• RU
  • icon На проверке: 3
Меню

Основания, фундаменты и механика грунтов

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 9 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Основания, фундаменты и механика грунтов

Состав проекта

icon
icon ОИФ.Осадка МПС.xls
icon Индивид._задания_к_курс._проекту.doc
icon Курсовая ОИФ.doc
icon ОИФ план.dwg
icon Методичка_по_фундаментам_для_ГСХ_10.doc
icon Задание по КП для З.О._Основ.,фундам и мех.грунтов_гсх_4к_001.doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Индивид._задания_к_курс._проекту.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО КУРСУ
“МЕХАНИКА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ”
(для студентов 4-5 курсов строительных специальностей
ПГС ГСХ ТЭЗ Арх. и иностранных учащихся)
Индивидуальные задания и исходные данные к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов основания и фундаменты” (для студентов 4-5 курсов специальностей ПГС ГСХ ТЭЗ Арх. и иностранных учащихся)Сост. Бронжаев М.Ф. – Харьков: ХГАГХ 2000. – 51 с.
Составитель: доц. канд. техн. наук М. Ф. Бронжаев
Рецензент: проф. канд. техн. наук А. Г. Рудь
Общие указания к выполнению курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Состав и объем курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Схемы зданий и сооружений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Топографические планы площадок строительства . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Грунтовые условия строительных площадок и физико-механические
характеристики определённые опытным путём . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1. Фундамент на естественном основании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2. Фундамент глубокого заложения (свайный) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Расчётные нагрузки на фундаменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Общие указания к выполнению курсового проекта
В настоящих индивидуальных заданиях приводятся исходные данные для выполнения проекта по курсу "Механика грунтов основания и фундаменты" для студентов специальностей ПГС ГСХ и ТЭЗ.
На первом занятии студенты получают от преподавателя бланк с индивидуальным вариантом. Согласно этому варианту из индивидуальных заданий берут исходные данные для выполнения курсового проекта.
Получив персональное задание студенты должны детально ознакомиться с методическими указаниями и уяснить поставленную перед ними задачу. В этом им помогут лекции по курсу и практические занятия проводимые руководителем проекта.
Приступив к выполнению курсового проекта студенты обязаны:
соблюдать график поэтапного выполнения задания определяемый руководителем проекта;
посещать консультации где решать с руководителем проекта все неясные вопросы;
предъявлять по требованию руководителя выполненную часть работы.
Состав и объем курсового проекта
разработка проекта фундаментов на естественном основании для здания возводимого на строительной площадке с соответствующими грунтовыми условиями;
разработка альтернативного проекта фундаментов глубокого заложения (свайных) для этого же здания возводимого на слабых грунтах.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-1).
1. В расчетно-пояснительной записке последовательно освещаются следующие вопросы:
1.1. Исходные данные:
Архитектурное задание
данные о сооружении (тип и назначение схематичное изображение на плане и разрезе в соответствии с индивидуальными архитектурно-конструктивными требованиями);
прочие данные для проектирования (место строительства нагрузки);
горизонтальная привязка сооружения по заданной руководителем оси на топографическом плане строительной площадки.
Данные инженерно-геологических изысканий
расположение на площадке строительства проектируемых мест бурения скважин инженерно-геологических изысканий с указанием отметок их устья.
литологический состав грунтов площадки строительства с данными лабораторных исследований физико-механических характеристик и уровня подземных вод установленного при бурении разведочных скважин.
1.2. Построение геологических разрезов для двух типов грунтовых условий (под варианты фундаментов на естественном основании и свайные). Обработка данных геологических колонок и таблиц исходных физико-механических характеристик грунтов полученных в результате лабораторных испытаний; определение расчетных физических характеристик грунтов и механических (СII jII Rо E) в соответствии с действующими нормативами. Классификация грунтовых слоёв по плотности сложения водонасыщению для песчаных виду и консистенции для пылевато-глинистых. Составление двух сводных таблиц физико-механических характеристик.
1.3. Расчёт фундаментов на естественном основании.
1.3.1.Определение глубины заложения фундамента с учётом климатических и конструктивных требований.
1.3.2. Анализ грунтового основания по геологическому разрезу и определение возможного несущего слоя.
1.3.3. Выполнение предварительного конструирования и расчётной схемы фундаментов.
1.3.4. Установление предварительных размеров подошвы фундаментов.
1.3.5. Определение окончательной расчётной схемы установление степени внецентренности загружения рассчитываемых фундаментов и наиболее рациональной формы подошвы фундамента в плане.
1.3.6. Определение величины расчетного сопротивления R для каждого фундамента. Методом последовательных приближений уточняют ширину подошвы фундаментов и соответствующие им значения расчётных сопротивлений основания.
1.3.7. Окончательное конструирование размеров монолитных фундаментов. Для фундаментов из сборного железобетона подбирают ближайшие по размерам к расчетным значениям типовые унифицированные конструкции отдельных элементов фундаментов.
1.3.8. Расчёт величин средних максимальных и минимальных давлений под подошвой фундаментов с выполнением проверки их соответствия нормативным требованиям.
1.3.9. Расчёт осадки всех проектируемых фундаментов методом послойного суммирования в табличной форме. Проверки соответствия величин максимальных и относительных осадок фундаментов нормативным.
1.4. Расчёт свайного фундамента.
1.4.1. Определение несущей способности висячей забивной сваи.
1.4.2. Определение необходимого числа свай в “кусте” или расчётном участке ленточного ростверка.
1.4.3. Конструирование свайного ростверка и узлов сопряжения ростверка со сваями и над фундаментными конструкциями.
1.4.4. Расчёт фактической нагрузки на одиночную сваю в ростверке. Определение расчётной нагрузки на сваю и сравнение с фактической.
1.4.5. Расчёт условной ширины свайного фундамента. Определение величины расчётного сопротивления основания и выполнение сравнительной проверки его соответствия среднему давлению под подошвой условного свайного фундамента.
1.4.6. Расчёт максимальных и относительных осадок всех свайных фундаментов методом послойного суммирования в табличной форме.
2. Графическая часть проекта выполняется студентами на листе ватмана формата А-1. Эта часть проекта включает в себя:
2.1. Фундаменты на естественном основании
а) План фундаментов на естественном основании (ленточных отдельных) с указанием необходимых конструктивных элементов. Для сборных фундаментов этого типа на плане приводят: раскладку фундаментных плит фундаментных блоков монолитных участков с указанием их маркировок отметки подошвы (для ленточных фундаментов). Для монолитных фундаментов на плане приводят: размещение фундаментов фундаментных балок и их маркировки отметки подошвы.
На плане указывают основные размеры всех типов фундаментов (длину ширину размеры ступеней) в привязке к существующим строительным осям приводят также отметки подошвы фундаментов (масштаб плана 1:100).
б). Для сборных фундаментов мелкого заложения выполняют развертку по одной или нескольким (по заданию преподавателя) осям здания. На развертке указывают марки фундаментных плит блоков проёмов монолитных участков фундаментных балок. Приводят основные размеры фундаментов по длине и высоте отметки подошвы верхнего обреза фундаментов и горизонтальной гидроизоляции кроме того отметки вписываются во всех тех уровнях где это необходимо для четкого понимания чертежа (масштаб развертки 1:25 1:50).
в) Для сборных и монолитных фундаментов показать укрупнённые марки фундаментов и их сечения с указанием характерных вертикальных отметок вертикальных размеров гидроизоляции привязки к уровню планировки конструкцию отмостки габаритные размеры и привязки к соответствующим строительным осям (масштаб 1:20 1:25).
г) Спецификации сборных элементов фундаментов и монолитного бетона.
2.2. Свайные фундаменты
а) Совмещенный план свайного поля и ростверков. На плане указывают привязку свай к строительным осям здания нумерацию и маркировку свай основные размеры и отметки ростверков маркировку ростверков привязку к строительным осям здания места расположения фундаментных балок и их маркировку (масштаб плана 1:100 1:200).
б) Разрезы свайных фундаментов с указанием основных размеров и привязкой к конкретной оси здания указанием отметок верхнего нижнего обреза ростверка и отметки нижнего конца свай конструкции заделки сваи в ростверк (масштаб 1:25 1:50);
в) Спецификация сборных элементов свайных фундаментов и монолитного бетона.
2.3. Примечания к чертежу должны включать в себя описание литологического состава и основных физико-механических характеристик несущего слоя грунтового основания особенностей возведения фундаментов класс бетона монолитных фундаментов указания по устройству гидроизоляции осадочных швов изменению глубины заложения фундаментов.
2.4. Приложения к пояснительной записке (геологические разрезы привязка здания к топографическому плану местности с расположением разведочных скважин расчёты осадок фундаментов) выполняют на отдельных листах миллиметровой бумаги (формат А-3 А-4).
геологический разрез по четырем буровым скважинам с нанесением уровня подземных вод (синим цветом) планировочной линии (красным цветом) сечения фундаментов (масштабы геологического разреза - МВ = 1:100 МГ = 1:1000 1:500);
расчетные схемы определения деформации основания с построением эпюр природного и дополнительного давлений указанием нижней границы сжимаемой толщи. Эпюры давлений выполняют по установленной форме (масштаб для линейных размеров 1:100 для напряжений в 1см - 005 МПа или 05 кгссм2) на отдельных листах миллиметровой бумаги (формат А-3 А-4).
Пояснительную записку и чертежи выполняют в полном соответствии с действующими ГОСТами.
При выполнении курсового проекта студентам рекомендуется пользоваться следующей литературой:
СНиП 2.02.01. - 83. Основания зданий и сооруженийГосстрой СССР. - М.: Стройиздат 1985. – 40 с.
СНиП 2.02.03. - 85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 48 с.
Справочник проектировщика. Основания фундаменты и подземные сооружения. – М.: Стройиздат 1985. – 480 с.
Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНИП 2.02.01 – 83) НИИОСП им. Н.Г.Герсеванова. – М.: Стройиздат 1986. – 415 с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат 1990. – 303 с.
Справочник основания и фундаменты. – М.: Высшая школа 1991. – 383 с.
Шутенко Л.Н. Лупан Ю.Т. Рудь А.Г. Свайные фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование. - К.: УМК ВО 1992. – 202 с.
Схемы зданий и сооружений
Топографические планы площадок строительства
Вариант №1 М = 1:1000
Вариант № 2 М = 1:1000
Вариант № 3 М = 1:1000
Вариант № 4 М = 1:1000
Вариант № 5 М = 1:1000
Вариант № 6 М = 1:1000
Вариант № 7 М = 1:1000
Вариант № 8 М = 1:1000
Вариант № 9 М = 1:1000
Грунтовые условия строительных площадок и физико-механические характеристики определённые опытным путём
1. Фундамент на естественном основании
Геологическая колонка
Номер слоя грунта от поверхности земли
Условные обозначения
Глубина залегания подошвы каждого слоя грунта от поверхности земли м
Почвенно-растительный слой
Песок серо-бурый средней плотности
Песок желто- бурый рыхлый водонасыщенный
Суглинок буро-желтый пластичный
Глина бурая пластичная с органическими включениями
Глубина залегания уровня подземных вод от поверхности земли
Таблица 1 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Глубина отбора образцов грунта от поверхности земли м
Физико-механические характеристики определяемые опытным путем
Плотность частиц грунта rs кгм3
Влажность природная w %
Влажность на границе текучести wL %
Влажность на границе пластичности wP %
Удельное сцепление С II кПа
Угол внутреннего трения j II
Модуль деформации Е МПа
Cупесь зелено-бурая пластичная
Суглинок желто-бурый пластичный
Супесь зелено-бурая текучая
Глина бурая пластичная
Таблица 2 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Плотность частиц грунта rs
Суглинок светло-бурый пластичный
Песок зеленовато-бурый пылеватый насыщенный водой.
Таблица 3 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Песок средней плотности средней крупности
Песок пылеватый мелкий насыщенный водой
Глина светло-бурая пластичная
Таблица 4 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Песок желтый мелкий средней плотности
Песок пылеватый рыхлый насыщенный водой
Суглинок красно-бурый пластичный
Таблица 5 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Суглинок желто-бурый мягкопластичный
Супесь бурая пластичная
Песок серо-бурый средней крупности средней плотности
Таблица 6 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Песок мелкий средней плотности
Песок буро- желтый средней крупности
Таблица 7 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
Суглинок желто-бурый текучей консистенции.
Супесь зелено-бурая пластичная
Таблица 8 - Физико-механические характеристики грунтов для фундамента на естественном основании по двум буровым скважинам
2. Фундамент глубокого заложения (свайный)
Суглинок лессовидный просадочный
Песок желто-бурый крупный плотный
Песок желто-бурый средней крупности плотный
Таблица 9 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Песок мелкий средней плотности зеленовато-бурый
Суглинок лессовидный непросадочный
Песок зеленовато-бурый крупный
Таблица 10 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Песок желтый средней плотности
Суглинок бурый мягкопластичный.
Суглинок бурый моренный
Песок желтый пылеватый
Таблица 11 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Угол внутреннего трения j II град
Песок желтый гравелистый
Таблица 12 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Влажность на гран. пластичности wP %
Супесь зеленовато-бурая пластичная
Глина светло-бурая полутвердая
Таблица 13 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Таблица 14 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Песок зеленовато-бурый пылеватый насыщенный водой
Суглинок красно-бурый тугопластичный
Песок серо-бурый средней крупности
Таблица 15 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Песок зелено-бурый пылеватый средней плотности влажный
Песок желтый мелкий плотный насыщенный водой
Суглинок желто-бурый тугопластичный
Таблица 16 - Физико-механические характеристики грунтов для свайного фундамента по данным двух буровых скважин
Расчётные нагрузки на фундаменты
Проектные размеры здания
Расчетные нагрузки на фундамент.
