Проектирование основания и фундамента автопаркинга

рабочая.dwg

Многоэтажные жилые комплексы с объектами соцкультбыта
противопожарная завеса
( Промтоварный магазин )
озеленение (см. листы организации ландшафта)
№ наименование мощьность удельный вес
растительный слой супесь глина твердая
Расчетная схема для определения осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.
Разрез свайного фундамента под колонну
Песок средней крупности; средн. плотности; насыщ. водой; =20
Суглинки мягкоплас- тичные; =19
9; =16°; С=18кПа; IL=0
Глина тугоплас- тичная; =20
2; =18°; С=55кПа; IL=0
9; =16°; С=18кПа; IL=-0
Разрез свайного фундамента под внутренние колонны
Разрез сборного фундамента под колонну
Расчетная схема для определения осадки основания фундамента
Организация сторительного производства
Автопаркинг (пристройка жилого комплекса)
проектирование фундамента и расчет основания
Разрез монолитного фундамента под колонну Сечение 1-1
Посадка здания на геологический разрез
МОНОЛИТНЫЙ Ж.Б.РОСТВЕРК
ТРИ СЛОЯ БИКРОСТА ХПП ПО ТУ 5474-042-00286739-99
ЗАТИРКА ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫМ РАСТВОРОМ ТОЛЩИНОЙ 15мм.
ОТМ.НИЗА ФУНДАМЕНТА 335.85
ПРИЖИМНАЯ СТЕНКА ИЗ ТОНКИХ АСБОЦЕМЕНТНЫХ ЛИСТОВ ТОЛЩ. 8мм
отм.пола подполья 337.05

геотехника.docx

Решение геотехнических задач как показывает практика тесно связано с техническими и технологическими вопросами строительства в различных региональных условиях. Проектирование фундаментов базируется на анализе объемно-планировочного и конструктивного решений климатических условий особенностей взаимодействия системы: надземная часть – фундаменты – основание. От принятия правильной расчетной схемы этой системы а также модели грунтовой среды зависит точность прогноза деформаций оснований фундаментов и выбор метода расчета в комплексе прикладных программ автоматизированного проектирования.
В настоящее время происходит перемещение энергетической и сырьевой базы по всей стране предполагается реконструкция многих промышленных предприятий возведение новых объектов что требует больших капиталовложений и трудозатрат в строительстве. При этом во многих случаях строительство ведется в геологических условиях сложных для устройства оснований и фундаментов. Поэтому проектирование оснований и фундаментов является комплексной задачей.
Необходимость совершенствования капитального строительства предъявляет повышенные требования к качеству и технико-экономическим показателям фундаментостроения которое становится одним из основных источников повышения эффективности снижения материалоемкости в строительстве. Так уменьшение затрат на устройство оснований и фундаментов составляющих до 20% стоимости строительства дает значительный экономический эффект.
В ходе разработки курсового проекта рассчитывается два типа фундаментов: мелкого заложения (монолитный и сборный) и свайный.
Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов оценка грунтовых условий строительной площадки расчет размеров и выбор вариантов фундаментов расчет оснований по деформациям расчет осадки.
Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков определение осадки свайных фундаментов подбор оборудования для погружения свай и расчетный отказ.
По итогам проведенных расчетов необходимо выбрать наиболее рациональный тип фундамента для данного в курсовом проектируемого здания и рассчитать осадку выбранного фундамента.
Проектируется фундамент под колонны здания автопаркинга пристроенного к жилому комплексу возводимого в городе Астане. Здание имеет высоту 10.4м длину 204м. так же в здании имеется подполье высотой 2.9м. Уровень грунтовых вод находится на отметке - 335.4м.
Таблица 1- Физико-механические характеристики грунтов
Условное обозначение
Выбор глубины заложения фундамента
Глубину заложения подошвы фундамента определяется с учетом климатических условий района строительства. СНиП РК 5.01-01.2002 «Основания и фундаменты» рекомендует определять глубину с учетом сезонного промерзания.
df=kh*dfn=0.6*1.85=1.11
но так как здание имеет подполье высотой 2.9м
d=db+hs+hcf –hц=2.9+1+0.2-0.55=3.55м
где db- размер от чистого пола подвала до пола первого этажа;
hs- величина заглубления подошвы фундамента от низа пола подвала;
hcf- высота принятой конструкции пола подвала;
hц – высота цокольной части здания.
Так как d> df принимаем глубину заложения подошвы фундамента равную 3.55м.
Выбор фундамента мелкого заложения.
