Проектирование оснований и фундаментов многоэтажного гражданского здания

Пояснительная записка.Основания и фундаменты.doc.doc

Министерство образования и науки Украины
Национальная академия природоохранного
и курортного строительства
Кафедра инженерной геологии
оснований и фундаментов
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу “ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ”
на тему: “Проектирование оснований и фундаментов многоэтажного гражданского здания .”
студент группы ПГС-402
Мещеряков С.В. Принял: Левенстам В.В.
Тип геологического разреза
Содержание курсового проекта:
Исходные данные для проектирования стр. 2
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства стр. 5
Разработка вариантов фундаментов стр. 9
Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основаниистр. 9
Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основаниистр. 12
Проектирование свайного фундамента стр. 15
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментовстр. 17
Определение влияний рядом стоящих фундаментов друг на друга стр. 22
Список используемой литературы
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
Участок строительства расположен в городе Херсоне. Рельеф площадки строительства спокойный равнинный. Геологические условия представлены двумя разрезами по пяти скважинам. Напластование грунтов слоистое неоднородное с несогласным залеганием слоёв.
Под почвенно-растительным слоем мощностью 05 м залегает слой макропористых суглинков мощностью от 14 м до 575 м подстилаемый мелким песком мощностью от 0 до 78 м и супесью неограниченной мощности.
Оценку инженерно-геологических условий строительной площадки.
ИГЭ № 2 – Макрополистый суглинок.
r = 160 -плотность грунта.
rs = 26.3 - плотность частиц.
w= 0.08 – природная влажность.
wp = 0.15 – влажность на границе раскатывания.
wL = 0.23 – влажность на границе текучести.
j = 20° - угол внутреннего трения.
mo = 0.16 МПа -1 – коэффициент сжимаемости грунта .
Показатель консистенции:
Плотность сухого грунта:
Коэффициент пористости:
Плотность грунта во влажном состоянии:
Определим расчётное сопротивление R0 по СНиП 2.02.01-83 приложение 3 табл.3 методом интерполяции: R0=375 кПа.
Вывод: макропористый суглинок -твёрдый слабосжимаемый. Является просадочным (пригоден в качестве основания только после уплотнения).
ИГЭ № 3 –Песок мелкий.
r = 185 -плотность грунта.
rs = 267 - плотность частиц.
w= 009 – природная влажность.
j = 37° - угол внутреннего трения.
mo = 0.06 МПа -1 – коэффициент сжимаемости грунта .
Определим расчётное сопротивление R0 по СНиП 2.02.01-83 приложение 3 табл.3 методом интерполяции: R0=400 кПа.
Вывод: песок мелкий плотный (e=0570.59) маловлажный (Sr=0.421 >0.8) слабосжимаемый.
Может являться надёжным основанием.
r = 197 -плотность грунта.
rs = 27.2 - плотность частиц.
w= 0.3 – природная влажность.
wp = 0.23 – влажность на границе раскатывания.
wL = 0.42 – влажность на границе текучести.
j = 16° - угол внутреннего трения.
mo = 0.13 МПа -1 – коэффициент сжимаемости грунта .
Определим расчётное сопротивление R0 по СНиП 2.02.01-83 приложение 3 табл.3 методом интерполяции: R0=300 кПа.
Вывод: глина (=0.19>0.17)-непросадочная тугопластичная.
( =0.20.25) полутвёрдые может являться основанием.
Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов
Почвенно-растительный слой
Макропористый суглинок твёрдый слабосжимаемый
Песок мелкий плотный маловлажный слабосжимаемый
Глина непросадочная тугопластичная
Разработка вариантов фундаментов.
В данном курсовом проекте рассматриваем три варианта фундаментов:
) фундамент мелкого заложения на естественном основании. ИГЭ-3 и ИГЭ-3 могут являться основанием.
) фундамент мелкого заложения на искусственном основании. ИГЭ-3 требует замены на песок со средней плотности.
)фундамент глубокого заложения.
После расчёта фундаментов производим технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов и производим дальнейший расчёт по выгодному варианту.
Проектирование фундамента мелкого заложения
на естественном основании.
1. Выбор глубины заложения фундамента.
Глубину заложения фундамента исчисляем как разность отметок планировки и подошвы фундамента.
Из конструктивных требований
d f1=250+50+400+150+1900=2750 мм.= . =2.75м
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта м определяем по формуле:
— коэффициент теплового режима в здании;
— нормативная глубина промерзания для г. Херсон.
В качестве расчётной принимаем наибольшую глубину заложения фундамента
2. Определение ростверков фундамента в плане.