Вагоноремонтный завод (подвал в осях А-В 6-11)
Административно-бытовой корпус (подвал в осях А-В 1-4)
Вычислительный центр (подвал в осях В-Е 1-11)
Склад готовой продукции(подвал в осях (А-Г; 7-9)
Трамвайное депо (подвал в осях А-В: 1-11)
Цех по производству СМС (А-В; 1-7)
Ремонтно-механические мастерские (А-Ж; 8-9)
Окрасочный цех с блоком АБК (А-Г; 4-10)
Индивидуальные задания и исходные данные к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов основания и фундаменты” (для студентов 4-5 курсов строительных специальностей ПГС ГСХ ТЭЗ Арх. и иностранных учащихся).
Составитель: Михаил Фёдорович Бронжаев.
Ответственный за выпуск: В.В. Бизюк.
Редактор: Н.З. Алябьев.
Подп. к печати 23.05.2000 г. Формат 60х84 116. Бумага печ. № 2.
Печать на ризографе. Усл.- печ. лист. 30. Тираж 50 экз. Зак. №
002 Харьков ул. Революции 12 ХГАГХ.
Сектор оперативной полиграфии ИВЦ ХГАГХ.

icon Курсовая ОИФ.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Кафедра механики грунтов
фундаментов и инженерной геологии
«МЕХАНИКА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»
(ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА И ЧЕРТЕЖИ)
Руководитель: Бронжаев М.Ф.
Архитектурно-планировочное задание.4
1. Данные о сооружении.4
2. Привязка на генплане.5
3. Конструктивное задание.6
Инженерно-геологические изыскания.8
1 Определение физико-механических характеристик грунтов
и составление сводной таблицы.9
2 Оценка инженерно геологических элементов (ИГЭ)11
Расчет фундамента на естественном основании.13
1. Исходные данные.13
2. Определение глубины заложения фундамента.14
2.1. Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта.14
2.2. Учет конструктивных особенностей здания.15
2.3. Оценка грунтовой толщи как естественного основания.16
3. Расчет размеров ширины подошвы фундамента.
на естественном основании.17
3.1. Исходные данные.17
3.2. Расчет условной ширины подошвы фундамента.17
3.3. Определение расчетного сопротивления грунта.18
3.4. Основная расчетная схема фундамента.19
3.5. Определение степени внецентренности приложения
нагрузки и рациональной формы подошвы фундамента.20
4. Расчет по I группе предельных состояний.22
5. Окончательное конструирование фундамента.23
6. Расчет по II группе предельных состояний.
Расчет по деформациям (расчет осадки фундамента).27
Расчет свайных фундаментов.33
1. Исходные данные.33
2. Расчёт требуемой длины свай.33
3. Определение расчетной нагрузки на одну сваю.35
4. Конструирование ростверка.37
5. Уточнение количества свай в ростверке.38
6. Определение фактической нагрузки на сваю.41
7. Определение величин условных ширины
и длины подошвы свайного фундамента.42
8. Проверка величин нормальных напряжений
по подошве условного свайного фундамента.44
8.1. Определение расчетного сопротивления грунта.44
8.2. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента44
9. Расчет осадки свайного фундамента.46
Подбор фундаментных балок (рандбалок).48
Целью курсового проекта по дисциплине «Основания и фундаменты» является ознакомление с принципами проектирования оснований и фундаментов и закрепление теоретических знаний. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и связана с решением практических вопросов – выполнением проектов фундаментов сооружений.
В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.
Вариант задания к РГЗ выбрано согласно МУ [1] по первой букве фамилии (М) и последней цифре номера зачетной книжки.
Целью проекта является разработка фундамента на естественном основании и свайного фундамента для административно-бытового корпуса.
Курсовой проект состоит из текстовой и графической частей. Текстовой частью является расчетно-пояснительная записка а графической - лист формата А-1.
Чертеж включает в себя:
фрагмент плана фундаментов на естественном основании (масштаб 1:200);
для сборных фундаментов приводят раскладку фундаментных плит и блоков монолитных участков (масштаб 1:50);
укрупнённые фрагменты планов отдельных фундаментов и их сечения (масштаб 1:50);
спецификации сборных элементов монолитных фундаментов на естественном основании; примечания к чертежу
совмещенный план свайного поля и ростверков (масштаб 1:200);
сечения свайного фундамента (масштаб 1:50);
спецификации сборных элементов монолитных ростверков; примечания к чертежу.
АРХИТЕКТУРНО ПЛАНИРОВОЧНОЕ ЗАДАНИЕ.
1. Данные о сооружении.
В настоящем РГЗ необходимо разработать фундамент административно-бытового корпуса (АБК). План здания схематически изображен на рис.1.
К административным помещениям относятся помещения управления конструкторских бюро информационно-технического назначения копировально-множительных служб вычислительной техники
АБК спроектирован высотой 30м по каркасной системе с использованием унифицированных типовых элементов. АБК размещен в отдельно стоящем здании. В АБК размещаются помещения санитарно-бытового и медицинского назначения общественного питания а также административные помещения.
Размеры в плане:36х59 м;
Высота подвала:24 м;
Шаг колонн: крайние – 55х60 м; остальные – 6х6 м.
Наружные стены – стеновые панели;
Внутренние стены – из красного кирпича толщиною 3 мм;
Междуэтажные перекрытия - круглопустотные железобетонные плиты;
Покрытие – чердачного типа – из железобетонных плит.
Рис.1 План подвала административно-бытового корпуса (АБК).
2. Привязка на генплане.
На практике привязка на генплане осуществляется к осям здания от какой либо точки либо стены существующего здания или сооружения.
В курсовом проекте привязка осуществляется на условной топографической подоснове к оси I-I которая проходит через середину здания по длине.
Привязку на генплане см. графическую часть.
Рис. 2. Схема привязки здания АБК на генплане.
3. Конструктивное задание.
Согласно исходным данным к расчету по табл.7 [1] приняты проектные нагрузки на верхний обрез фундамента:вертикальная N = 340 тс;
Рис.3. Расчетная схема фундамента на естественном основании.
Рис.4. Расчетная схема фундамента на свайном основании.
Рис.5. Внешние воздействия на фундамент.
- нагрузка от вышележащих элементов здания;2 - температура грунта;
- боковое давление грунта;4 - грунтовая влага;
- агрессивные химические вещества;6 - силы пучения грунта;
- вибрации;8 и 9 - температура и влажность воздуха помещения подвала;
-упругий отпор грунта.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ.
Этап инженерно-геологических изысканий начинаем с планирования мест расположения буровых скважин (или шурфов) в районе площадки строительства для получения достоверных данных о составе и свойствах грунтов залегающих в основании планируемого здания или сооружения.
Привязку к плану 4-х буровых разведочных скважин осуществляем расположив их по условному прямоугольнику вокруг здания отступив от углов по 15 м в каждом направлении.
Далее необходимо определить интерполяционным методом по горизонталям топографической карты задания [1] абсолютные отметки устьев разведочных скважин № 1-4 и показать их на плане. Также следует рассчитать длину (Lзд) ширину (Взд) здания и расстояния между отдельными геологическими скважинами по формулам L = 59 + 215м = 62 м
В = 36 + 215м = 39 м.
Согласно привязке инженерно-разведочных скважин были пробурены шурфы и взяты пробы грунта на анализ.
ИГЭ-1 : почвенно-растительный слой. Мощность – 05 м.
ИГЭ-2 : песок мелкий желтовато-серый маловлажный. Мощность – 90 м.
ИГЭ-3 : суглинок бурый карбонатный твердый. Мощность – 50 м.
ИГЭ-4 : Глина бурая с прожилками карбонатов тугопластичная.
Граница слоя ИГЭ-4 бурением до глубины 15 м не вскрыта;
Уровень подземных вод бурением до глубины 15 м не установлен.
Данные инженерной геологии см. лист 3 графической части.
1.Определение физико-механических характеристик грунтов и составление сводной таблицы.
Сводную таблицу литологического состава и физико-механических характеристик грунтов составляем на основании физических характеристик принятых по исходным данным проектного задания [1] и расчетным а также механических характеристик определяемых по таблицам нормативной литературы [3-6].
Физические характеристики определяемые опытным путем
Влажность грунтов w % или в д.е.
Удельный вес грунта g кНм3.
Удельный вес частиц gs кНм3.
Влажность на границе раскатывания wр %.
Влажность на границе текучести wL %.
Физические характеристики определяемые расчетом
Удельный вес сухого грунта gd = кНм3.
Коэффициент пористости е = .
Пористость n = (1 - ) 100% %.
Удельный вес грунта взвешенного в воде gsb = кНм3 .
Число пластичности Ip = wL – wP % .
Показатель текучести IL = .
Степень влажности Sr =
где значения влажности (w) подставляются в долях единицы; gw - удельный вес воды равный 10 кНм3.
Таблица 1 - Физико-механические характеристики грунтов для фундаментов на естественном основании
Влажность на границе
Влажность на границе
Показатель текучести
Удельный вес грунта
Удельный вес сухого
Угол внутреннего трения
в естествен. состоянии
сопротивление R0 кПа
Почвенно-растительный слой
К использованию в качестве естественного основания не рекомендуется
желтовато-серый маловлажный
Глина бурая с прожилками карбонатов
Пример расчета для ИГЭ-2.1.Удельный вес сухого грунта gd = =
Коэффициент пористости е = =;Пористость n = (1 - )100=(1-(154326))*100=4065
Удельный вес грунта взвешенного в воде gsb = ;
Примечание: 1. Данные таблицы 2 заполнены в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование из табл. 3 - 5;
Примечание: 2. Механические характеристики грунтов приняты по соответствующим таблицам СНиП 2.02.01-83. Основания и фундаменты.
2 Оценка инженерно геологических элементов (ИГЭ)
По расчетным показателям определенных в разделе 2.2 произведем классификацию грунтов по плотности степени влажности числу пластичности показателю текучести и сжимаемости в соответствии с таблицами
В процессе расчета физических характеристик грунтов должна быть выполнена их классификация в соответствии с требованиями
таблиц приведенных ниже в том числе:
пылевато-глинистых грунтов по виду согласно табл. 2;
песчаных грунтов по водосодержанию – табл. 3;
пылевато-глинистых грунтов по консистенции – табл. 4;
песчаных грунтов по плотности сложения - табл. 5.
Таблица 2. - Классификация пылевато-глинистых грунтов по виду
Таблица 3. - Классификация песчаных грунтов по водосодержанию
Таблица 4. Классификация пылевато-глинистых грунтов по консистенции
Таблица 5 - Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
По результатам оценки составляем таблицу классификации грунтов.
Таблица 6. Классификация грунтов
Наименование инженерно геологического элемента
по степени влажности
по числу пластичности
Механические характеристики
Определение механических характеристик сn jn Е (нормативное значение) грунтов осуществляем в соответствии с требованиями таблиц [2]
удельное сцепление сn кПа 2 18-**)
угол внутреннего трения jn град 32 19-
модуль деформации Е Мпа 28 1521
сопротивление грунтов Rо кПа 300 207* 500
*) - значение получено путем интерполяции табличных данных
**) – в таблице нет данных.
Данные механических характеристик грунтов заносятся в таблицу 1.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ.
)Район строительства – г.Харьков;
Наружные стены - бетонные блоки;
Внутренние стены – из красного кирпича толщиною 380 мм;
)Нагрузки: вертикальная – 340 тс момент – 12 тсм
)Грунтовые условия – см. табл.1.
2. Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения подошвы фундаментов зависит от ряда факторов:
конструктивных особенностей возводимого сооружения (наличия подвала унифицированных особенностей сборных элементов фундаментов модульности частей монолитных фундаментов и др.) dк;
инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтового основания);
минимальной величины глубины заложения фундаментов dm
гидрогеологических условий площадки строительства;
глубины сезонного промерзания грунтов df .
Поскольку проектируемое здание с подвалом то минимальная глубина заложения фундамента АБК – 2.4 м.
Согласно табл. 1 удовлетворительным основание для фундамента является слой №2 песок мелкийжелтовато-серый маловлажный верхняя часть которого находится на глубине 05м мощность данного слой 90м.
2.1. Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта
Подошва фундамента должна располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунтов с учетом теплового режима здания.
Расчетную глубину сезонного промерзания грунта определить либо по формулам либо по данным карты изогипс.
Нормативная глубина промерзания грунтов определяется по карте СНиП 2.01.01-82. Для заданного пункта строительства Нпромерзания=100м.
2.2. Учет конструктивных особенностей здания
На данном этапе проектирования осуществляем предварительное конструирование фундаментов в вертикальном разрезе.
В курсовом проекте принята каркасная схема АБК с основным шагом колонн 6х6м. Колонны размером 400х400 приняты по серии 1020-1 (выпуск 2-12) «Колонны из бетона класса В30 для зданий с высотой этажа 3.3м»
Марка колонны 3 КНО(Д) 33(30)-23853(4).
Ориентировочное конструирование можно выполнить в соответствии с рис. 6.
Рис.6. Предварительное конструирование столбчатого монолитного фундамента под сборную железобетонную колонну. Вариант – с подвалом
Согласно вертикальной планировке наибольшая отметка в углах здания 16020. В остальных углах уровень рельефа ниже. Минимальная отметка 15980.