1Определение расчетных нагрузок на фундамент
Подбор оснований и фундаментов производится по расчетным нагрузкам которые определяются как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты. При проектировании ленточных фундаментов расчет ведется для одного метра его длины и определяется ширина подошвы фундамента проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений ведется в основном по II группе предельных состояний по деформациям.
Нормативные нагрузки на фундаменты от веса сооружения включая нагрузки от веса перекрытия над подвалом составляют:
Наименование нагрузки
Коэффициент надежности
Железобетонное перекрытие ρ=25000 Нм2; =0.2м
Неармированный бетон
Железобетонное покрытие ρ=25000 Нм2; =0.22м
слоя гидроизола на битумной мастике ρ=1500 Нм2; =0.1м
Цементно-песчаная стяжка ρ=18000 Нм2; =0.135м
Уличная гранитная плитка ρ=28000 Нм2; =0.015м
Снеговая ρ=1000 Нм2;
Ветровая ρ=480 Нм2;
Длительная от автотранспорта ρ=5000 Нм2;
2Определение ширины подошвы ленточного монолитного фундамента мелкого заложения под внутреннюю колонну здания с подвалом
Нагрузка на фундамент:
Ширина подошвы фундамента b определяется по формуле:
где NOII = 391.458 МН - действующая расчетная нагрузка на фундамент;
Ro =025 МПа - условное расчетное сопротивление по таблице СниП в зависимости от крупности грунта и числа пластичности;
= 20 кНм3 – среднее значение условно принимающее в расчетах.
= 391.458(025-002х3.55)=2.187 м2
b=1.48м принимаем ширину подошвы 1.5м и находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
где и - коэффициенты условий работы учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов и принимаемые по таблице 1 СНиП РК 5.01 -01.2002;
- коэффициент равный 1.1 так как прочностные характеристики грунта ( и ) определены в лабораторных условиях;
- коэффициент равный 1 так как b10 м;
и - усредненные расчетные значения удельного веса грунтов залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента кНм;
- расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
=355 м – глубина заложения фундамента;
- безразмерные коэффициенты принимаемые по таблице 4 СНиП 2.02.01-83.
По таблице СНиП примем значение коэффициентов условий работы = 12; = 104.
Величину безразмерных коэффициентов найдем там же по значению угла внутреннего трения:
= 22 °С Му = 061; Mq = 3.44; Mc = 6.04.
Приведенная глубина заложения фундамента d kz = 1; b = 15м - ширина подошвы фундамента = 00178 МНм3; = 001715 МНм - то же залегающих выше подошвы db=2.45м.
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента. Для этого определяем вес самого фундамента вес колонны грунта на обрезах фундамента вес пола подвала.
Объем самого фундамента:
VФ=1.52*1+1*1*0.6=2.85м3
Удельный вес конструктивных элементов принимаем равным 25кНм3
Вес самого фундамента: Qф=2.85*25=68.4кН
Собственный вес колонны размером 04х04: Qк=0.6*0.6*(2.9+3.2*3)*25=68.4кН
Вес пригрузки от бетонного пола подвала в пределах плана фундамента: G=(1.52 – 0.62)*0.2*25=9.45кН
Проверяем среднее давление действующее под подошвой фундамента при b=1.5м и заданных нагрузках:
Р=(391458+945+945)1.52=22018кПа
Р=22018кПаR=255.17кПа – условие выполняется.
Следовательно ширина подошвы столбчатого фундамента запроектирована достаточной.
Определим среднее давление по подошве фундамента
Р = No (в . l ) + ( γср . d) = 391458 (15 .15 + 20 .355) = 24498 кПа.
Р=24498кПа R=255.17кПа – условие выполняется.
Вывод: окончательно принимаем монолитный фундамент с размерами 1.5х1.5м и высотой 1м.
Разработка схемы свайного фундамента и его расчет.
1Расчет под несущую конструкцию
Глубина заложения ростверка:
d=db+hs+hcf –hц=2.9+05+0.2-0.55=3.05м.
Принимаем железобетонную сваю сечением 03х03; длиной 55м маркой С5.5-30.
Определяем несущую способность сваи Fd
Fd = γc (γcr RA+u γcf f
где R - расчетное сопротивление грунта под низким концом сваи;
A – площадь поперечного сечения сваи;
u - наружный периметр сваи;
γc γcr и γcf - коэффициенты условий работы грунта;
Fd =1*(1*10230*0.09+12*07*13)=11479 кН – несущая способность сваи.
Расчетная нагрузка составляет Р=1147914=8194 кН.
