Проектирование основания под цех бытового обслуживания

КП.dwg

План здания на отметке +0.000
План участка с привязкой здания на местности
Инженерно-геологические разрезы
Конструкции фундаментов мелкого заложения
Конструкции свайных фундаментов
Схема расположения фундаментов мелкого заложения
Схема расположения ростверков
Схема расположения свай
Основанием для свайного фундамента и фундаментов мелкого
заложения служит супесь пластичная со следующими
физико-механическими характеристиками:
Под подошву фундамента мелкого заложения выполнить песчаную
Под подошву свайного ростверка выполнить подготовку из бетона
Погружение свай производится дизель-молотом.
За относительную отметку +0.000 принята абсолютная
Уровень подземных вод на глубине -0.400 от уровня планировки.
схемы расположения свай
конструкции фмз и свайных фундаментов М1:100
мелкого заложения и ростверков М1:200
Проект фундамента цеха бытового обслуживания
КП 2010 ПГ-07-01 АДиТСП
геологические разрезы М1:800
План и разрез здания М1:400
спецификация фундаментов.
Спецификация фундаментов
Фундамент мелкого заложения
Спецификация свайного поля

Пояснилка.doc

Курсовой проект 25 с. 12 рис. 11 табл. 7 источников.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ; ОСНОВАНИЯ; ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ; ФУНДАМЕНТЫ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ДЕФОРМАЦИИ (ОСАДКИ) ОСНОВАНИЯ.
В курсовом проекте выполнена оценка инженерно-геологических условий строительной площадки разработаны два варианта фундаментов: три типоразмера фундаментов мелкого заложения и три типоразмера свайных фундаментов.
Расчеты фундаментов производились по предельным состояниям второй группы.
Разработана конструкция гидроизоляции выполнено технико-экономическое сравнение вариантов.
Исходные данные для проектирования .
Анализ конструктивных особенностей здания .
Анализ инженерно-геологических условий свойств грунтов оценка расчетного сопротивления грунтов
Расчет фундаментов мелкого заложения
Определение глубины заложения .
Подбор подошвы .. ..
Расчет конечных осадок фундаментов мелкого заложения .. .
Расчет свайных фундаментов
Проектирование свайных фундаментов
Расчет конечных осадок свайного фундамента ..
Указания по устройству гидроизоляции ..
Технико-экономические показатели вариантов фундаментов
Определение объема котлована
Технико-экономическое сравнение
Список используемой литературы
Исходные данные для проектирования
Рисунок 1- План и разрез здания (цех бытового обслуживания)
Рисунок 2- План участка с привязкой на местности
Рисунок 3- Инженерно-геологические разрезы
Значения вертикальной N горизонтальной Q нагрузок и момента М на обрезах фундаментов.
Номер схемы и название сооружения
Цех бытового обслуживания
1.Анализ конструктивных особенностей здания
Здание – цех бытового обслуживания бескаркасное. Несущие стены – продольные и поперечные из керамического кирпича толщиной 380 (внутренние) и 510 мм.(внешние). Длина здания в продольных осях – 46 метров в поперечных – 31 метр. В осях 4-6 имеется подвал (h=2.2 метра). Пространственная жесткость обеспечивается железобетонными плитами перекрытия. Здание состоит из трех блоков высотой 4.5 метра 125 метров и 20 метров.
Анализ инженерно-геологических условий свойств грунтов оценка расчетного сопротивления грунтов
По [1 Ж.4] грунт относится к суглинкам.
Показатель текучести:
По [1 Ж.5] грунт мягкопластичный.
Удельный вес сухого грунта:
Коэффициент пористости:
Удельный вес с учетом взвешивающего эффекта воды: кНм3 По [1 Ж.2] грунт водонасыщенный.
Полное наименование грунта: суглинок мягкопластичный водонасыщенный с коэффициентом пористости e =099.
По [1 Ж.4] грунт относится к супесям.
По [1 Ж5.] грунт пластичный.
По [1 Ж2] грунт водонасыщенный.
Удельный вес с учетом взвешивающего эффекта воды:
Полное наименование грунта: супесь пластичная водонасыщенная с коэффициентом пористости e =052.
Таблица 3. Гранулометрический состав грунта.
По [1 Ж1] грунт относится к мелким пескам (количество частиц d >0.1 составляет 875% )
Степень неоднородности: > 3 неоднородный
Коэффициент пористости: ==051
По [1 Ж2] грунт относится к плотным пескам (е = 051 06)
По [1 Ж2] грунт влажный (05 Sr = 059 08)
Полное наименование грунта: песок мелкий неоднородный плотный влажный.
Оценка несущей способности грунтов.