Для определения глубины фундамента берется наибольшая отметка планировки 16020. При этом уровень пола (пол здания) будет иметь отметку 16035 (обычно берется на 150мм выше планировочной отметки).
Высота фундамента hф для расчета принята 1500 мм.
Таким образом глубина заложения фундамента dкон :
dкон. = +150-800-2400-150-1500 = -4700 мм.
На отм.16020 глубина заложения будет составлять 47 м.
За «ноль» принят пол здания с отм.16035.
Толщина всей конструкции нулевого цикла 4850 мм.
Отметка подошвы фундамента Нф=16035-4850 = 15550 м.
2.3. Оценка грунтовой толщи как естественного основания.
Оценку строительных свойств грунтового основания проектируемых фундаментов производим по данным взятым из построенного геологического разреза (см.чертеж) и сводной табл. 1 физико-механических характеристик грунтов. ИГЭ-1 в расчет не берется т.к. плодородный слой при строительстве подлежит рекультивации.
Согласно табл.1;6 по своим строительным свойствам ИГЭ-2 (Песок мелкий
желтовато-серый маловлажный) является хорошим основанием для фундаментов и свай.
Положение подошвы проектируемого фундамента относительно напластования грунтов на площадке строительства показан на рис.8
Рис.8. К установлению несущего слоя грунтового основания проектируемого фундамента.
3. Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном основании.
3.1. Исходные данные
3.2. Расчет условной ширины подошвы фундамента.
Условную ширину подошвы отдельного (столбчатого) фундамента рассчитываем по формуле:
где gmt – усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях равное 20 кНм3; Ro =300 кПа=300 кНм2– условное расчетное сопротивление грунта расположенного непосредственно под подошвой фундамента (из сводной табл. 1 физико-механических характеристик грунтов) берется для первого приближения.
d – глубина заложения фундамента м
3.3. Определение расчетного сопротивления грунта
Расчетное сопротивление R для слоя грунта расположенного под подошвой рассчитываемого фундамента определяем по формуле
где и - коэффициенты условий работы принимаемые по табл.3 СНиП 2.02.01.-83. Для определения коэффициентов потребуется вычислить отношение длины здания к высоте - LН.
LН = 5915 = 39. По таблице принимается колонка для LН≥4
- коэффициент принятый 11;
Мg Мq Mc - коэффициенты принимаемые по табл. 4;
φ=32º Мg=134Мq=634Mc=855
kz - коэффициент принимаемый равным:
при b 10 м - kz=1 при b ³ 10 м - kz=z0 b+02 (здесь z0=8 м);
b - ширина подошвы фундамента м; Ставим b0 из предварительного расч.
gII - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3 (тсм3);
gII - то же залегающих выше подошвы;
gII и gII =179 кНм3.
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа (тсм2); сII = 2 кПа.
d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле
hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
hcf - толщина конструкции пола подвала м;
gcf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала
db - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала м (для сооружений с подвалом шириной B 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м при ширине подвала B > 20 м - db = 0).
3.4. Основная расчетная схема фундамента.
После определения условной ширины подошвы фундамента следует составить основную расчетную схему выполнив расчет усилий приложенных к точке пересечения вертикальной оси симметрии и плоскости подошвы фундамента - N М Т.
Рис.9. Окончательная расчетная схема фундамента на естественном основании.
(Gф + Gгр) = А · dф · gmt
для столбчатого фундамента А = bo2 (м2);
Вес столбчатого фундамента: плита Афх06Аф= b02
Стакан 09х09х (1500-03)
Gф=24*16.18*06+24*(09*09*(15-06)) =233+175=2505 кН.
Вес грунта на обрезах фундаментаGгр = (402*402-09*09)*12*18= 332 кН
N=333426+2505+332=391676 кН
М = МII ± ТII·dф = 12+0*4700= 12 тсм= 11768 кНм
3.5. Определение степени внецентренности приложения нагрузки и рациональной формы подошвы фундамента.
Для определения степени внецентренности загрузки фундамента требуется рассчитать эксцентриситет приложенной нагрузки по формуле
При: е 0033× b0 – фундамент считать внецентренно нагруженным;
е 0033× b0 – центрально нагруженным.
Фундамент является центрально нагруженным.
Для центрально нагруженного отдельного фундамента принята квадратная в плане форма подошвы.
Расчет ширины подошвы фундаментов выполняем по формулам
где R – расчетное сопротивление грунта расположенного под подошвой фундамента определённое по формуле (1); – численный коэффициент представляющий отношение сторон фундаментной плиты lb и принимаемый для центрально нагруженного фундамента равным 1 а для внецентренно нагруженного в диапазоне 12 14.
Полученное значение b нельзя считать достаточно точным так как расчетное сопротивление R определено с использованием величины условной ширины подошвы фундамента b0. В то же время точное значение расчетного сопротивления R также необходимо для последующего выполнения обязательных проверок. Дальнейшее уточнение значений b и R осуществляем методом последовательных приближений.
Расчет цепочки взаимных уточнений bi и Ri производится до тех пор пока два последних значения bi не станут отличаться друг от друга на величину меньшую или равную 01 м т.е.
Проверка.В первом приближении 18-402=222 01 м. Условие не соблюдено.
Приближение 2 b=1.8м
N = NII + Gф + Gгр =333426 +64176+3937=343780 кН;
Gф=24*324*06+24*(09*09*(15-06)) =46656+1752=64176 кН;
Gгр = (18*18-09*09)*09*18= 3937 кН;
М = 12 тсм=11748 кН·м;
Проверка. 186-18=006 01 м. Условие соблюдено.
4. Расчет по I группе предельных состояний.
Проверка напряжений под подошвой фундамента.
Условия проверки напряжений под подошвой фундамента зависят от степени внецентренности загружения фундамента.
Рис.10. К проверке напряжений под подошвой центрально нагруженного фундамента.
Требуется выполнение неравенства:
где pср - среднее давление по подошве фундамента определяемое по формуле
где А – площадь подошвы фундамента или расчетный участок м2 определяемый для фундамента: с квадратной подошвой как А = b2.
Условие 10610≤10498 не соблюдено.
Фундамент перегружен. Необходимо увеличить площадь - увеличить ширину фундамента b до ближайшей кратной величины.
Приближение 3 b=21 м Аф=441 м2.
Расчет выполняется для окончательной конструкции приведенной на рис.11.
Рис.11. Расчетные габариты столбчатого монолитного фундамента.
N = NII + Gф + Gгр =333426+9136+5055=347617 кН;
Gф=24*(21*21)*06+24*(15*15)*03+24*(09*09*06)) =
=6350+162+1166 =9136 кН;
Gгр = 18*[(21*21-15*15)*09]+18*[(15*15-09*09)*06]=
Проверка по несущей способностиpср R
Условие pср R (78825≤105985) соблюдено.
Имеется недозагрузка фундамента порядка 25% однако учитывая что стены подвала и наружные стены нулевого цикла будут набираться из блоков которые опираются на фундаментную балку то следует ожидать что дисбаланс сил уменьшится.
Расчет по несущей способности выполнен.
5. Окончательное конструирование фундамента.
При окончательном конструировании отдельного монолитного железобетонного фундамента под сборную жб колонну должна быть соблюдена модульность размеров фундамента и анализ существующих типовых серий фундаментов.
Высота ступеней плитной части 06 и 03 м. Зазоры между гранями колонны и стакана приняты по верху 75 мм и по низу 50мм между низом колонны и дном стакана 50 мм. Последний зазор служит для компенсации подливкой бетона возможной неточности размера высоты колонны и установки верха всех колонн на проектную отметку. Стакан после установки колонны заливают бетоном на мелком щебне (гравии). Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм.
Под подошву фундамента на выровненной поверхности основания устраивают
бетонную подготовку толщиной 100 мм.
Рис.12. Монолитный жб столбчатый фундамент:
-плитная часть(ступенчатая); 2-подошвенная плита;
-подколонник стаканного типа;
-подошва фундамента;
Подколонники рядового и краевого фундамента приняты 900х900 мм.
Глубина стакана под колонну 600 мм.
Блоки бетонные для стен подвалов выбираются по ГОСТ 13579-68.
Принято ФБС 24.5.6 -С ГОСТ 13579-78.
Рис.13. Блоки фундаментные ФБС шириной 400 500 и 600 мм.
Фундаментные балки выбираются по: Серия 1.015.1-1.95. Балки фундаментные железобетонные для наружных и внутренних стен зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
. Фундаментные балки применяют для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен на столбчатые фундаменты. Фундаментные балки серии 1.415-1 разработаны под стены:
- кирпичные самонесущие толщиной в 1 15 и 2 кирпича;
- крупноблочные самонесущие толщиной 400 и 500 мм;
- панельные навесные толщиной 160 200240 и 300 мм;
- панельные самонесущие толщиной 200 240 и 300 мм.
Для зданий с пониженной отметкой верха подколонника фундаментные балки могут быть уложены либо непосредственно на верхние обрезы фундаментов выведенных до отметки низа балок либо на набетонки выведенные до тех же отметок. Длина балок в этом случае равна 595 м.
Фундаментные балки рассчитаны на нагрузку от веса кирпичных и блочных стен высотой до 15 м с удельным весом материала стен γ = 18 кНм3 блочных стен высотой до 22 м и самонесущих панельных стен высотой до 24 м с удельным весом материала стен γ= 12 кНм3.
Рис.14. Опирание фундаментных балок при шаге колонн 6 м: а)-при отметке обреза фундамента -0.150 м и выполнении работ «нулевого цикла» до монтажа колонн;
б)-при опирании балок выпусками арматуры на обрезы фундаментов (только для панельных стен);
в)-при глубоком заложении фундаментов;
-фундаментная балка; 2-бетонный столбик; 3-колонна; 4-фундамент; 5-заделка бетоном; 6-цементный раствор
толщиной 30 мм; 7-пол цеха; 8-выпуски арматуры.
Рис. 15. К конструированию отдельного монолитного железобетонного фундамента под сборную железобетонную колонну.
Обозначения отдельных элементов фундамента приведенные на рис.15 следующие:
hn – высота подколонника;
hф – высота фундамента.
Требования кратности размеров при их окончательном назначении:
; (при отсутствии специального армирования ступеней фундамента).
t =02· bк или 02·lк но не менее 150 мм.
Рис. 16. Чертеж монолитного столбчатого фундамента.
Расчет по деформациям (расчет осадки фундамента).
Расчет оснований по деформациям сводится к определению расчетных величин стабилизированных осадок и сравнению их с предельными заданными для данного типа сооружений. При этом в курсовом проекте необходимо добиваться выполнения следующего условия:
Smaxu-предельно допустимое значение абсолютной осадки фундамента определяемой по табл. 19 [2].При не соблюдении этого условия необходимо увеличивать размеры фундаментов (ширину глубину заложения) или перейти на другой тип и добиться выполнения необходимых условий.
В курсовом проекте в учебных целях осадка должна быть рассчитана двумя методами: методом послойного суммирования.
Расчет осадки фундамента проводим в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 методом послойного суммирования. Результаты расчета представляются в табличной форме.
Толщина элементарного слоя h=02·b или h=04·b. Принято h= 04 м.
Расчет ведется в табличной форме.
Zi – расстояние от подошвы фундамента до нижней границы каждого элементарного слоя грунта м.
Дополнительное давление по подошве каждого элементарного слоя:
Коэффициент ai определяем согласно данным табл. по табл.17 [2]
Дополнительное давление непосредственно под подошвой фундамента
Определяется один раз и дальше используется в расчетах.
где pср – величина среднего давления под подошвой фундамента 78825 кНм2
- напряжение от собственного веса грунта под подошвой фундамента
Напряжение от собственного веса грунта для каждого следующего элементарного слоя:
Нижний предел до которого выполняется расчёт называется нижней границей сжимаемой толщи. Нижняя граница сжимаемой толщи может быть определена любым из двух способов: первым – аналитическим т.е. при приблизительном выполнении равенства при Е5 МПа либо графическим.
Среднее значение напряжения для каждого элементарного слоя
Осадка элементарного слоя
где = 08 -безразмерный коэффициент;
Е – модуль деформации грунта рассматриваемого элементарного слоя кПа
Мпа = 1000 кПа = 1000 кНм2.
Общая осадка основания равная осадке фундамента
где n – количество элементарных слоев грунта задействованных в расчёте осадки фундамента.
При расчете осадки фундамента следует выполнять проверки по абсолютным и относительным деформациям.
Проверка по абсолютным деформациям состоит в выполнении условия
где Smax и Smax u – максимальные величины осадки фундамента - расчётная и предельная допустимая определяемая в зависимости от типа и конструктивных особенностей здания по табл. 19 [2]
Для справки1Мпа = 1000 кПа;1кПа = 1кНм2.
Z=0;0 =0; α =1; кНм2;
szp = p-szg0 = 78825- 8413 = 70412 кНм2;
Интерполяция α = 0965;
Интерполяция α = 0818
Аналогичным образом считаются остальные слои.
Расчет выполняется в виде таблицы EXcell.
При расчетах следует быть внимательным при переходе на другой ИГЭ и использовать правильные значения γII и Е.
По ходу расчета необходимо определить нижний предел сжимаемой толщи по условию . На этом расчёт прекращается.
Таблица 7.Расчет осадки столбчатого фундамента
Общая осадка основания
Общая осадка основания равная осадке фундамента составляет 427 см.
Согласно СНиП 2.02.01-83 максимальная осадка для каркасных зданий составляет 8 см.
Условие Smax Smax u (427≤8) соблюдено.