Определим количество свай на один погонный метр ростверка:
где - глубина заложения ростверка
=20 кНм - усредненное значение материала ростверка и грунта.
Ширина ростверка принимается конструктивно 08м.
Нагрузка на одну сваю
F=(N1+12(Q+G)) =(391458+12(33+1147))093=4783кН.
F=4783кН Р=8194кН – условие выполняется.
2 Расчет основания свайного фундамента по 2 группе предельных состояний – по деформациям
Для проверки осадок необходимо определить среднее давление под подошвой условного фундамента и убедиться в том что оно не превышает расчетного сопротивления грунта на который опирается условный фундамент т.е. соблюдается условие: р R
Aусл=ср+2*d2+2*lсв* tg αm4
Для определения размера условного фундамента вычислим
αm=14(111 + 212 + 313 1
Определим условную ширину фундамента
Вусл= 03+2*55*00704=137 м
Тогда площадь подошвы условного фундамента равна
Аусл = 1 .Вусл = 137м2
Объём условного фундамента равен
Vусл = Аусл Lусл=137*905 = 147м3
Объём ростверка и подземной части стены
Объем части стены подвала расположенной ниже верха условного фундамента V=06*295=177м3
Части пола подвала V= 02*0385*1=0077м3
Части подвала примыкающего к стене и ограждающей стороной условного фундамента V= 09+0077+177+1+124=1615м3
Нагрузки от собственного веса всех составных частей условного фундамента и от сооружения ростверка: Q=33 кН;
Части пола подвала: Q= 0077*25=1925 кН;
Свай: Q=093*009*54*25=113 кН.
γ=(17*02+178*48+198*405)(02+48+405)=1848
Вес грунта в объеме условного фундамента G=1615*1868=30164кН.
Давление под подошвой фундамента:
Расчетное сопротивление для твердой глины расположенной под подошвой условного фундамента:
Условие р=53965 R=54249 – выполняется.
Выбор рационального типа фундамента
Вариант 1. Фундамент стаканного типа – монолитный 15х15х1
Вариант 2. Фундамент стаканного типа – сборный 13х13х1
Вариант 3. Фундамент свайный из забивных железобетонных свай сечением 25х25см длиной 6 м.
Требуется выбрать наиболее экономичную конструкцию фундамента. Выбор производится на основе сравнения технико-экономических показателей основных видов работ выполняемых при возведении фундаментов по упрощенной экспресс-методике. Результаты расчетов ТЭП указанных вариантов приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов.
Устройство подготовки под фундаменты
Устройство монолитных жб фун-тов ростверков
Устройство сборных жб фундаментов
Гидроизоляция фундаментов
Устройство монолитных подколонников
Анализ технико-экономических показателей сравниваемых вариантов показывает что наиболее экономичным является вариант 1 т.е. монолитный фундамент стаканного типа.
Для окончательного выбора необходимо учитывать такие факторы как район строительства механовооруженность строительной организации удалённость заводов и т.п. С учётом высказанного назначаем монолитный фундамент стаканного типа как наиболее рациональный.
Расчет осадки фундамента
Воспользовавшись данными о грунтовых условиях строительной площадки найдём удельный вес 1-го слоя грунта с учётом взвешивающего действия воды по формуле:
Определим дополнительное вертикальное давление
Р0 = Рm – γ0 *d =391458-178*3.05=373658 кНм2
Находим значения эпюры вертикальных напряжений от действия собственного веса грунта по формуле:
Построим эрюру дополнительных вертикальных напряжений по формуле:
Результаты расчета покажем в таблице 6.1.
Вычислим осадку основания по формуле
S=(zqi+zq(i-1)2).hiЕi
S=00435+00023=0046м=46см что меньше максимально допустимых 10см следовательно конструкция данного фундамента на предлагаемых геологических условиях допустима.
Таблица 5.1 – Ординаты эпюры напряжений
Гидроизоляция фундамента
При наличии подвала и уровне грунтовых вод ниже фундамента
Стену фундамента со стороны грунта покрывают двумя слоями горячего битума. На пол подвала кладут слой глины толщиной до 25 см уплотняют покрывают затем слоем бетона толщиной 5 см после чего его выравнивают выдерживают до 2-х недель. После этого срока поверхность покрывают мастикой и наклеивают двухслойный рулонный ковер из рубероида. Сверху кладут слой бетона который выравнивают и покрывают цементным раствором.