Грунт №14 (песок мелкий влажный плотный)
Грунт №10 (супесь e=0.52 IL=0.16)
Интерполяцией найдем несущую способность грунта для коэффициента пористости равного:
e=0.5: кгссм2= 300 кПа;
e=07: кгссм2= 242 кПа;
Вторичной интерполяцией найдем несущую способность грунта для коэффициента пористости равного e=052:
Грунт №3 (суглинок e=0.99 IL=0.69)
e=0.7: кгссм2= 2017 кПа;
e=01: кгссм2 = 131 кПа;
Вторичной интерполяцией найдем несущую способность грунта для коэффициента пористости равного e=099
Таблица 4. Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов
Свойства и характеристики
Естественная влажность
Удельный вес частиц γs Кнм3
Удельный вес сухого грунтаγdКнм3
Удельный вес с учетом взвеш-го действия воды γsb Кнм3
Коэффициент пористости e
Степень влажности Sr
Влажность на границе текучести L
Влажность на границе раскатывания P
Число пластичности IP
Удельное сцеплениеC кПа
Угол внутреннего тренияφ град.
Модуль деформацииE МПа
Коэффициент фильтрации КФ смсек.
Степень неоднородности U
Суглинок мягкопластичный
Условное сопротивление R0 кПа
Заключение по данным инженерно-геологического разреза.
Площадка имеет небольшой уклон на юго-восток. Грунт площадки сложен тремя слоями грунтов. Первый слой – песок мелкий (№14) мощность ~ 2 метра расположение – вклинивающее второй (№3) – суглинок мягкопластичный мощность ~ 3.5 метра расположение – горизонтальное третий (№10) – супесь пластичная мощность – условно бесконечная расположение – горизонтальное. Второй (№3) и третий (№10) слои грунта могут служить основанием для возведения фундаментов.
Расчет фундаментов мелкого заложения
1 Определение глубины заложения фундаментов
Глубина заложения фундамента является одним из основных факторов обеспечивающих необходимую несущую способность и деформацию основания не превышающие предельные условию нормальной эксплуатации сооружения и находящиеся в нем оборудования.
Глубина заложения фундамента исчисляется от поверхности планировки.
Определим глубину заложения с учетом следующих факторов:
) Глубина сезонного промерзания грунтов с целью недопущения морозного пучения (климатический фактор) для города Гурьев (Атырау) равна 17 м. согласно карте 1.1 [3].
Определяем расчетную глубину сезонного промерзания по формуле:
(т.к. несущим слоем является супесь)
(т.е. полы по грунту и tint ≥ 20 0С)
гдеkn– коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения для наружных и внутренних фундаментов отапливаемого здания с полами по грунту при температуре воздуха помещений ≥ 20 0С kn=05;
) Гидрогеологические условия площадки - уровень подземных вод на отметке глубины сезонного промерзания ( - 17 м.)
Расстояние от расчетной глубины промерзания df до УПВ в зимний период:
Т.е. несущим является слой супеси пластичной то
d1 ≥ df = 102 (табл2[2])
) По инженерно-геологическим условиям как несущий слой выбираем супесь. Заглубляемся в этот слой минимум на 01-015м.
d1 ≥ 102 + 01 = 112 м
) Конструктивные особенности сооружения (наличие подвала в осях 4-6)
d2 = hП + hПЛ + hФП = 22 + 01 + 03 = 26 м.
Так как подошва фундамента подвальной (d2=26 м) и бесподвальной (d1=112м) части здания находятся на разной высоте необходимо проверить выполнение условия
a – расстояние в плане между фундаментами в свету
φ – расчетное значение угла внутреннего трения.
С учетом заглубления в несущий минимум на 150 мм. выбираем глубину заложения подошвы фундамента для бесподвальной и для подвальной части здания равную d2=29 м.
2 Подбор размеров подошвы фундаментов.
Исходные данные: LH= 1.92; d=26 м; N=076 МН; R0=0.2942 МН.
) По заданной нагрузке N рассчитываем предварительную величину площади подошвы фундамента
где- осредненное значение удельного веса материалов фундамента и грунта на его обрезах = 002 МНм3.
) Округляем полученное значение в сторону ближайшего большего b=3.2 м. и выбираем плиту железобетонную для фундаментов ФЛ 32.12.
) Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле [2 ф.7]:
гд γС1 и γС2 – коэффициенты условий работы принимаемые по [2табл. 3];
К – коэффициент принимаемый равным: K = 10 т.к. С и φ определены непосредственными испытаниями;
Мγ Мq Мс – коэффициенты принимаемые [2табл. 4];
KZ – коэффициент принимаемый равным КZ = 1т.к. b 10 м;
b – ширина подошвы фундамента м;
γ’11 – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды);
γ11 – то же залегающих ниже подошвы;
С11 – расчетное значение удельного оцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d –приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле
где hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;
hcf – толщина конструкции пола подвала м;
γcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;
db – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала м.
d1= 0.5+0.1*2210.86=0.7 м.