Поскольку неравномерные осадки сооружения могут вызвать появление в нем недопустимых деформаций или нарушить нормальные условия эксплуатации приходится ограничивать величины неравномерности осадок. Это ограничение сводится к проверке условия
где Sma – предельно допустимая относительная неравномерность осадок фундаментов определяемая по табл. СНиП 2.02.01. – 83.
Расчет основания по условию (ΔsL) ≤ (ΔsL)U является главным.
Однако чтобы убедиться в соблюдении этого условия необходимо определить осадку каждого фундамента сооружения с учетом влияния загрузки соседних фундаментов и площадей а также с учетом возможных причин развития неравномерных осадок фундаментов. Как правило загрузка крайних колон меньше чем средних.
Например нагрузка на колонны крайнего ряда и среднего ряда могут быть различные;
Различные грунтовые условия под смежными колоннами могут вызвать различную осадку оснований;
Наличие различных инженерных сооружений вблизи здания (подпорные стены фундаменты других зданий подпорные стены) могут приводить к изменению осадки основания.
В настоящей курсовой работе принята одинаковая нагрузка на все колонны.
≤0002=0002 СНиП 2.02.01. – 83.
РАСЧЁТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. ([4])
Основным нормативным документом является СНиП 2.02.03.-85. Свайные фундаменты.
Исходные данные для расчета свайных фундаментов приняты аналогично предыдущему заданию. Грунтовые условия соответствуют табл.1. настоящего курсового проекта.
2.Расчёт требуемой длины свай.
Требуемая длина свай зависит от физико-механических свойств грунтов конструктивных особенностей проектируемого здания величины и характера приложенных нагрузок климатических условий строительства и др.
Глубина заложения фундамента в данном случае зависит от глубины промерзания грунта и конструктивных особенностей здания.
Глубина заложения принята из конструктивных соображений -4400 мм.
Глубина погружения сваи принята – не менее 1 м.
Глубину замоноличивания сваи в ростверке (lзад) по конструктивным соображениям из условия «жесткой» заделки принимаем не менее стороны сечения сваи или ее диаметра.
Согласно таблице 1 несущим слоем для свай могут послужить слой №2 Песок мелкий желтовато-серый маловлажный (ρd=179 кНм3 и Е=28МПа) слой №3 Суглинок бурый карбонатный твердый (ρd=177кНм3 и Е=15МПа) и слой №4
Глина бурая с прожилками карбонатов тугопластичная (ρd=20кНм3 и Е=21МПа) Так как слой №2 был использован в качестве основания для фундамента мелкого заложения выберем слой №4.
Минимальная требуемая длина сваи составит
=300+10200+1500=12000 мм
где l0 – сумма мощностей слоев грунта прорезаемых сваями.
Окончательно длину забивных свай их марку вес 1 погонного метра устанавливаем с учетом существующих спецификаций по ГОСТ 19804-91.
По серии 1.011.1-10 выбираем сваи марки С 120.40-10Б.
Сваи цельные забивные железобетонные. ГОСТ 19804-91 Серия 1.011.1-10. Железобетонная свая цельного сплошного квадратного сечения 40х40 с ненапрягаемой арматурой из бетона класса по прочности на сжатие В25 марки по морозостойкости F50 марки по водонепроницаемости W6. Предназначена для применения во всех климатических районах для устройства свайных фундаментов зданий и сооружений.
Размеры: сечение свай 400х400 мм длина 12 м.
L = 12000 мм;V = 1920м3; М = 48 т; mостр = 008 т;
m = 0.4 тм.пог. = 3922 кНм.пог.
Рис. 17. Схема к расчету сваи.
3. Определение расчетной нагрузки на одну сваю.
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
где Fd – несущая способность одиночной сваи;
Коэффициент надежности gk принимается равным 14.(несущая способность сваи определена расчетом в том числе по результатам динамических испытаний свай выполненных без учета упругих деформаций грунта).
Несущую способность Fd кН- (тc) висячей забивной сваи и сваи-оболочки погружаемой без выемки грунта работающих на сжимающую нагрузку следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле
Fd=gc(gcRRA+ugcffihi)
где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
gcR gcf - коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3[4]. Принято 1.
R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа (тсм2) принимаемое по табл. 1[4];
Глубина погружения нижнего конца сваи – 47-04+12 = 163 м.
Путём интерполяции определяем R= 3748 кПа (кНм2).
А - площадь опирания на грунт сваи м2 принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или по площади сваи-оболочки нетто;
u - наружный периметр поперечного сечения сваи м; u=16 м.
hi - длины расчетных участков определяем на основании геологического строения района строительства и положения свай в грунте по схеме рис. 17
Максимальное значение для расчетной длины hi рекомендуется принять 2 м.
Расчетное сопротивление трению грунта по боковой поверхности сваи fi кНм2 определяется по таблице 2[4] и зависит от типа грунта который прорезает свая и средней глубины слоя от природного рельефа zi. Расчет сведен в таблицу 7.
Таблица 7. Расчет сопротивление трению грунта по боковой поверхности сваи
Песок мелкий желтовато-серый маловлажный
Суглинок бурый карбонатный твердый
Глина бурая с прожилками карбонатов тугопластичная
Рассчитываем несущую способность сваи:
Fd=1×(1×3748×0.16+1.6×1×56323)=1·(59968+90117)=150085 кН;
Расчетная нагрузка на 1 сваю:Р= Fdγк
где γк – коэффициент надежности принимаем равным 14.
Количество свай в ростверке (предварительно) определяем по формуле
4.Конструирование ростверка
Конструирование ростверков осуществляется в плане и в вертикальном сечении.
) минимальное расстояние а от края ростверка до наружного края ближайшей сваи не должно превышать величины:
при одно- и двухрядном расположении свай – 02·bсв+5 см=02*40+5=13 см
) расстояние между соседними сваями: (3 6)bсв=3*400=1200 Принято 1200;
При конструировании ростверка в вертикальной плоскости необходимо соблюдение следующих требований к параметрам согласно рис. 18.
hбет – минимум 250 мм; Принято 350 мм.
hр – минимум 1500 мм и далее кратно 300 мм. Принято 1500 мм;
Рис. 18. Конструктивные параметры ростверка
Рис. 19. Конструирование ростверка
5.Уточнение количества свай в ростверке.
Требуемое количество свай n определим по формуле
где NII МII ТII – проектные нагрузки по заданию приложение которых показано на расчётной схеме свайного фундамента согласно рис. 20;
Qгр – вес грунта на ступенях ростверка;
Qр – собственный вес ростверка;
Qсв – суммарный вес свай в ростверке
(Qр + Qгр)=γmt·bp·lp·d
Qсв=Q1п.м·n(l0+lпогр)
где Q1п.м – вес одного погонного метра сваи.
γmt – осредненная плотность бетона и грунта =18 кНм3
Данные по свае С 120.40-10:
L = 12000 мм;V = 1920м3; М = 48 т;
Рис. 20. Расчетная схема свайного фундамента
Конструктивно глубина заложения фундамента составляет -4700 м от уровня земли. На обрез фундамента приходится нагрузка не от всей грунтовой толщи поскольку над фундаментом расположен подвал здания а суммарная нагрузка на обрез фундамента включает в том числе и нагрузку от конструкции подвала.
По этому в расчете принята осредненная глубина заложения фундамента -25 м.
Qр + Qгр = 18·2·2·25 = 180 кН;
Qсв = 3922·4·(12-04) = 18198 кН.
По результатам расчёта в ростверке принято 4 сваи.
Следует отметить что для оптимизации строительных работ и материальных затрат необходимо рассматривать несколько конструкций ростверков для выбора оптимального варианта. Один из вариантов конструкции ростверка представлен на рис.21 где используется 6 свай С-120-35-8Б.
Рис.21. Вариант конструкции свайного фундамента
6.Определение фактической нагрузки на сваю.
Для свай в ростверке производится расчет наиболее и наименее нагруженных свай. Для них производится дальнейший расчет величин фактических нагрузок:
– сумма квадратов расстояний от каждой сваи в «кусте» до главной оси.
Для наиболее нагруженной сваи должно выполняться неравенство
а для наименее нагруженной сваи .
Для свай 1 и 2 (верхняя пара):
Мх = МII·yi = 11768·(122) = 7061 кНм2.
Условие выполняется (84598 ≥0)
Рис. 21. Схема к расчету фактических нагрузок.
Для свай 3 и 4 (нижняя пара):
Условие выполняется(104174 ≤ 1072)
7.Определение величин условных ширины Вусл и длины Lусл подошвы свайного фундамента
Расчет фундамента из висячих свай и его основания по деформациям следует производить как для условного фундамента на естественном основании.
Для определения величины условной ширины подошвы свайного фундамента Вусл рассмотрим фундамент в сечении 1-1 а для определения условной длины Lусл в сечении 2-2 согласно рис. 24.
Рис. 22.Принципиальная схема к расчету условной ширины (длины) подошвы свайного фундамента.
Угол a рассчитываем по формуле α = 025 φср
где φср – средневзвешенное значение угла внутреннего трения всех слоев грунта прорезаемых сваями от подошвы ростверка до плоскости условной подошвы свайного фундамента и определяем по формуле
где n – количество слоев грунта между подошвой ростверка и плоскостью условной подошвы свайного фундамента.
Для ИГЭ 2φII 2 ·h2 = 32·48 = 1536;
Для ИГЭ 3φII 3 ·h3 = 19·5 = 95;
Для ИГЭ 4φII 4 ·h4 = 18·18 = 324
α = 025 φср=025·2422= 6055º
Затем проводим наклонные плоскости под углом α от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости проходящей через нижние концы свай.
Ширину и длину условной подошвы определяем по формуле
= 1·12+04+2·123= 406 40 м
где т – количество рядов свай в сечении 1-1 (2-2) согласно рис. 22 уменьшенное на 1. Величину е рассчитываем по формуле .
Таким образом условная длина (ширина) свайного фундамента 40 м.
Рис.23.Расчёт условной ширины свайного фундамента.
8.Проверка величин нормальных напряжений по подошве условного свайного фундамента.
8.1.Определение расчетного сопротивления грунта.
Расчетное сопротивление R грунта основания условного свайного фундамента определяем по формуле
где γс1 =13 ;γс2 =11;- коэффициент принятый 11;
φ=24.22º Мg=0.73Мq=3.92Mc=6.50
– усредненное значение удельного веса грунта расположенного выше подошвы условного свайного фундамента;
Н – глубина заложения подошвы условного свайного фундамента c учетом подвала здания H=11.6+1.5=13.1
8.2.Проверка напряжений под подошвой условного свайного фундамента
Определив площадь условного фундамента и глубину его заложения определяют интенсивность давления по его подошве и сравнивают ее с расчетным сопротивлением грунта установленным на этой глубине аналогично фундаментам мелкого заложения.
Проверка величин нормальных напряжений под подошвой условного свайного фундамента состоит в выполнении неравенстваp R
где р – среднее давление под подошвой определяемое по формуле
– собственный вес всего массива грунта оказывающего давление на площади
Площадь подошвы условного свайного фундамента ;
Условие p R выполняется (231 кНм2 ≤ 1176 кНм2)
Рис. 24.Схема к расчету среднего давления под подошвой условного свайного фундамента.
9.Расчет осадки свайного фундамента.
Расчет осадки свайного фундамента производим как для условного фундамента на естественном основании в п.
Под подошвой фундамента
szp = p-szg0 = 231 - 8413 = 14687;
Интерполяция α = 0994
Интерполяция α = 096
Расчёт сведен в таблицу 8.
Таблица 8. Расчёт осадки свайного фундамента.
Общая осадка основания равная осадке фундамента составляет 153 см.
Согласно СНиП 2.02.01-83 максимальная осадка для каркасных зданий составляет 8 см. Условие Smax Smax u (153 ≤ 8) соблюдено.
Неравномерность осадок определяется по условию
Таким образом 0≤0002.=0002 СНиП 2.02.01. – 83.
ПОДБОР ФУНДАМЕНТНЫХ БАЛОК (РАНДБАЛОК).
Подбор фундаментных балок осуществляем на основе: объемно-планировочных решений здания; принятых конструкционных форм фундамента; конструктивных требований к размещению фундаментных балок в плане и сечении; существующего сортамента сборных железобетонных фундаментных балок.
Фундаментные балки промышленных и гражданских зданий располагаются в плане под ограждающей конструкцией и опираются на «приливы» в соответствии с рис. 25.
Рис.25. Конструирование расположения фундаментных балок в плане и в вертикальном сечении.
Рандбалки подбираются для 2-х видов фундаментов – на естественном основании и для свайного фундамента поскольку конструкции фундаментво имеют некоторые отличия. Рандбалки выбираются по типовой серии жбк.
Для фундамента на естественном основании:
)учитывая что а = 20 мм определяем требуемую высоту прилива
hпр =600-300-20 = 280 мм.
)максимальную допустимую длину фундаментной балки рассчитываем по формуле = 6000-900-40 = 5060 мм.
где с – минимальный просвет между торцом балки и подколонником равный 20 мм;
)по сортаменту фундаментных балок осуществляем подбор наиболее близкой балки по длине к рассчитанному по формуле.
Принята фундаментная балка длиной 5050 мм. При этом. зазоры до подколонника составят 6000-5050-900 = 50 мм.
) Ширину прилива bпр. рассчитываем по формуле
где bоп назначаем из условия bоп120 мм. Окончательный размер bпр принимаем кратным 150 мм.
Из соображений конструктивности и надежности принимаем ширину прилива под балку 300 мм (ширина ступени фундамента).