Горизонтальная гидроизоляция защищает стены подвала от грунтовой влаги которая поднимается от фундамента по капиллярам в строительном материале из которого они сделаны. Горизонтальная изоляция делается в виде стяжки из цементного раствора с толщиной слоя 20-25 мм асфальтовой стяжки слоем 25-30 мм а такжеоклеечной гидроизоляцией: из двух слоев толя или рубероида приклеенных мастикой дегтевой и битумной соответственно. Если подвал в доме есть то горизонтальную изоляцию устраивают на двух уровнях: у пола подвала и в цокольной части выше уровня отмостки или тротуара.
Вертикальная гидроизоляция защищает стены от напора влаги снаружи. Выбор типа и материала вертикальной изоляции зависит от влажности грунта. При влажном грунте (суглинок глина) наружные поверхности стен подвала оштукатуривают цементно-известковым раствором а затем просушив дважды покрывают горячим битумом или оклеивают рулонным покрытием.
В грунтах повышенной влажности к цементному раствору добавляют церезит уплотняющие растворы и бетон. При высоком уровне грунтовых вод оклеечную гидроизоляцию защищают со стороны грунта глиняным замком прижимными стенками из кирпича и др. (Решение о материале гидроизоляции принимается во время проектирования специалистами).
Проект производства работ на устройство монолитного отдельно стоящего фундамента
Проект производства работ для жилого дома сооружаемого методом подъема перекрытий должен разрабатываться в соответствии с «Инструкцией о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проектов производства работ». При его составлении должны быть использованы также рекомендации по методике составления проектов организации строительства и производства работ.
Предусматривается сооружениесантехнических каналов и фундаментов под стены а также всех сантехнических и электротехнических проводок под полом первого этажа после изготовления и подъема пакета плит перекрытий. Земляные работы. Котлован под зданием разрабатывается до отметки подошв фундаментов. Работы рекомендуется выполнять экскаватором Э-1011А с емкостью ковша 1 м3. Грунт вынутый из котлована в количестве необходимом для обратной засыпки вывозится в резерв а остальной грунт— на свалку. По мере бетонирования фундаментов и стен шахт лестничных клеток производится обратная засыпка котлована грунтом оставленным в резерве. Весь засыпанныйгрунтдолжен быть тщательно уплотнен пневматическими трамбовками с увлажнением. Подача грунта в обратную засыпку из резерва производится бульдозером а в места трудно доступные бульдозеругрунт дополнительно перемещается тачками.
Фундаменты под колонны предусмотрены железобетонные монолитные. Получатьбетонирастворпредполагается из центрального бетонорастворного узла автосамосвалами. Всяарматураопалубкаи закладные детали поступают на строительную площадку заготовленными по шаблонам. Подача бетона к месту укладки и бетонирование фундаментов может осуществляться с помощью: 1) бадей кранов на гусеничном ходу; 2) передвижных транспортеров; 3) виброжелобов и звеньевого транспортера; 4) самоходного ленточного бетоноукладчика; 5) бетононасоса.
Рытье ям для фундамента
Для железобетонного фундамента роются прямоугольные ямы экскаватором или вручную. Все ямы должны быть расположены строго по осям.
Ямы глубиной до 1 м можно рыть с вертикальными стенками и без установки креплений а глубиной более 1 м — с откосами или для предупреждения осыпания грунта делают крепления из досок (горбылей) и распорок. Яма роется на 20-30 см глубже заложения фундамента. По ширине яма должна быть на 20-40см шире фундамента в каждую сторону чтоб была возможность установить опалубку и ее распорки. Ширина фундамента должна быть не менее ширины возводимых стен. На дне укладывается подушка из гравия или крупного песка с гравием для устранения морозного пучения. Подушка выполняется шире фундамента на 10-20см с каждой стороны.
Подушка обильно поливается водой и трамбуется ручной трамбовкой. Для того чтобы из заливаемого бетона не ушла вода на подушку укладывается полиэтилен или рубероид.
Для изготовления опалубки применяют струганные с одной стороны (струганная часть устанавливается лицом к бетону) доски любых пород дерева толщиной 25 40 и шириной 120 150 мм. Пиломатериалы для опалубки должны иметь влажность до 25%. Широкие доски для опалубки как правило не годятся так как при их монтаже появляются щели. Можно также использовать древесно-стружечные плиты металлические конструкции водоупорную клееную фанеру.
Деревянная опалубка предпочтительнее чем металлическая так как она легче и имеет меньшую силу сцепления с бетоном. К недостаткам деревянной опалубки надо отнести возможность ее деформации гигроскопичность. Опалубку устанавливают вплотную к стенам ямы строго перпендикулярно подошве фундамента проверяя это отвесом.
