несущей способности:
Удельный вес сухого грунта
γd=155(1+031)=118 кНм3
Коэффициент пористости
Sr=WWsat=W· γs e· γW
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=(267-10)(1+126)=74 кНм3
б) Расчет по деформациям
γd=182(1+031)=139 кНм3
Полная влагонепроницаемость
γsb=(267-10)(1+092)=87 кНм3
Показатель текучести
IL=(031-026)(039-026)=038
Коэффициент относительной сжимаемости
mV=E =052 – для суглинков
mV=0529000=578х10-5 1кПа
γd=155(1+029)=12 кНм3
γd=183(1+029)=142 кНм3
γsb=(264-10)(1+086)=88 кНм3
IL=(029-025)(031-025)=067
mV=E =074 – для супесей
mV=0748000=925х10-5 1кПа
Суглинок (образец №12) темно-серый рыхлый тугопластичный тяжелый
пылеватый неводоприницаемый насыщенный водой.
Супесь (образец №6) желтовато-серая рыхлая пластичная песчанистая
слабоводопроницаемая средней степени водонасыщения.
3Определение расчетной и нормативной
ГЛУБИНЫ ПРОМЕРЗАНИЯ.
НОРМАТИВНАЯ ГЛУБИНА ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ (2)
СНИП 2.02.01-83. ДЛЯ РАЙОНОВ ГДЕ ГЛУБИНА ПРОМЕРЗАНИЯ НЕ БОЛЕЕ
Mt - безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных
значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в
данном районе принимается по СНиП 2.01.01-82 "Строительная
климатология и геофизика".
do - величина принимаемая равной м для: суглинков и глин 023м.
Mt=146+137+74+56+19=432 для г. Уфа
По карте глубины промерзания в СНиП 2.01.01-82 "Строительная
климатология и геофизика" dfn=18м для Уфы. Принимаем расчетное второе
Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3)
СНиП 2.02.01-83: df=kh(dfn
kh - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта
у наружных стен т.к. здание не отапливаемое kh=11.
РАЗРАБОТКА ВАРИАНТА ФУНДАМЕНТА.
Разработку вариантов следует производить для одного наиболее
нагруженного фундамента заданного сооружения. В данном случае –
N011 М011 Т011 N011 М011 Т011
кН кН·м кН кН кН·м кН
1.Фундаменты на естественном основании.
Выбор глубины заложения фундамента.
За относительную отметку ±0000 принимаем пол первого
этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -1150м.
Глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки
определяется по формуле:
где dв – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до
hf- высота ступеней фундамента hf=08
Площадь подошвы фундамента и его размеры в плане.
N011- усилие передаваемое по обрезу фундамента кН
R=125·12(043·1·1·87+273·083·88+(273-1)·12·88+581·20)1=2567
b=740·п.м.(25676-17·225)=33м
Уточняем R при установленной ширине фундамента b=33м
R=125·12(043·33·1·87+273·083·88+(273-
)·12·88+581·20)1=2706 кПа
b=740·п.м.(2706-17·225)=32м
Конструирование веса фундамента и определение веса
фундамента NфII и грунта на его ступенях NгрII.
Собственный вес фундамента:
где Vф- объем фундамента
γжб - удельный вес железобетона кНм3; γжб=25 кНм3
Vф=06·06·1п.м·3.+31·03·1п.м.=201 м3
Вес грунта находящегося на ступенях фундамента кН
где Vгр- объем грунта находящегося на ступенях фундамента м3
γII-удельный вес грунта кНм3
Определение среднего давления P по подошве фундамента и
сравнение его с расчетным сопротивлением грунта основания R.
P=(N0II+ NфII+ NгрII)А≤R
P=(740+503+23)32=262 МПа≤2706 МПа
Недогрузка фундамента составляет (2706-262)·100%262=32%≤5%
Условие выполняется.
Принимаем фундаментную плиту ФЛ 32
Определение абсолютной осадки основания фундамента
S и сравнение с предельной величиной деформации основания Su
установленной для рассматриваемого типа здания.
Расчет сводится к удовлетворению условия
Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде
линейного деформируемого полупространства определяется методом
послойного суммирования по формуле:
- безразмерный коэффициент =08
zpi- среднее значение дополнительного вертикального нормального
напряжения в i-ом слое грунта.
hi- толщина i-го слоя грунта
Ei- модуль деформации i-го слоя грунта
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта на уровне
подошвы фундамента zg 0 при планировке срезкой:
γ-удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента
zg 0 =191·04+10·14+74·045=25 кПа
Вертикальные напряжения от собственного веса грунта zg на
границе слоя расположенного на глубине z от подошвы фундамента:
γi-удельный вес i-го слоя грунта
hi-толщина i-го слоя грунта
Вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента
zр 0 =P- zg 0 =262-25=237кПа
Р- среднее давление под подошвой фундамента.
Вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы
фундамента по вертикали проходящей через центр подошвы
фундамента определяется по формуле:
α-коэффициент принимаемый по СНиП
Величины используемые при расчете осадок фундаментов
по методу послойного суммирования.
Грунт № точкиzсм zg =lb =2zb α zp= Еi
2.Фундаменты на УЛУЧШЕнном основании.
Расчёт песчаной или гравийной подушки сводится к определению её
размеров и осадки возводимого на ней фундамента.
) В качестве улучшенного основания принимаем песок средней крупности со
следующими характеристиками:
(II=201кНм3 (II=38( сII=0 (s=264кНм3
(=016 Е=40·106Па кф=2·10-2
Рассчитываем дополнительные характеристики:
е=((s(II)·(1+()-1=(264201)·(1+016)-1=052
(sbII=((s-(b)(1+е)=(264-10)(1+062)=1012кНм3
) Глубину заложения подошвы фундамента принимаем аналогично тому как
делали это для фундамента на естественном основании
) В соответствии с крупностью выбранного песка для подушки по таблице
справочника устанавливаем расчётное сопротивление R0 для него
которое даётся применительно к фундаменту имеющему ширину b=1м и
глубину заложения d=2м. Принимаем R0=500кПа.
) Исходя из принятого расчётного сопротивления R0=500кПа производим
предворительное определение площади подошвы фундамента А0 и его
А0=N0II(R0-(ср·d0)=740(500-17·225)=16 м2
) Для окончательного назначения размеров фундамента
определяем расчётное сопротивление грунта подушки (d >2м).
R=R0·(1+k1·((b-b0)b0))+k2·γII(d-d0)
Где b=16м k2=25 d=215м k1=0125
R1=500·(1+005·((16-1)1))+25·17·(225-2)=5214кПа
А1=740(5214-17·225)=154м2
Принимаем плиты ФЛ 16
) Вычисляем собственный вес фундамента:
Vф=06·06·1п.м·3.+16·03·1п.м.=126 м3
) Определим среднее давление P по подошве фундамента
P=(740+32+1584)16=498 МПа≤5214 МПа
Найдем дополнительные вертикальные напряжения от собственного веса
грунта zg 0 на уровне подошвы фундамента:
Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента
zр 0 =P- zg 0=498-25=473 кПа
) Зададимся толщиной висячей подушки hп=10м.
Проверяем условие (zg+(zp ( Rz - проверка напряжений на кровле слабого
(zg= 25+1·1012=3512 кПа
(zp=0748·498=3725 кПа
Для установления Rz вычислим площадь условного фундамента
Ау=N0II(zp=7403725=199м2 b=199м
Rz=125·12(043·199·1·87+273·083·88+(273-
)·12·88+581·20)1=2236 кПа
12+3725=407>2236 кПа – условие не удовлетворяется необходимо
увеличить толщину подушки.
(zg= 25+45·1012=8054 кПа
(zp=0267·498=1238 кПа
54+1238=2043 кПа2236 кПа
(=((2236-2043)2236)·100(=86(
Ширину подушки понизу определяем по формуле:
где ( - угол распределения давления в теле подушки (30(-40().
тогда bп=16+2·45·tg35(=79м
Осадку фундамента определяем по так же как для фундамента на
естественном основании.
S=08[(498+388)·092·40000+(388+254)·092·40000+(254+179)·09
·40000+(179+139)·092·40000+(139+115)·092·40000+(115+95)·092·
000+(95+70)·112·9000+(70+60)·142·8000+(60+50)·142·8000+(50+45)·1
·8000+(45+42)142·8000+(42+38)142·8000+(38+34)142·8000]=
Сравним предельную осадку с максимальной
Условие удовлетворяется
3.СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ.
Определение глубины заложения подошвы ростверка.
db – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола
hр – высота ростверка
t- глубина заделки свай в ростверк м t=005м
ak- больший размер колонны в плане ak=05м
hр min=05+02+005=075м
hef – толщина пола подвала hef=005м
dр=20м>df=198- условие выполняется.
Выбор типа марки и длины сваи.