Для свайного фундамента:
)hпр =750-300-20 = 430 мм.
) Принята фундаментная балка длиной 5050 мм. При этом. зазоры до подколонника составят 6000-5050-900 = 50 мм.
) Ширина прилива принята 300 мм.
Планы разрезы фундаментов см. графическую часть проекта.
В данной курсовой работе мы запроектировали фундаменты жилого здания на основе существующих методов расчета оснований по предельным состояниям с учетом их инженерно-геологических условий площадок строительства и конструктивных особенностей здания.
Фундамент мелкого заложения
Глубина заложения фундамента равна .
Размеры подошвы фундамента b=2100 мм h=600 мм.
Провели проверку давлений по подошве фундамента.
Провели расчет основания фундамента по деформациям.
Определили осадку фундамента .
Провели расчет основания фундамента по несущей способности.
Провели выбор свай С 120-40-8Б.
Определили количество свай n=4 и разместили их в 2 ряда.
Размеры ростверка bр=2000 мм h=750 мм.
Определили основные нагрузки действующие на фундамент.
Определили интенсивность давления по его подошве и сравнили ее с расчетным сопротивлением грунта
Провели расчет основания фундамента по деформациям. Определили осадку фундамента .
На основании расчетов двух вариантов фундаментов: фундамента мелкого заложения и свайного фундамента можно сделать вывод - приемлемым и наиболее экономичным является применение рассчитанного в КР фундамента на естественном основании.
)Размеры фундаментов практически одинаковые.
)Осадка фундаментов удовлетворяет условиям СНиП.
)Себестоимость свайного фундамента и стоимость работ выше.
Задание к выполнению расчетно-графического задания по курсу “Основания фундаменты и механика грунтов” (для студентов заочного обучения 4 курса специальности ГСХ)Сост. Бронжаев М.Ф. Мишурова Т.В. – Харьков: ХНАГХ 2009. – 17 с.
Бронжаев М.Ф. Мишурова Т.В. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов основания и фундаменты» для студентов спец. ГСХ ТЭЗ. Харьков: ХНАГХ 2005. (№319)
СНиП 2.02.01.-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1985. – 40 с.
СНиП 2.02.03.-85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 48 с.
СНиП 2.01.01.-82. Строительная климатология и геофизика Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1983. – 137 с.
Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01 – 83) НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат 1986. – 415
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчета): Учеб. пособ. для вузов.- 3-е изд. перераб. и доп.-М.:Стройиздат 1990.-304 с.: ил.
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии).- 2-е изд. перераб. и доп.-Л.: Стройиздат Ленингр. отд.-ние 1988.-415 с.:ил.
Берлинов М. В. Ягупов Б. А. Примеры расчета оснований и фундаментов: Учеб. для техникумов. - М.: Стройиздат 1986.-173 С.: ил.
План подвала АБК на отм. -2400
Привязка здания и инженерно-разведочных скважин на генплане.
Геологический разрез.
Расположение фундамента на естественном основании на геологическом разрезе.
Расчет осадки фундамента на естественном основании.
Расположение свайного фундамента на геологическом разрезе.
Рабочий чертеж фундамента на естественном основании.
Рабочий чертеж свайного фундамента.

icon ОИФ план.dwg

ОИФ план.dwg
План подвала на отм. -2
Абсолютная отм. устья
γII2 =17.9 кНм3 Е2 = 28 МПа
γII 3 =17.7 кНм3 Е3 = 15 МПа
γII 4 =20.0 кНм3 Е4 = 21 МПа
Расчет осадки фундамента
Кафедра механики грунтов
фундаментов и инженерной
РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ПО КУРСУ
ФУНДАМЕНТЫ И МЕХАНИКА ГРУНТОВ»
План подвала АБК на отм. -2
горизонтальной привязки
и инженерно-разведочных скважин на генплане.
Геологический разрез.
Геологический разрез
с прожилками карбонатов
Граница слоя ИГЭ-4 бурением до глубины 15 м не вскрыта.
Уровень подземных вод бурением до глубины 15 м не установлен.
места отбора образцов
грунта для лабораторных
исследований и глубины
Расположение фундамента
РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
И МЕХАНИКА ГРУНТОВ»
на геологическом разрезе
на естественном основании
Расположение свайного фундамента
План фундаментов (1:200)
Фундаменты на естественном основании.
Спецификация элементов фундамента
Ростверки монолитные
Сборные элементы фундаментов
План свайного ростверка (1:40)
Фундаменты на естественном основании
План монолитного столбчатого фундамента (1:40)
Сборные бетонные блоки
Раскладка фундаментных блоков.Развертка по оси Ж(1:200)
Монолитные столбчатые фундаменты
Столбики под фундаментные балки (1:50)
Фундамент на естественном основании

icon Методичка_по_фундаментам_для_ГСХ_10.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсового проекта по курсу
“МЕХАНИКА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ”
(для студентов 3 курса строительных специальностей
и иностранных учащихся)
Харьков – ХНАГХ – 2005
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов основания и фундаменты” (для студентов 3 курса строительных специальностей и иностранных учащихся)Сост. Бронжаев М.Ф. Мишурова Т.В. – Харьков: ХНАГХ 2005. – 66 с.
Составители: доцент канд. техн. наук М.Ф. Бронжаев доцент канд. техн. наук Т.В. Мишурова
Рецензент: профессор А.Г. Рудь
Рекомендовано кафедрой «Механика грунтов фундаменты и инженерная геология» протокол № 8 от 11 марта 2005 г.
Общие указания к выполнению курсового проекта . . . . . . . . . . 5
Состав и объем курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.Цель и состав проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.Архитектурно-планировочное задание (исходные данные) . . . . . 6
3.Данные инженерно-геологических изысканий . . . . . . . . . . . . 6
4.Расчёт фундаментов на естественном основании . . . . . . . . . . . 7
5.Расчёт свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6.Графическая часть проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Инженерно-геологические изыскания . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.Привязка здания к топографической карте строительной площадки . . 8
2.Построение геологического разреза . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.Определение физико-механических характеристик грунтов и
составление сводной таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Расчет фундамента на естественном основании . . . . . . . . . . . 18
1.Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.Определение глубины заложения фундамента . . . . . . . . . . . . 18
2.1.Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта . . . 19
2.2.Учет конструктивных особенностей здания . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.Оценка грунтовой толщи как естественного основания . . . . . . 25
3.Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном
основании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.Расчет условной ширины подошвы фундамента . . . . . . . . . . 27
3.3.Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . . 28
3.4.Основная расчётная схема фундамента . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.5.Определение степени внецентренности приложения нагрузки
и рациональной формы подошвы фундамента . . . . . . . . . . . . 32
3.6.Конструирование фундаментов (окончательное) . . . . . . . . . . 34
4.Проверка напряжений под подошвой фундамента . . . . . . . . . 37
4.1.Центрально нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.Внецентренно нагруженный фундамент . . . . . . . . . . . . . . 37
5.Расчет осадки фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Расчет свайных фундаментов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.Расчет требуемой длины свай . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.Определение расчетной нагрузки на одну сваю . . . . . . . . . . . 49
4.Определение предварительного количества свай в ростверке . . . . 52
5.Конструирование ростверка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.Уточнение количества свай в ростверке . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.Определение фактической нагрузки на сваю . . . . . . . . . . . . . 55
8.Определение величин условных ширины Вусл и длины
Lусл подошвы свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
9.Проверка величин нормальных напряжений по подошве
условного свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9.1.Определение расчетного сопротивления грунта . . . . . . . . . . . 57
9.2.Проверка напряжений под подошвой условного свайного
фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
10. Расчет осадки свайного фундамента . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
0. Подбор фундаментных балок (рандбалок) . . . . . . . . . . . . . . 60
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Общие указания к выполнению курсового проекта
В настоящих методических указаниях показаны методики для расчета и проектирования фундаментов неглубокого заложения и свайных фундаментов в рамках выполнения проекта по курсу "Механика грунтов основания и фундаменты" для студентов строительных специальностей и иностранных учащихся.
На первом занятии студенты получают от преподавателя бланк с индивидуальным вариантом. Согласно этому варианту из индивидуального задания [1] принимают исходные данные для выполнения курсового проекта.
Получив персональное задание студенты должны уяснить поставленную перед ними задачу детально ознакомившись с методическими указаниями. В этом им помогут лекции по курсу и практические занятия проводимые руководителем проекта.
Приступив к выполнению курсового проекта студенты обязаны:
соблюдать график поэтапного выполнения задания определяемый руководителем проекта;
самостоятельно работать с литературой рекомендованной для изучения в методических указаниях;
предъявлять по требованию руководителя выполненную часть работы.
Состав и объем курсового проекта
1.Цель и состав проекта
Целью проекта является:
разработка варианта фундаментов неглубокого заложения (на естественном основании);
разработка варианта свайных фундаментов для этого же здания возводимого на слабых грунтах.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-1).
В расчетно-пояснительной записке последовательно освещаются следующие вопросы.
2.Архитектурно-планировочное задание (исходные данные)
Данные о сооружении (тип и назначение схематичное изображение на плане и в разрезе).
Горизонтальная привязка сооружения к заданной оси на топографическом плане строительной площадки.
Конструктивное задание (нагрузки и исходные грунтовые условия).
3.Данные инженерно-геологических изысканий
Расположение на площадке строительства буровых скважин.
Литологический состав грунтов с расчётами физико-механических характеристик и классификацией песчаных грунтов по плотности сложения водонасыщению а пылевато-глинистых - по виду и консистенции.
Построение двух геологических разрезов для заданных типов грунтовых условий (под фундаменты на естественном основании и свайные).
Составление двух сводных таблиц физико-механических характеристик.
4.Расчёт фундаментов на естественном основании
Осуществление анализа грунтового основания определение глубины заложения и конструирование размеров фундаментов. Выполнение необходимых проверок. Расчёт максимальных и относительных осадок проектируемых фундаментов.
5.Расчёт свайного фундамента
Определение глубины погружения несущей способности одиночной сваи и их необходимого количества. Конструирование ростверка определение фактической нагрузки на одиночную сваю и расчёт свайного фундамента по деформациям.
6.Графическая часть проекта
Выполняется на листе чертежной бумаги формата А-1. Эта часть проекта включает в себя: план фундаментов на естественном основании (масштаб 1:100 1:200); для сборных фундаментов приводят раскладку фундаментных плит и блоков монолитных участков (масштаб 1:25–1:50); укрупнённые фрагменты планов отдельных фундаментов и их сечения (масштаб 1:20 1:25); совмещенный план свайного поля и ростверков; сечения свайных фундаментов; спецификации сборных элементов монолитных фундаментов на естественном основании и свайных; примечания к чертежу.
Инженерно-геологические изыскания
1.Привязка здания к топографической карте строительной площадки
В архитектурно-планировочное задание на проектирование входит фрагмент генплана на котором показано место расположения планируемого здания или сооружения.
Этап инженерно-геологических изысканий начинаем с планирования мест расположения буровых скважин (или шурфов) в районе площадки строительства для получения достоверных данных о составе и свойствах грунтов залегающих в основании планируемого здания или сооружения.
На принятом по заданному варианту курсового проекта фрагменте топографического плана площадки строительства осуществляем привязку проектируемого здания к одной из осей I-I III-III (принятой также по варианту курсового задания). При этом заданную ось I-I III-III принимаем за ось симметрии к основной части проектируемого здания.
Схему здания принимаем по варианту задания на проектирование [1].
Привязку к плану 4-х буровых разведочных скважин осуществляем расположив их к примеру по условному прямоугольнику вокруг здания отступив от углов по 15 м в каждом направлении.
Далее необходимо определить интерполяционным методом по горизонталям топографической карты задания [1] абсолютные отметки устьев разведочных скважин № 1-4 и показать их на плане. Также следует рассчитать длину (Lзд) ширину (Взд) здания и расстояния между отдельными геологическими скважинами по формулам L = Lзд + 215м и В = Взд + 215м.
Пример возможной привязки здания к местности показан на рис. 1.
В пояснительной записке курсового проекта графическое изображение фрагмента привязки здания к местности показать на формате А-4.
Рис. 1 - Привязка здания и инженерно-геологических разведочных скважин к топографической карте района строительства
2.Построение геологического разреза
Геологический разрез строим на листе миллиметровки (форматом А3) по исходным данным бурения 4-х скважин приведенным в [1] и топографическому плану разработанному согласно п. 3.1.
С точки зрения построения геологический разрез представляет собой проекцию геологических структур на вертикальную плоскость пересекающую грунтовую толщу площадки строительства через стволы разведочных скважин.
Отдельные слои горных пород на разрезе изображают в соответствии принятым условным обозначениям задания на проектирование [1] литологических разновидностей грунтов.
На чертеже указывают абсолютные отметки глубин расположения границ каждого отдельного инженерно-геологического элемента (ИГЭ) показывают уровень расположения подземных вод.
Все геологические слои нумеруются сверху вниз.
Показать места отбора образцов грунта для лабораторных исследований и глубины их отбора в м от устья скважины.
Пример графического изображения геологического разреза показан на рис. 27.
3.Определение физико-механических характеристик грунтов и составление сводной таблицы
Сводную таблицу литологического состава и физико-механических характеристик грунтов составляем на основании физических характеристик принятых по исходным данным проектного задания [1] и расчетным а также механических характеристик определяемых по таблицам нормативной литературы [3 6] пример см. табл. 1.
Физические характеристики определяемые опытным путем
Влажность грунтов w % или в д.е.