Приложение 4. СНиП 2.02.01.-83 Su15см.
Находим требуемую площадь фундамента чтобы среднее давление на основание под подошвой было приблизительно равно значению расчётного сопротивления грунта основания R:
— вертикальная нагрузка от сооружения в уровне обреза фундамента по второй группе предельных состояний;
— расчётное сопротивление 1 слоя грунта основания (искусственное основание).
— осреднённый удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах;
— глубина заложения фундамента.
Предварительно принимаем отношение сторон фундамента равным:
Принимаем размеры фундамента кратными 10 см: и
с площадью As=15.18 см2
Конструируем жёсткий фундамент тогда
Определяем фактическое расчётное сопротивление грунта основания по формуле Пузыревского:
— коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП 2.02.01-83;
— коэффициент зависящий от определения и с по СНиП 2.02.01-83;
— коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения и принимаемые по СНиП 2.02.01-83;
— коэффициент равный при b 10 м;
— ширина подошвы фундамента;
— осреднённые удельные веса грунтов расположенные соответственно ниже и выше подошвы фундамента;
— приведенная глубина заложения фундамента для сооружения с подвалом;
— удельное сцепление грунта основания.
R=583.5 кПа следует уменьшить площадь фундамента:
Принимаем размеры фундамента кратными 10 см: и с площадью As=10.64 см2
на искусственном основании.
В учебных целях заменяем ИГЭ-3 (rd=169 кНм3 песок плотный мелкий) на песок крупный уплотнив его при этом до rd=165 кНм3 .
Выполним искусственное основание на песчаный подушках заменив слой толщиной 1 м.
Тогда коэффициент пористости искусственного основания:
-песок средней плотности.
По приложению 3. табл. 2 СНиП 2.02.01-83 Ro=500 кПа.
По приложению 1. табл. 1 нормативным значением удельного сцепления с=0 угол внутреннего трения jn=38.5° модуль деформации E=37 МПа.
1. Глубина заложения подошвы фундамента
остаёться такой же как и в п4.1 и будет равна d=2.8 м.
2. Определяем размеры фундаменты в плане
Т.к. фундаменты внецентреннонагружены принимаем их прямоугольного сечения в плане.
с площадью As=11.54 см2
- коэффициент равный при b10 м;
R=6764 кПа следует уменьшить площадь фундамента:
Принимаем размеры фундамента кратными 10 см: и с площадью As=832 см2
Проектирование свайного фундамента
1.Выбор типа вида свай определение глубины заложения ростверка и
посадка свайного фундамента на геологический разрез
Т.к. фундаменты внецентренно загружены следует принимать жёсткую заделку свай в ростверке.
d=190+15+40+5+25+3+10=3.2м
К расчёту принимаем висячии забивные сваи С4-40. погружаемые механическим способом.
Сечение сваи 40х40 l=33 м.
Определяем несущую способность сваи (как висячей сваи) по грунту по СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» по формуле:
— коэффициент условий работы сваи в грунте принимается ;
— расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа;
— площадь опирания на грунт сваи м2 принимаемая по площади сечения сваи;
— наружный периметр поперечного сечения сваи м;
— расчётное сопротивление
— толщина i – го слоя грунта соприкасающегося с боковой поверхностью сваи м
— коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие способ погружения сваи на расчётные сопротивления грунта. При погружении свай дизельмолотом:
2.Определение нагрузки допускаемой на сваю
Нагрузка допускаемая на сваю определяется путём деления несущей способности сваи на коэффициент надёжности :
2.Определение количества свай и конструирование свайного ростверка
Определяем число свай и условия что ростверк осуществляет равномерное распределение нагрузки на свайный куст. Расчёт ведём по первой группе предельных состояний.
Принимаем 12 свай и размещаем их как показано на рис. 13. При этом минимально допустимые расстояния между сваями составляют от 3d до 6d где d = 40 см — сторона сечения квадратной сваи. Расстояние от осей крайних свай до кромки ростверка принимаем равным d = 40 см.
3.Определение фактической нагрузки на сваю и выполнение проверки
Определяем фактический вес ростверка и грунта на его обрезах и определяем фактическую нагрузку на каждую сваю:
При этом должно удовлетворятся условие:
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
В качестве критерия при оценке в выборе основного варианта фундаментов принимаем минимум приведённых затрат.