Марка сваи С5-30(ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; Rb=145Мпа. Продольная
арматура 4(14 А- Rs=340Мпа Аs=616см2. Определение расчетной
P=m·( mR·R·A+uΣmf·fi·li)kн
m-коэффициент условий работы сваи в грунте m=1
А- площадь опирания сваи на грунт м2
li – толщина i-го слоя грунта
mR mf –коэффициенты условий работы грунта соприкасающегося с
боковой поверхностью м
R fi- расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи и i-го
слоя грунта по боковой поверхности сваи определяемые по
u- наружный периметр поперечного сечения сваи м
Разбивку грунта делаем на элементарные слои толщиной 1м
Р=1(1·3800·009+4·03·(25·09+27·1·09+29·09·1+31+32·0.95))14=397
Р=φ·γс(Rb·A+Rsc·Аs)=1·1(14500·009+340000·0000616)=1514 кПа
В дальнейших расчетах используем меньшее значение расчетной
нагрузки а именно по грунту Р=397 кПа.
Железобетонный ленточный ростверк под стену можно рассматривать
как многопролетную балку опирающуюся на отдельные опоры-сваи.
Расчет ростверка ведется на изгиб поперечную перерезывающую
силу на смятие кладки стены над сваей и на нагрузки возникающие
в период строительства и эксплуатации.
На ростверк передается расчетная нагрузка от стены
Принимаем ростверк шириной 055 м и высотой 04м
Расчет ростверка на нагрузки эксплуатационного периода
Момент инерции ростверка I=55·40312=586667см4
Длина полуоснования эпюры нагрузки:
d=003143√Еbf·IЕк·bк=003143√24000·58666715500·50=08м
Погонная расчетная нагрузка по подошве ростверка
q=740+04·24·055+12·051·24·11=7614 кНм
Расстояние между осями свай в ростверке
l=Pq=3977614=06м принимаем l=09м
L=90-30 =60 см=06м; Lр=105· L=063м
Определим наибольшие ординаты эпюр нагрузки над гранью и осью
Р0= q· Lрd=7614·06308=600кНм
Р= q· Ld=7614·0608=571 кНм
Принимаем следующую расчетную
Расчет ростверка на поперечную силу:
При расчете на действие поперечной силы должно удовлетворяться
условие: Q≤035·Rb·b·h0
Q= q· Lр2=7614·0632=240 кН
0035·900·055·035=606 кН – условие удовлетворяется оставляем
Mоп=-q·d(2Lp-d) 12=7667·083(2·032-083)12=24 кН·м
Mпр=q·d212=7667·083212=409 кН·м
Проверка кладки на смятие.
Fсм=bk(2d+a)=051(2·08+03)=097 м2 – площадь смятия.
F= bk·L=0.51·0.6=031 м2 –расчетная площадб сечения.
Rblos=4500·093√031097=2188кПа
Р bk=571051=1120 Rblos=2769 кПа
Условие удовлетворяется марка фундаментных блоков В 75
Расчет ростверка на нагрузки строительного периода.
Mоп=-0083qк· Lp2=-0083·0632·1584=-052 кН·м
Mпр=0042qк· Lp2=0042·0632·1584=026кН·м
qк=05·24·12·11=1584 кНм –вес свежеуложенной кладки двух рядов
Q=qк· Lp2=1584·0632=498 кН
Значения моментов и поперечной силы в ростверке от нагрузок
строительного периода значительно меньше чем от эксплуатационных
на которые ростверк уже рассчитан.
Расчет осадок свайного фундамента.
Представим свайный фундамент в виде условного фундамента на
Средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения
грунтов находящихся в пределах длины сваи.
φi 11 – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных
Проведем наклонные плоскости под углом α= φср 114=184=45º от
точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до
плоскости (горизонтальной) проходящей через нижний конец сваи.
Построив вертикальные плоскости от точек А и Б до поверхности
грунта находим очертание условного фундамента который включает в
себя грунт сваи и ростверк.
Размеры подошвы условного фундамента.
by=b+2l·tg(φср 114)=03+2·496· tg45=108 м
аy=а+2l·tg(φср 114)=03+2·496· tg45=108 м
Рср II=(N0II+ NсвII+ NросII+ NгрII)Ау R
N0II – расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента
NсвII NросII NгрII- вес свай ростверка грунта в пределах
R- расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного
Рср II=(740+ 6+ 12+ 59)198=407 R=4414 кПа
R=125·12(043·108·1·87+273·5.9·88+(273-
)·12·88+581·20)1=4414 кПа
Условие удовлетворяется.