Удельный вес грунта g кНм3.
Удельный вес частиц gs кНм3.
Влажность на границе раскатывания wр %.
Влажность на границе текучести wL %.
Физические характеристики определяемые расчетом
Удельный вес сухого грунта gd = кНм3.
Коэффициент пористости е = .
Пористость n = (1 - ) 100% %.
Удельный вес грунта взвешенного в воде gsb = кНм3 .
Число пластичности Ip = wL – wP % .
Таблица 1 - Физико-механические характеристики грунтов для фундаментов на естественном основании
Влажность на границе
Влажность на границе
Показатель текучести
Удельный вес грунта
Удельный вес сухого
Угол внутреннего трения
в естествен. состоянии
сопротивление R0 кПа
Почвенно-растительный слой
К использованию в качестве естественного основания не рекомендуется
желтовато-серый маловлажный
Супесь светло-коричневая
Глина бурая с прожилками карбонатов
Примечание: 1. Данные таблицы 1 заполняем в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование [1];
Сводная таблица для проектирования фундаментов глубокого заложения имеет аналогичный характер.
Показатель текучести IL = .
Степень влажности Sr =
где значения влажности (w) подставляются в долях единицы; gw - удельный вес воды равный 10 кНм3.
В процессе расчета физических характеристик грунтов должна быть выполнена их классификация в соответствии с требованиями табл. 7 10 11 13 [6] либо таблиц приведенных ниже в том числе:
пылевато-глинистых грунтов по виду согласно табл. 2;
песчаных грунтов по водосодержанию – табл. 3;
пылевато-глинистых грунтов по консистенции – табл. 4;
песчаных грунтов по плотности сложения - табл. 5.
Таблица 2 - Классификация пылевато-глинистых грунтов по виду
Таблица 3 - Классификация песчаных грунтов по водосодержанию
Таблица 4 - Классификация пылевато-глинистых грунтов по консистенции
Таблица 5 - Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
Механические характеристики
Определение механических характеристик сn jn Е (нормативное значение) грунтов осуществляем в соответствии с требованиями табл.26-28 46 47 [6] либо таблиц приведенных ниже в том числе:
удельное сцепление сn кПа угол внутреннего трения jn град и модуль деформации Е МПа согласно табл. 6;
условное расчетное сопротивление грунтов Rо кПа согласно табл. 7;
Пылевато-глинистых грунтов:
удельное сцепление сn кПа и угол внутреннего трения jn град согласно табл. 9;
модуль деформации Е МПа согласно табл. 10;
условное расчетное сопротивление грунтов Rо кПа согласно табл. 8.
Таблица 6 - Нормативные механические характеристики сn jn Е для песчаных грунтов
Таблица 7 - Условное расчетное сопротивление песчаных грунтов
Таблица 8 - Условное расчетное сопротивление пылевато-глинистых грунтов
В расчетах оснований и фундаментов по деформациям грунтовые характеристики обозначаются: rII gII jII сII и т.д. а их расчетные значения допускается принимать равными нормативным.
Таблица 9 - Нормативные механические характеристики сn jn для пылевато-глинистых грунтов
Таблица 10 - Нормативные механические характеристики Е для пылевато-глинистых грунтов
Расчет фундамента на естественном основании
) Район строительства.
) Архитектурные объемно-планировочные решения;
длина ширина высота здания наличие подвала глубина заложения пола подвала;
назначение здания назначение подвала;
размеры основных конструктивных элементов (размеры в плане колонн ширина стен);
) Нагрузки на верхний обрез фундамента: М ТII .
) Грунтовые условия до глубины 10–15 м (геологическая колонка таблица физических характеристик грунтов).
2.Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундамента на естественном основании должна приниматься на основании требований [3 6] исходя из следующих основных моментов:
конструктивных особенностей возводимого сооружения (наличия подвала унифицированных особенностей сборных элементов фундаментов модульности частей монолитных фундаментов и др.) dк;
инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтового основания);
минимальной величины глубины заложения фундаментов dm
гидрогеологических условий площадки строительства;
глубины сезонного промерзания грунтов df .
2.1.Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта
Расчетную глубину сезонного промерзания грунта определить согласно формуле:
Значение коэффициента kh определяем по табл.11. Чтобы воспользоваться этой таблицей необходимо знать конструкцию пола и нормативный температурный режим первого этажа либо подвального помещения.
Таблица 11 - Условное расчетное сопротивление песчаных грунтов
Величину нормативной глубины сезонного промерзания грунта - df n можно определить двумя способами:
Способ 1 - по формуле df n = dо·(2)
где dо - величина зависящая от вида грунта расположенного под подошвой проектируемого фундамента и принимаемая для суглинков – 023 м; супесей песков мелких и пылеватых – 028 м; песков гравелистых крупных и средней крупности – 03м; крупнообломочных грунтов – 034 м. В качестве грунтового слоя расположенного под подошвой фундамента следует принять предварительно слой залегающий на глубине: - 2м (для бесподвальных зданий) и 4м (для здания либо его части имеющих подвал).
Mt - безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в районе строительства принимаем по [5].
Способ 2 - по карте изогипс - нормативных глубин промерзания грунтов (способ применим если под подошвой проектируемых фундаментов расположены пылевато-глинистые грунты) согласно [5] либо рис.2. Цифры по краям изогипс показывают величины нормативных глубин промерзания грунтов в сантиметрах.
Рис.2 - Карта изогипс нормативных глубин сезонного промерзания пылевато-глинистых грунтов
2.2.Учет конструктивных особенностей здания
На данном этапе проектирования осуществляем предварительное конструирование фундаментов в вертикальном разрезе. Тип и размеры фундамента принимаем в зависимости от конструктивных особенностей надземной части здания объёмно-планировочных решений по подземной части действующих сортаментов сборных элементов фундаментов требований к модульности размеров отдельных частей монолитных фундаментов расположению уровня горизонтальной гидроизоляции и пола подвала относительно подошвы фундамента и др. Ориентировочное конструирование можно выполнить в соответствии с рис. 3 - 7.
Рис. 3 - Предварительное конструирование ленточного фундамента. Вариант сборный без подвала
Рис. 4 - Предварительное конструирование ленточного фундамента. Вариант сборный с подвалом
Рис. 5 - Предварительное конструирование отдельного (столбчатого) монолитного фундамента под сборную железобетонную колонну. Вариант - без подвала
Рис. 6 - Предварительное конструирование отдельного (столбчатого) монолитного фундамента под металлическую колонну. Вариант - без подвала
Рис. 7 - Предварительное конструирование отдельного (столбчатого) монолитного фундамента под сборную железобетонную колонну. Вариант - с подвалом
Искомая величина глубины заложения фундамента должна быть больше любого из найденных значений: df. dкон. dm т.е. должно выполняться условие d df. dкон dmin.
2.3.Оценка грунтовой толщи как естественного основания
После установления глубины заложения фундамента d осуществляем проверку допустимости использования подстилающих грунтов в качестве естественного основания.
Оценку строительных свойств грунтового основания проектируемых фундаментов производим по данным взятым из построенного геологического разреза (рис.27) и сводной табл. 1 физико-механических характеристик грунтов.
Для выполнения оценки свойств основания фундаментов следует:
) исключить из рассмотрения на геологическом разрезе геологические слои обладающие плодородием (почвенно-растительный слой);
) обозначить на геологическом разрезе условную «красную» линию планировки (рис.8);
) от линии планировки отложить вниз в соответствующем масштабе величину установленной глубины заложения фундамента – d и провести горизонтальную линию. Эта линия покажет положение подошвы проектируемых фундаментов относительно напластования грунтов на площадке строительства;
) проверить свойства грунтов расположенных под подошвой проектируемого фундамента на возможность их использования в качестве естественного основания по данным табл. 12.
Если под подошвой проектируемого фундамента оказывается грунт из табл. 12 то следует скорректировать величину d - углубить заложение подошвы фундамента до геологического слоя с более высокими значениями механических характеристик.
Пример подобной проверки с графическим построением приведен на рис. 8.
Рис. 8 - К установлению несущего слоя грунтового основания проектируемого фундамента
Таблица 12 - Перечень грунтов не рекомендованных для использования в качестве естественного основания
Вид грунта состояние
Гумусированные грунты (почвы культурный слой)
Подвержены биохимическому разложению сильносжимаемые
Органогенные грунты (торфы илы сапропели)
Способность к сверхнормативным неравномерным просадкам
Сильносжимаемые грунты с
Способность к существенным осадкам
Рыхлые пески с коэффициентом пористости е > 08
Разуплотненные грунты с
Пылевато-глинистые текучепластичные и текучей консистенции с IL 075
Насыпные грунты содержащие строительный мусор
Способность к сверхнормативным неравномерным осадкам
3.Расчет размеров ширины подошвы фундамента на естественном основании
Нагрузки на фундамент NII MII TII (см в разделе 7 [1] ).
Предварительная расчетная схема фундамента (с учетом принятой величины d).
Рис. 9 - Предварительная расчетная схема фундамента на естественном основании.
3.2.Расчет условной ширины подошвы фундамента
Условную ширину подошвы ленточного фундамента рассчитываем по формуле
где gmt – усредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях равное 20 кНм3; Ro – условное расчетное сопротивление грунта расположенного непосредственно под подошвой фундамента (из сводной табл. 1 физико-механических характеристик грунтов).
Условную ширину подошвы отдельного (столбчатого) фундамента рассчитываем по формуле
3.3.Определение расчетного сопротивления грунта
Расчетное сопротивление R для слоя грунта расположенного под подошвой рассчитываемого фундамента определяем по формуле
где и - коэффициенты условий работы принимаемые по табл. 43 [6] или по табл. 13. Для определения коэффициентов потребуется вычислить отношение длины здания к высоте - LН.
Таблица 13 - Коэффициенты условий работы для формулы R
Коэффициент k в курсовом проекте принять равным 11.
Коэффициенты Мg Мq Мс определяем по табл. 44 [6] или по табл. 14 в зависимости от величины угла внутреннего трения j слоя грунта расположенного непосредственно под подошвой фундамента.
Таблица 14 - Коэффициенты Мg Мq Мс
Для бесподвального варианта d1 = d а для здания с подвалом по формуле (6). Обозначения согласно схеме рис. 10.
Рис. 10 - Схема к расчету значения d1 формулы (6)
Исходя из конструктивных особенностей зданий согласно вариантам курсового проекта ширины подошвы фундамента и подвала не превышают 10 и 20 м соответственно исходя из чего коэффициенты
Вместо b вставить значение b0 полученное по формуле (3) или (4).
При наличии многослойного основания или грунта расположенного выше подошвы фундамента значение γII и определяем как средневзвешенные по формуле
Рис. 11 - Схема к расчету удельных весов грунта расположенных выше и ниже подошвы фундамента по формуле (7)
Глубину влияния фундамента определим ориентировочно как H=6×b0.
Значения СII и φII принять по данным табл. 1 для слоя грунта расположенного непосредственно под подошвой фундамента.
При бесподвальном варианте здания db = 0.
3.4.Основная расчётная схема фундамента
После определения условной ширины подошвы фундамента следует составить основную расчетную схему выполнив расчет усилий приложенных к точке пересечения вертикальной оси симметрии и плоскости подошвы фундамента - N М Т.
Рис. 12 - Окончательная расчетная схема фундамента на естественном основании
N = NII + Gф + Gгр(8)
М = МII ± ТII·dф (9)
(Gф + Gгр) = А · dф · gmt(10)
где А – расчетная площадь подошвы фундамента принимаемая в зависимости от его типа. Так:
для отдельных (столбчатых) фундаментов А = bo2 (м2);
для ленточных фундаментов А = bo (м2) так как расчетная длина ленточного фундамента в плане равна 1 п.м.
3.5.Определение степени внецентренности приложения нагрузки и рациональной формы подошвы фундамента
Для определения степени внецентренности загрузки фундамента требуется рассчитать эксцентриситет приложенной нагрузки по формуле
При: е 0033× b0 – фундамент считать внецентренно нагруженным;
е 0033× b0 – центрально нагруженным.
Для центрально нагруженного отдельного фундамента рациональной формой подошвы в плане является квадратная а для внецентренно нагруженных – прямоугольная вытянутая в плоскости действия момента М (см. рис. 12). Расчет ширины подошвы фундаментов выполняем по формулам
- для ленточного фундамента;(12)
- для отдельного (столбчатого) фундамента(13)
где R – расчетное сопротивление грунта расположенного под подошвой фундамента определённое по формуле (5); – численный коэффициент представляющий отношение сторон фундаментной плиты lb и принимаемый для центрально нагруженного фундамента равным 1 а для внецентренно нагруженного в диапазоне 12 14.
Полученное по формулам (12-13) значение b нельзя считать достаточно точным так как расчетное сопротивление R определено с использованием величины условной ширины подошвы фундамента b0. В то же время точное значение расчетного сопротивления R также необходимо для последующего выполнения обязательных проверок. Дальнейшее уточнение значений b и R осуществляем методом последовательных приближений.
В целом схема расчета по методу последовательных приближений может быть представлена поэтапно следующим образом:
Расчет цепочки взаимных уточнений bi и Ri производится до тех пор пока два последних значения bi не станут отличаться друг от друга на величину меньшую или равную 01 м т.е.
Для внецентренно нагруженных фундаментов определим также длину подошвы по формуле
Полученные методом последовательных приближений значения ширины и длины подошвы фундамента (b и l) не являются окончательными и подлежат корректировке с учетом конструктивных требований к размерам элементов фундаментов либо спецификаций типовых сборных элементов.