В курсовом проекте расчёт стоимости производим по укрупнённым показателям причём в учёт принимаем только те виды работ и конструкций объёмы которых различны по сравниваемым вариантам. Сравнение вариантов ведём по стоимости одного погонного метра или одного отдельностоящего фундамента т.е. все объёмы необходимых работ конструкций и материалов определяем из расчёта 1 фундамент.
Сравнение вариантов фундаментов сводим в таблицы
Стоимость устройства 1 фундамента мелкого заложения на естественном основании.
Разработка грунта в отвал экскаваторами с ковшом вместимостью 1 м3
Устройство железобетонных фундаментов (В15) V>25м3
Стоимость бетона: тяжёлый В15 крупный уплотнитель до 10 м.
Засыпка траншей и котлованов бульдозером с перемещением до 10 м.
Уплотнение грунта пневмотрамбовками.
Стоимость устройства 1 фундамента мелкого заложения на искуственном основании.
Устройство железобетонных фундаментов (В15)
Стоимость устройства 1 свайного фундамента
Устройство растверка B15 V10м3
Стоимость бетона: B15 круп.заполнитель до 10 мм.
Погружение свай дизельмолотом lсв8м.
Стоймость одной сваи длиной от 3 до 8 м. с периметром сторон 1201-1600 мм .
Уплотнение грунта пневмотрамбовками
Фундамент мелкого заложения на естественном основании является наиболее выгодным .
Проектирование фундамента крайнего ряда для основного варианта
Глубину заложения фундамента крайнего ряда принимаем равной глубине заложения фундамента среднего ряда
Начинаем расчёт с определения размеров подошвы фундамента методом последовательных приближений.
Находим требуемую площадь центрально нагруженного фундамента чтобы среднее давление на основание под подошвой было приблизительно равно значению расчётного сопротивления грунта основания R:
— вертикальная нагрузка от сооружения в уровне обреза фундамента крайнего ряда по второй группе предельных состояний;
Принимаем размеры фундамента кратными 10 см:
Принимаем размеры фундамента кратными 10 см: с As=625см2
Определение осадки фундамента
Расчёт осадки основания производим по следующему алгоритму:
Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем дополнительное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем толщину элементарного слоя грунта:
— ширина подошвы фундамента
Грунт под подошвой фундамента разбиваем на элементарные слои и дальнейший расчёт ведём в табличной форме (см табл. 2).
Расчёт осадки фундамента
Определяем послойную (в пределах каждого напластования грунта) осадку грунта по формуле:
Сравниваем полученную осадку сооружения с допустимой:
— максимальная осадка для гражданских зданий с полным железобетонным каркасом.
Составляем схему распределения вертикальных напряжений в грунте основания .
Определение влияний рядом стоящих
фундаментов друг на друга.
1. Влияние среднего фундамента на средний.
2. Влияние крайнего фундамент на крайний.
3. Влияние крайнего на средний фундамент.
4. Влияние фундамента среднего на крайний.
)СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. — М.: Стройиздат 1985. -40 с
)СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. -48 с
)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.
)А.Н. Кувалдин Г.С.Клевцова. Примеры расчёта железобетонных конструкций зданий.––2-е изд. Перераб. И .доп.––М.:Стройиздат 1976-287с.

Основания и фундаменты.dwg

КАПКС АСФ гр. ПГС - 403
План строительной площадки
план фундаментов мелкого аложения
посадка здания на геологический разрез
Проектирование оснований и фундаментов гражданского 10-ти этажного здания в г. Херсоне
:500; 1:200 1:100; 1:50
Ф - 1 низ на отм. -3.700
С х е м а п о с а д к и з д а н и я н а г е о л о г и ч е с к и й р а з р е з М 1 : 2 0 0
Отметка поверхности земли
№ геологического разреза
П л а н ф у н да м е н т о в м е л к о г о з а л о ж е н и я М 1 : 1 0 0
пртивокапиллярная гидроизоляция цп раствором 1:2
План строительной площадки с размещением сооружения М 1: 500
бетонная подготовка толщиной d = 100 мм
слоя рубероида на битумной мастике
монолитная стена подвала
цементный раствор М150 S=200
Слой мятой жирной глины
Грунтовые воды залегают на отм -1
0 2. Фундаментные балки на плане фундаментов условно не показаны 3. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов смотреть в пояснительной записке 4. Фундаменты выполняются из бетона класса В 15 5. Подготовка под фундаменты толщиной d = 100 мм из бетоноа В 3
П Р И М Е Ч А Н И Е :
Условные обозначения:
почвенно-растительный слой
макропористый суглинок
грунт обратной засыпки
НАПКС АСФ гр. ПГС - 402
план фундаментов мелкого заложения