Для расчета осадки условного фундамента определим дополнительное
давление p0= Рср II-zg 0
Определение технико-экономических
показателей рассматриваемых вариантов
устройства оснований и фундаментов и выбор основного варианта.
Для определения стоимости работ по каждому варианту необходимо
установить объёмы отдельных работ и особенности их производства.
Фундамент на естесвенном основании.
Виды работ Ед. Коли-честСтоимость работ Ссылка на
изм. во руб. пункт в
Трапецеидальные м3 V1=076 5025 382 Б1-2
сборные блоки (подушки)
Бетонные сборные блоким3 V2=18 4365 786 Б1-3
фундаментной стенки
Разработка грунта подм3 Vгр=Vф= 455 18 А2-1
фундамент 262 к=125 127
Водоотведение (по м3 Vw=Vф 6420 1682 А3-2
Фундамент на улучшенном основании
Трапецеидальные м3 V1=076 5025 382 БI-2
Бетонные сборные блоким3 V2=18 4365 786 БI-3
Монолитный жб пояс м3 V3=006 450 27 БIII-1
Разработка грунта подм3 Vгр=Vф= 455 18 АII-1
фундамент 712 к=125 127
Водоотведение (по м3 Vw=Vф 6420 1682 АIII-2
Крепление стен. котлов. м2 V=7 78 546 АIV-2
Устройство песчан. м3 Vп.п.=93 6750 5278 АV-1
Устройство жб забивныхм3 V1=045 945 425 БIV-1
Бетонные м3 V2=06 4365 262 БI-3
Монолитный жб пояс м3 V=044 450 198 БIII-1
Разработка грунта подм3 Vгр=Vф= 4545 20 АII-1
Водоотведение (по м3 Vw=Vф 6420 2825 АIII-2
В результате проведённого технико-экономического сравнения получили
что наиболее выгодным является свайный фундамент. Этот вариант
принимаем в качестве основного для расчетов остальных фундаментов
РАСЧЕТ ОСТАЛЬНЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №1
Расчет сводится к определению величины l- расстояние между сваями
по осям в ростверке и вычисление осадки методом послойного
q=470+04·24·055+12·051·24·11=4914 кНм
Расчет осадки будем вести только для фундамента №4.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №3
q=580+04·24·055+12·051·24·11=6014 кНм
l=3976014=07 м принимаем l=09м
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №5
q=400+04·24·055+12·051·24·11=4214 кНм
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №6
q=390+04·24·055+12·051·24·11=4014 кНм
q=350+04·24·055+12·051·24·11=3614 кНм
Рср II=(350+ 6+ 12+ 59)198=2135 R=4414 кПа
Гидроизоляцию и дренаж устраивают с целью защиты подземных
конструкций и помещений от грунтовых вод. В курсовом проекте в связи с
высоким уровнем подземных вод принимается многослойная оклеечная
гидроизоляция. Изоляция выполняется с наружной стороны по всей
поверхности подземной части. Оклеечную гидроизоляцию проектируют из
рулонов материалов с не гниющей основой – гидроизола.
Гидроизоляционный ковер ниже расчетного уровня подземных вод должен
быть непрерывен по всей заглубленной в грунт поверхности (стен обрезов
фундаментов пола подвала и т.д.). Гидростатический напор (в
вертикальном и горизонтальном направлениях) должен быть уравновешен
пригрузочным слоем бетона. Определяем толщину пригрузочного слоя
hn=1.65м –высота столба гидростатического напора
Полученный результат толщины пригрузочного слоя не удовлетворяет
экономическим соображениям поэтому применяем систему водоснабжения
которая устраивается при производстве земляных работ. Установку
вакуумного водопонижения (УВВ 2) в сочетании с электроосмосом.
По периметру котлована с интервалом 15 2м располагают иглофильтры а
между ними по бровке котлована забивают металлические стержни из
арматуры. Эти стержни присоединяют к положительному полюсу источника
постоянного тока (И=40..600) а иглофильтры – к отрицательному.
Список ИСПОЛЬЗУЕМОЙ литературы:
СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений» М.1985г.
«Механика грунтов основания и фундаменты» методические
указания г.123сПб-1985г.
Берлинов М.В. «Основания и фундаменты» МВ. шк. 1998г.
Клотов Н.М. и др. «Основания и фундаменты»М. Стройиздат 1987г.