Поэтому следующим этапом расчета является окончательное конструирование фундаментов.
3.6.Конструирование фундаментов (окончательное)
При расчёте сборного ленточного фундамента осуществляем подбор конкретной сборочной марки фундаментной плиты (ФЛ) по спецификации выпускаемой продукции заводами железобетонных изделий. Пример спецификаций сборных железобетонных элементов для ленточных фундаментов приведен в табл. 15 и 16. После подбора может измениться ширина подошвы и высота фундаментной подушки. При несоответствии принятой ранее высоте фундаментной подушки необходимо скорректировать выполненные расчеты.
Таблица 15 - Сортамент фундаментных стеновых блоков
Таблица 16 - Сортамент железобетонных плит для ленточных фундаментов
В случае монолитного отдельного фундамента под сборную железобетонную колонну необходимо выполнить следующие конструктивные требования:
Рис. 13 - К конструированию отдельного монолитного железобетонного фундамента под сборную железобетонную колонну
Обозначения отдельных элементов фундамента приведенные на рис.13 следующие:
hn – высота подколонника;
hф – высота фундамента.
Требования кратности размеров при их окончательном назначении:
; (при отсутствии специального армирования ступеней фундамента).
t =02· bк или 02·lк но не менее 150 мм.
При необходимости устраивем 2-х или 3-х ступенчатый фундамент.
Если общая площадь рассчитанных фундаментов здания превышает 70% от общей площади «пятна» здания то рационально перейти к плитному варианту фундамента.
По полученному в результате конструирования значению ширины подошвы b необходимо уточнить расчетное сопротивление грунта R.
4.Проверка напряжений под подошвой фундамента
Условия проверки напряжений под подошвой фундамента зависят от степени внецентренности загружения фундамента.
4.1.Центрально нагруженный фундамент
Рис. 14 - К проверке напряжений под подошвой центрально нагруженного фундамента
Требуется выполнение неравенства:
где pср - среднее давление по подошве фундамента определяемое по формуле (18)
где А – площадь подошвы фундамента или расчетный участок м2 определяемый для фундамента: с квадратной подошвой как А = с прямоугольной подошвой – А = b·l; ленточного – А = b·1.
4.2.Внецентренно нагруженный фундамент
Требуется выполнение трех неравенств одновременно:
Рис. 15 - К проверке напряжений под подошвой внецентренно нагруженного фундамента
Максимальное краевое напряжение под подошвой фундамента (при наличии одного момента МХ ) рассчитываем по формуле
Момент сопротивления сечения по подошве фундамента Wх равен:
для фундамента с квадратной подошвой -
для фундамента с прямоугольной подошвой -
для ленточного фундамента -
Минимальное краевое напряжение на подошве фундамента
При удовлетворении условий проверки (19-21) переходим к расчету осадок фундаментов. В противном случае увеличиваем площадь подошвы фундамента и повторяем проверочные расчеты.
5.Расчет осадки фундамента
Расчет осадки фундамента проводим в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 методом послойного суммирования.
Результаты расчета представляются в табличной форме.
Толщина элементарного слоя h=02·b или h=04·b.
Zi – расстояние от подошвы фундамента до нижней границы каждого элементарного слоя грунта м.
Дополнительное давление по подошве каждого элементарного слоя
Дополнительное давление непосредственно под подошвой фундамента
где pср – величина среднего давления под подошвой фундамента принимаемая по формуле (18); - напряжение от собственного веса грунта под подошвой фундамента .(26)
Коэффициент ai определяем согласно данным табл. 55 [6] или по табл.17.
Таблица. 17 - Коэффициент a для расчета осадки фундаментов
Напряжение от собственного веса грунта для каждого элементарного слоя
Нижний предел до которого выполняется расчёт называется нижней границей сжимаемой толщи. Нижняя граница сжимаемой толщи может быть определена любым из двух способов: первым – аналитическим т.е. при приблизительном выполнении равенства при Е5 МПа или при Е5 МПа; а вторым – графическим где пересекутся эпюры дополнительного давления и уменьшенная в пять или десять раз соответственно плюс зеркально перенесённая вправо эпюра природного давления.
Среднее значение напряжения для каждого элементарного слоя
Осадка элементарного слоя
где = 08; Е – модуль деформации грунта рассматриваемого элементарного слоя.
Общая осадка основания равная осадке фундамента
где n – количество элементарных слоев грунта задействованных в расчёте осадки фундамента.
Пример оформления расчёта осадки фундамента приведен в табл. 18.
Таблица 18 - Расчет осадки фундамента ФМ – 1
При расчете осадки фундамента следует выполнять проверки по абсолютным и относительным деформациям.
Проверка по абсолютным деформациям состоит в выполнении условия
где Smax и Smax u – максимальные величины осадки фундамента - расчётная и предельная допустимая определяемая в зависимости от типа и конструктивных особенностей здания по табл. 72 [6] или по табл. 19.
Далее следует выполнить расчет относительных деформаций для двух рядом расположенных фундаментов связанных общими надземными конструктивными элементами (ригели балки фермы плиты перекрытий стены).
Расчёт состоит в проверке выполнения неравенства (32). Данные для расчёта принимать в зависимости от сравниваемых типов фундаментов согласно рис. 16 или рис. 17.
где Sma L – расстояние между осями этих фундаментов; – предельно допустимая относительная неравномерность осадок фундаментов определяемая по табл.72 [6] или табл.19.
Рис. 16 - К расчету относительной неравномерности осадок двух отдельных столбчатых фундаментов
Таблица 19 - Предельные деформации основания
Продолжение таблицы 19
Рис. 17 - К расчету относительной неравномерности осадок отдельного столбчатого и ленточного фундаментов
При невыполнении условий (31 32) необходимо увеличить площадь подошвы глубину заложения фундаментов изменить тип используемых фундаментов или улучшить строительные свойства грунтового основания.
Удовлетворение упомянутых условий (17 19-21 31 32) являются обязательными и окончательными этапами для установления размеров фундаментов мелкого заложения на естественном основании и перехода к разработке рабочих чертежей.
Расчет свайных фундаментов
Исходные данные относительно района строительства архитектурно-планировочных решений нагрузок на верхний обрез фундамента принять в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование.
Грунтовые условия принимаем для свайного фундамента по [1] .
2.Расчет требуемой длины свай
Требуемая длина свай зависит от физико-механических свойств грунтов конструктивных особенностей проектируемого здания величины и характера приложенных нагрузок климатических условий строительства и др.
Рис. 18 - Схема к расчету требуемой длины сваи
Глубину заложения подошвы ростверка определяем из следующих факторов:
) с учетом расчетной глубины промерзания грунта в районе строительства где df определяем аналогично формуле (1) п.4.2.1;
) с учетом конструктивных особенностей здания (наличие подвала требований к модульности размеров высот ростверка в целом и его отдельных элементов: .
Принятое значение глубины заложения ростверка d должно быть не менее значений df и dкон.
При определении глубины погружения острия свай следует выбрать слой грунта (согласно схеме на рис. 18 это слой 4) обладающий высокими значениями физико-механических характеристик. Следует избегать опирания нижних концов свай на глинистые грунты с IL>06 и рыхлые пески. Выбранный слой называется опорным.
Глубину погружения конца свай в опорный слой (lпогр) принять не менее:
– 05 м в песчаные грунты (крупные средней крупности) и пылевато-глинистые с IL≤01;
– 10 м в остальные грунты.
Глубину замоноличивания сваи в ростверке (lзад) по конструктивным соображениям из условия «жесткой» заделки принимаем не менее стороны сечения сваи или ее диаметра.
Минимальная требуемая длина сваи составит
где l0 – сумма мощностей слоев грунта прорезаемых сваями.
Окончательно длину забивных свай их марку вес 1 погонного метра устанавливаем с учетом существующих спецификаций (табл. 8.1 [7] или табл.20).
Таблица 20 - Сортамент забивных железобетонных свай
3.Определение расчетной нагрузки на одну сваю
Расчетная нагрузка на 1 сваю определяется по формуле
где Fd – несущая способность одиночной сваи; γк – коэффициент надежности принимаемый 14.
На основании исходных данных относительно грунтовых условий для проектирования свайных фундаментов [1] определяем классификационный тип свай по их работе в грунте.
Для «висячих» свай несущую способность одиночной сваи определяем по формуле
где γС γCR γCf – коэффициенты условий работы сваи и грунта под острием сваи и по боковой поверхности принимаются равными 1;
u – периметр сваи квадратного сечения равен 4·bсв;
А – площадь поперечного сечения сваи равна ;
hi – длины расчетных участков определяем на основании геологического строения района строительства и положения свай в грунте по схеме рис. 19 расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи R и трению по боковой поверхности f определяем по табл. 21 и 22.
Рис. 19 - Схема к расчету несущей способности одиночной сваи
Максимальное значение для расчетной длины hi рекомендуется принять 2 м.
Таблица 21 - Расчётные сопротивления свай под нижним концом
Таблица 22 - Расчётные сопротивления свай трению по боковой поверхности
4.Определение предварительного количества свай в ростверке
Количество свай в ростверке (предварительно) определяем по формуле
5.Конструирование ростверка
Конструирование ростверков осуществляется в плане и в вертикальном сечении.
При конструировании ростверка в плане необходимо выполнение двух требований:
) взаимное расположение свай должно быть по возможности симметричным расстояние между сваями не должно быть меньшим 3-х ширин (диаметров) сваи (см. рис.20). Назначать межсвайное расстояние большим 6-и ширин (диаметров) сваи не рекомендуется;
) минимальное расстояние а от края ростверка до наружного края ближайшей сваи не должно превышать величины:
при одно- и двухрядном расположении свай – 02·bсв+5 см;
при трехрядном расположении свай – 03·bсв+5 см;
при четырехрядном и более расположении свай – 04·bсв+5 см
но во всех случаях не менее 150 мм.
Рис. 20 - Пример расположения 6-и свай в ростверке
При конструировании ростверка в вертикальной плоскости необходимо соблюдение следующих требований к параметрам согласно рис. 21.
hбет – минимум 250 мм;
hр – минимум 1500 мм и далее кратно 300 мм;
hплиты = lзад + hбет но кратно 150 мм.
Рис. 21 - Конструирование ростверка в вертикальной плоскости
6.Уточнение количества свай в ростверке
Требуемое количество свай n определим по формуле
где NII МII ТII – проектные нагрузки по заданию [1] приложение которых показано на расчётной схеме свайного фундамента согласно рис. 22;
Qгр – вес грунта на ступенях ростверка;
Qр – собственный вес ростверка;
Qсв – суммарный вес свай в ростверке
(Qр + Qгр)=γwt·bp·lp·d (37)
Qсв=Q1п.м·n(l0+lпогр)(38)
где Q1п.м – вес одного погонного метра сваи определяется по табл. 20.
Рис. 22 - Расчетная схема свайного фундамента
При несовпадении численных значений n по формуле (36) и n9 по формуле (35) размеры ростверка в плане корректируем.
7.Определение фактической нагрузки на сваю
Рис. 23 - Расположение свай в ростверке и приложение внецентренной нагрузки
На основании данных индивидуального задания необходимо составить схему расположения свай в ростверке по примеру рис. 23. Далее нужно определить наиболее и наименее нагруженные сваи. Для них производится дальнейший расчет величин фактических нагрузок по формуле 39.
– сумма квадратов расстояний от каждой сваи в «кусте» до главной оси Х-Х.
Согласно примеру на рис. 23 в качестве наиболее нагруженной сваи может быть принята любая из 2-х свай - № 5 или № 6 а в качестве наименее нагруженной соответственно № 1 или № 2.
Для наиболее нагруженной сваи должно выполняться неравенство
а для наименее нагруженной сваи .
8.Определение величин условных ширины Вусл и длины Lусл подошвы свайного фундамента
Для определения величины условной ширины подошвы свайного фундамента Вусл рассмотрим фундамент в сечении 1-1 а для определения условной длины Lусл в сечении 2-2 согласно рис. 24.
Рис. 24 - Схема к расчету условной ширины (длины) подошвы свайного фундамента
Угол a рассчитываем по формуле α = 025 φср(40)
где φср – средневзвешенное значение угла внутреннего трения всех слоев грунта прорезаемых сваями от подошвы ростверка до плоскости условной подошвы свайного фундамента и определяем по формуле
где n – количество слоев грунта между подошвой ростверка и плоскостью условной подошвы свайного фундамента.
Ширину и длину условной подошвы определяем по формуле
где т – количество рядов свай в сечении 1-1 (2-2) согласно рис. 24а уменьшенное на 1. Величину е рассчитываем по формуле .
9.Проверка величин нормальных напряжений по подошве условного свайного фундамента
9.1.Определение расчетного сопротивления грунта
Расчетное сопротивление R грунта основания условного свайного фундамента определяем по формуле
где – те же коэффициенты и параметры что и в формуле (5); – усредненное значение удельного веса грунта расположенного выше подошвы условного свайного фундамента определяемого согласно схеме рис. 24 по формуле 7; Н – глубина заложения подошвы условного свайного фундамента.
9.2.Проверка напряжений под подошвой условного свайного фундамента
Проверка величин нормальных напряжений под подошвой условного свайного фундамента состоит в выполнении неравенства
где р – среднее давление под подошвой определяемое по формуле
Рис. 25 - Схема к расчету среднего давления под подошвой условного свайного фундамента
Значения те же что и в формуле (37). – собственный вес всего массива грунта оказывающего давление на площади
Площадь подошвы условного свайного фундамента определяем в зависимости от типа ростверка:
- для ростверка квадратного в плане - ;
- для ростверка прямоугольного в плане - ;
- для ленточного ростверка - ·1.