В отдельных случаях если стенки ямы сухие и не обваливаются бетон можно заливать без опалубки. При этом по периметру прокладывают полиэтилен чтобы вода не ушла из бетона.
Также в виде опалубки можно применить асбестовые керамические железные трубы. В зависимости от конструкции здания могут применяться трубы с внутренним диаметром от 100 мм и больше. Бетон заливается непосредственно в трубы и они остаются в земле вместе с фундаментом.
При монтаже деревянной опалубки необходимо помнить что доски должны быть сырыми для чего их хорошо смачивают. В противном случае (сухие доски) будут впитывать воду что отрицательно сказывается на прочностных свойствах бетона.
Если имеется возможность использовать готовые щитовые опалубки то это плюс. Такие опалубки имеют большое количество вариантов их установки что весьма удобно при сооружении фундаментов с большим количеством углов. Щиты инвентарной опалубки бывают жесткими и гибкими длина их может от 05 до 3 м.
Столбы армируются продольной арматурой диаметром 10—12 мм с обязательным устройством через 20— 25 см хомутов диаметром 6 мм Устанавливаются они вертикально и обхватывается хомутами или отожженной проволокой чтоб исключить их расхождение в бок. Желательно обеспечить выход арматуры над верхом фундамента (как показано на рисунке) на 10-20 см чтобы потом к ним можно было приварить арматуру монолитного ростверка.
Тут все также как и в ленточных фундаментах бетон укладывают слоями 20-30см с вибрированием ручными вибраторами.
При устройстве столбчатых фундаментов для утепления подпольного пространства и предохранения его от мусора снега влаги пыли холодного воздух и т.п. устраивается забирка ограждающая стенка между столбами. Забирка может быть выполнена из различных материалов чаще всего из камня или кирпича.
Для устройства забирки между опорами столбчатого фундамента необходимо сделать бетонную стяжку которая будет служить для нее основанием. Бетонная стяжка не имеет заглубления кладется на песчаную подушку которая имеет заглубление от 15 до 20 см. Для устройства бетонной стяжки вам потребуется опалубка и каркас из арматуры для исключения возможного разрыва стяжки из-за подвижек грунта.
Укладывают забирку на бетонную стяжку. Как и в цоколе в забирке делают технологические окна для подвода различных коммуникаций. С опорами забирку не связывают так как неравномерная осадка может привести к образованию трещин.
Высота забирки должна быть не менее 40 см. От высоты забирки зависит степень воздействия влаги на стены дома чем выше забирка тем меньше воздействие влаги на стены дома. Так же дом с низким цоколем выглядит приземистым визуально может показаться что такой дом не имеет фундамента и построен прямо на земле а вот дома с высоким цоколем выглядят куда более привлекательными и надежными. В таком случае высота опор должна соответствовать высоте цоколя.
Список использованных источников
Веселов В.А Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат 1990. – 304 с.
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты – Л.: Стройиздат1988. – 186 с.
Швецов Г.И. Инженерная геология механика грунтов основания и фундаменты – М.: Высш. шк. 1987. – 296 с.: ил.
Основания фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика - М.: Стройиздат1985.
Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс) – М.: Высш. шк. 1983. – 319 с.
Берлинов М.В. Основания и фундаменты. – М.: Высш. шк. 1988. – 319 с.: ил.
СНиП РК 1.02-18-2004 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
СНиП РК 5.01- 01 2002 Основания зданий и сооружений
СНиП РК 5.01 – 03 2002 Свайные фундаменты
СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками
СНиП 2.02.07-85 Нагрузки и воздействия
ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

Министерство науки и образования Республики Казахстан.docx

Министерство науки и образования Республики Казахстан
Карагандинский Государственный технический университет
Пояснительная записка
По дисциплине: «Геотехника 2»
На тему: «Проектирование фундамента и расчет основания»
Руководитель: Оразалы Е.Е.
Выбор глубины заложения фундамента 5
Подбор фундамента мелкого заложения
1Определение расчетных нагрузок на фундамент 6
2Определение ширины подошвы ленточного монолитного фундамента мелкого заложения под внутреннюю колонну здания с подвалом 7
Разработка схемы свайного фундамента и его расчет
1Расчет под несущую конструкцию .9
2 Расчет основания свайного фундамента по 2 группе предельных состояний – по деформациям .11
Выбор рационального типа фундамента ..13
Расчет осадки фундамента ..14
Гидроизоляция фундамента .17
Проект производства работ на устройство монолитного отдельно стоящего фундамента 18
Список использованных источников .21
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Факультет АСФ«УТВЕРЖДАЮ»
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
по дисциплине: Геотехника-2