10. Расчет осадки свайного фундамента
Расчет осадки свайного фундамента производим как для условного фундамента на естественном основании.
Расчет состоит из 3-х частей:
) собственно расчет величин максимальных осадок отдельных свайных фундаментов;
) проверка величин абсолютных деформаций основания;
) проверка величин относительных деформаций рядом расположенных и конструктивно связанных надземной частью здания фундаментов.
Расчет максимальных осадок свайных фундаментов следует выполнять в табличной форме аналогично расчету для фундамента неглубокого заложения.
Проверка величин абсолютных и относительных деформаций основания сводится к проверке соблюдения неравенств по формулам (31) и (32).
Величины предельно допустимых деформаций Smaxu и находятся в зависимости от конструктивного типа здания согласно данных табл. 72 [6] или табл.19.
0.Подбор фундаментных балок (рандбалок)
Подбор фундаментных балок осуществляем на основе: объемно-планировочных решений здания; принятых конструкционных форм фундамента; конструктивных требований к размещению фундаментных балок в плане и сечении; существующего сортамента сборных железобетонных фундаментных балок.
Фундаментные балки промышленных и гражданских зданий располагаются в плане под ограждающей конструкцией и опираются на «приливы» в соответствии с рис. 26.
Рис. 26 - Конструирование расположения фундаментных балок: а – в плане; б – в вертикальном сечении
Подбор конкретной марки фундаментной балки и конструирование ее расположения в вертикальной плоскости осуществляем в несколько последовательных этапов:
) из табл. 22 или 23 в зависимости от шага колонн подбираем высоту балки – hф.б. ;
) учитывая что а = 20 мм определяем требуемую высоту прилива – hпр ;
) максимальную допустимую длину фундаментной балки рассчитываем по формуле
где с – минимальный просвет между торцом балки и подколонником равный 20 мм;
) по сортаменту фундаментных балок (табл. 22 или 23) осуществляем подбор наиболее близкой балки по длине к рассчитанному по формуле (47);
) величину bпр. рассчитываем по формуле
где bоп назначаем из условия bоп120 мм. Окончательный размер bпр принимаем кратным 150 мм;
) корректируются размеры подколонника в зависимости от ширины выбранной балки.
Таблица 22 - Сортамент фундаментных балок для шага колонн 12 м
Таблица 23 - Сортамент фундаментных балок для шага колонн 6 м
Пример компоновки рабочего чертежа фундамента на естественном основании и свайного показан на рис. 28.
Рис. 27 - Геологический разрез
Рис. 28 - Компоновка рабочего чертежа фундаментов
Бронжаев М.Ф. Исходные данные к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов основания и фундаменты” (для студентов 3 курса специальности “Городское строительство и хозяйство” и иностранных учащихся)ХГАГХ: Харьков 2001. – 51 с.
Зоценко М.Л. Коваленко В.. Яковлєв А.В. Петраков О.О. Швець В.Б. Школа О.В. Біда С.В. Винников Ю.Л. нженерна геологія. Механіка грунтів основи та фундаменти.- Полтава: ПНТУ 2004.- 568 с.
СНиП 2.02.01. - 83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1985. – 40 с.
СНиП 2.02.03. - 85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 48 с.
Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01 – 83) НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат 1986. – 415 с.
СНиП 2.01.01. - 82. Строительная климатология и геофизика Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1983. – 137 с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат 1990. – 303 с.
Шутенко Л.Н. Гильман А.Д. Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование. – Київ: Вища школа. Головне від-во 1989.- 328 с.
Справочник. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа 1991. – 383 с.
Справочник проектировщика. Основания фундаменты и подземные сооружения. – М.: Стройиздат 1985. – 480 с.
Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01 – 84 и СНиП 2.02.01 – 83) Ленпромстройпроект Госстроя СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989. – 112 с.
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу “Механика грунтов основания и фундаменты” (для студентов 3 курса строительных специальностей и иностранных учащихся)
Михаил Фёдорович Бронжаев Татьяна Витальевна Мишурова
Ответственный за выпуск: В.В. Бизюк
Корректор: З.И. Зайцева
Подп. к печати 09.06.2005 г. Формат 60384 18. Бумага офисная.
Печать на ризографе. Усл.- печ. лист. 30. Тираж 200 экз. Уч.-изд. л. 35.
002 Харьков ХНАГХ ул. Революции 12
Сектор оперативной полиграфии ИВЦ ХНАГХ
002 Харьков ул. Революции 12 ХНАГХ

icon Задание по КП для З.О._Основ.,фундам и мех.грунтов_гсх_4к_001.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению расчетно-графического задания по курсу
“ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ”
(для студентов 4 курса заочного обучения
специальности 6.092100 ГСХ)
Индивидуальные задания
Харьков – ХНАГХ – 2009
Задание к выполнению расчетно-графического задания по курсу “Основания фундаменты и механика грунтов” (для студентов заочного обучения 4 курса специальности ГСХ)Сост. Бронжаев М.Ф. Мишурова Т.В. – Харьков: ХНАГХ 2009. – 17 с.
Составители: доцент канд. техн. наук М.Ф. Бронжаев доцент канд. техн. наук Т.В. Мишурова
Рецензент: профессор А.Г. Рудь
Рекомендовано кафедрой «Механика грунтов фундаменты и инженерная геология» протокол № ХХ от ХХХХХХХ 200__ г.
Общие указания к выполнению курсового проекта
В настоящих заданиях к выполнению расчетно-графического задания приведены варианты исходных данных для расчета и проектирования фундамента на естественном основании и свайного по курсу "Основания фундаменты и механика грунтов" для студентов 4 курса специальности ГСХ заочного обучения.
Получив персональное задание студенты должны уяснить поставленную перед ними задачу и детально ознакомиться с методическими указаниями к данному проекту [ 3 ]. В этом им помогут лекции по курсу практические занятия проводимые руководителем проекта и рекомендованная учебная и нормативная литература.
Целью проекта является:
разработка фундамента на естественном основании и свайного для здания по варианту.
Курсовой проект состоит из текстовой и графической частей. Текстовой частью является расчетно-пояснительная записка а графической - один лист (формат А-2).
Чертеж включает в себя:
фрагмент плана фундаментов на естественном основании (масштаб 1:200);
для сборных фундаментов приводят раскладку фундаментных плит и блоков монолитных участков (масштаб 1:50);
укрупнённые фрагменты планов отдельных фундаментов и их сечения (масштаб 1:50);
спецификации сборных элементов монолитных фундаментов на естественном основании; примечания к чертежу
совмещенный план свайного поля и ростверков (масштаб 1:200);
сечения свайного фундамента (масштаб 1:50);
спецификации сборных элементов монолитных ростверков; примечания к чертежу.
В расчетно-пояснительной записке последовательно освещаются следующие вопросы.
Данные о сооружении (тип и назначение схематичное изображение на плане).
Конструктивное задание (расчетная схема и табличка с нагрузками.
Литологический состав грунтов и таблица физико-механических характеристик
Определение глубины заложения расчет и конструирование размеров фундамента неглубокого заложения. Расчёт фундамента по деформациям.
Определение глубины погружения сваи.
Расчет несущей способности одиночной сваи и их необходимого количества.
Конструирование тела ростверка.
Определение фактической нагрузки на одиночную сваю.
Расчёт свайного фундамента по деформациям.
Перечень теоретических вопросов для самостоятельного изучения студентами 4 курса заочного обучения специальности ГСХ по курсу
«Основания фундаменты и механика грунтов»
Классификация фундаментов на естественном основании. Название и назначение отдельных частей фундамента
Типы фундаментов на естественном основании
Конструктивные сечения фундаментов на естественном основании
Стадии проектирования Система «основание-фундамент-здание» ее составные части и взаимодействие
Работа фундамента на естественном основании
Расчетная схема фундамента на естественном основании
Расчетное сопротивление грунта. Определение формула
Глубина заложения фундамента на естественном основании
Формулы расчета ширины подошвы фундамента на естественном основании
Расчет фактических напряжений под подошвой фундаментов на естественном основании
Проверка правильности подбора ширины подошвы внецентреню нагруженного фундамента
Расчет основания по деформациям. Цель расчета
Общий принцип расчета осадки фундамента методом послойного суммирования
Причины неоднородности деформаций и разуплотнения оснований
Виды деформаций зданий и сооружений
Расчет фундамента на сдвиг по подошве
Расчет крена фундамента двумя способами
Эффективные и нейтральные напряжения в грунте
Расчет осадки фундамента во времени
Расчет песчаной подушки под фундамент на естественном основании на слабых грунтах
Проверка прочности подстилающего слабого слоя грунта
Гидроизоляция подвальных помещений
Относительная просадочность начальное просадочное давление
Расчет просадки фундамента
Расчет оснований сложенных нескальными грунтами по несущей способности
Классификация свайных фундаментов
Несущая способность висячей сваи
Несущая способность сваи-стойки
Расчетная нагрузка на одиночную сваю
Расчет фактической нагрузки на одну сваю в ростверке
Расчет одиночной и группы свай в грунте
Свайный ростверк. Куст свай. Свайное поле
Классификация и работа ростверков под статической нагрузкой
Расчет ширины и фактических напряжений под подошвой условного свайного фундамента
Отрицательное трение
Конструирование ростверков и материалы. Статическая работа ростверка
Сваи - инъекционные и буро-смесительные
Сваи анкерные и изготовленные по струйной технологии
Параметры и технология изготовления винтовых вибропогруженных свай и свай изготовленных с помощью струйной технологии
Параметры и технология изготовления буровых свай
Свая Франки. Технология иэготовления
Определение несущей способности свай с помощью натурных испытаний.
Индивидуальные задания для выполнения курсового проекта
Тип зданий для индивидуальной разработки фундаментов приведен в табл.1.и на рис.1 – 4.
Район строительства – г. Харьков.
Таблица 1. Вариант здания принять по первой букве фамилии студента
Таблица 2 – Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов
Влажность на границе
Влажность на границе
Показатель текучести
Удельный вес грунта
Удельный вес сухого
Угол внутреннего трения
в естествен. состоянии
сопротивление R0 кПа
Почвенно-растительный слой
К использованию в качестве естественного основания не рекомендуется
желтовато-серый маловлажный
Глина бурая с прожилками карбонатов
Примечание: 1. Данные таблицы 2 заполняем в соответствии с индивидуальным заданием на проектирование из табл. 3 - 5;
Примечание: 2. Механические характеристики грунтов принять по соответствующим таблицам СНиП 2.02.01-83. Основания и фундаменты.
Таблица 3. Влажность природную и удельный вес слоя ИГЭ-2 принять по последней цифре номера зачетки студента
Таблица 4. Влажность природную удельный вес пределы пластичности слоя ИГЭ-3 принять по предпоследней цифре номера зачетки студента
Предел пластичности %
Таблица 5. Влажность природную удельный вес пределы пластичности слоя ИГЭ-4 принять по последней цифре номера зачетки студента
Таблица 6. Мощности слоев грунтового основания принять по первой букве фамилии студента
Примечание: - мощность слоя ИГЭ-1 принять равной 05 м;
- граница слоя ИГЭ-4 бурением до глубины 15 м не вскрыта;
- уровень подземных вод бурением до глубины 15 м не установлен.Проектные нагрузки на верхний обрез фундамента приведены в табл. 7. Вертикальная нагрузка N в тс (в числителе) а момент М в тс·м (в знаменателе).
Таблица 7. Проектные нагрузки принять по первой букве фамилии студента
Расчетная схема фундамента на естественном основании приведена на рис.5.
Рис. 5 - Расчетная схема фундамента на естественном основании.
Расчетная схема свайного фундамента приведена на рис.5.
Рис. 5 - Расчетная схема свайного фундамента.
Пример компоновки графической части чертежа свайного фундамента показан на рис. 6.
Рис. 7 - Компоновка рабочего чертежа фундаментов фундамента на естественном основании
Рис. 6 - Компоновка рабочего чертежа свайных фундаментов
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты.
Шутенко Л.Н. Гильман А.Д. Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование. – Київ: Вища школа. Головне від-во 1989.- 328 с.
Бронжаев М.Ф. Мишурова Т.В. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов основания и фундаменты» для студентов спец. ГСХ ТЭЗ. Харьков: ХНАГХ 2005. (№319)
СНиП 2.02.01. - 83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1985. – 40 с.
СНиП 2.02.03. - 85. Свайные фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 48 с.
СНиП 2.01.01. - 82. Строительная климатология и геофизика Госстрой СССР. - М.: Стройиздат 1983. – 137 с.
Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01 – 83) НИИОСП им. Герсеванова. – М.: Стройиздат 1986. – 415 с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат 1990. – 303 с.
Задание к выполнению расчетно-графического задания по курсу “Основания фундаменты и механика грунтов” (для студентов специальности ГСХ 4 курса заочного обучения)
Михаил Фёдорович Бронжаев
Татьяна Витальевна Мишурова
Ответственный за выпуск: В.В. Бизюк
Корректор: З.И. Зайцева
Подп. к печати __.__.200_ г. Формат 60384 18. Бумага офисная.
002 Харьков ХНАГХ ул. Маршала Бажанова 17
Сектор оперативной полиграфии ИВЦ ХНАГХ
002 Харьков ул. Маршала Бажанова 17 ХНАГХ

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 20 часов 54 минуты
up Наверх