) Сравнивания R0 и R1 получаем что разница между R0 и R1 составляет 5 %. Окончательно принимаем ширину фундаментной плиты b=32м.
) Проверяем фактические давление на грунт с учетом веса фундамента и грунта на его обрезах и с расчетным сопротивлением грунта.
где Gф и Gф – вес фундамента и грунта на его обрезах соответственно.
R1=0309 МПа – условие выполняется.
) Проверяем максимальные и минимальные краевые давления по подошве.
– условие выполняется следовательно подбор подошвы проведен верно.
Рисунок 4 . Фундамент №2
Исходные данные: d1=2.9 м; N=044МН; M=005 МН*м; Q=-001Мн
) Округляем полученное значение в сторону ближайшего большего b=2.4 м. и выбираем плиту железобетонную для фундаментов ФЛ 24.12.
) Сравнивания R0 и R1 получаем что разница между R0 и R1 составляет 3 %. Окончательно принимаем ширину фундаментной плиты b=24м.
R1=0302 МПа – условие выполняется.
- условие выполняется
- условие выполняется
Рисунок 5 . Фундамент №3
Исходные данные: d1=29 м; N=062Мн; M=004Мн*м; Q=001Мн
) Округляем полученное значение в сторону ближайшего большего b=2.4 м. и выбираем плиту железобетонную для фундаментов ФЛ 32.12.
(т.к. стена является внутренней)
Рисунок 5 . Фундамент №4
3 Расчет конечных осадок фундаментов мелкого заложения
Исходные данные: ширина железобетонной плиты для фундамента 3.2м. Pср=028Мпа.
hi ≤ 0.4b=0.4*2=128м.
Расчет ведется в табличной форме (в данном случае как вспомогательный инструмент использовался программный продукт Microsoft Excel)
Рисунок 6. Расчетная схема осадки фундамента мелкого заложения
Таблица 5. Расчет конечной осадки фундамента мелкого заложения
В соответствие со СниП 2.02.01-83* для многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования средняя осадкасм.
- условие выполняется следовательно размеры фундамента считаем окончательными.
Расчёт свайных фундаментов
1 Проектирование свайных фундаментов
Глубина заложения ростверка. С учетом условий а) dm б) Величина d должна быть кратна 150. d=(150300450..) выбираем глубину заложения ростверка d=300 мм.
Выбираем забивные призматические железобетонные сваи с предварительно-напряженной продольной арматурой без поперечного армирования (серия СЦ) [7].
Минимальная длина сваи: Lmin = 06 + 1 = 16м.
Примем сваю СЦ 4.5-30 длиной 4.5 м сечением 03x03 м
Несущая способность сваи трения по грунту:
Fd=gc*(gcR*R*A+u*Σgcf*fi*hi) где:
gc – коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc=1
R-расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяемое по табл. 1[3];
A – площадь поперечного сечения сваи принимаемый А=0.3*0.3=0.09 м2;
u – наружный периметр поперечного сечения сваи принимаемый u=0.3*4=12 м;
gcR gcf – коэффициенты условий работы грунта учитывающие влияния способа погружения (при погружении дизель-молотом принимаем gcR=1 gcf=1).
Таблица 6. Характеристики элементарных площадок
Fd = 10*(10*554.687*009+12*(1*(532+561+59+607+624*025)))=91.98 т.
Несущая способность сваи:
Fd -несущая способностью сваи по грунту;
γk =14 (т.к. несущая способность сваи определена расчетом).
F = 91.9814 = 65.7 т.
n=1.2 * NIF=76*1265.7=139 штм
Расстояние между осями сваями в свету:
а = 1n = 1139 = 072 м amin =3d=3*03*09м.
Увеличим размер сваи (принимаем сваю СЦ 6.30 длиной 6 м сечением 03x03 м.)
Несущая способность сваи трения по грунту:
Таблица 7. Характеристики элементарных площадок
Fd = 10*(10*583.69*009+12*(1*(532+561+59+607+656+668*075)))=12741 т.
F =1274114 = 90.9 т.
а =11 = 1 м > amin =09м.
Рисунок 7 . Массив грунта разбитый на элементарные площадки
Таблица 8. Характеристики элементарных площадок
а =108 = 125 м > amin =3d=3*03*09м.
Рисунок 8 . Массив грунта разбитый на элементарные площадки
Несущая способность по грунту сваи трения представляет собой сопротивление грунта под нижним концом и боковой поверхности сваи:
Таблица 9. Характеристики элементарных площадок
n=62*126018=1.24 штм
а =11.24 = 081 м amin =3d=3*03*09м.
Увеличим размер сваи (принимаем сваю СЦ 5.30 длиной 5 м сечением 03x03 м.)
Fd = 10*(10*524.33*009+12*(1*(232+561+59+607+656*075)))=10574 т.
F =1057414 = 75.53 т.
n=62*1275.53=0.99 штм
а =10.99 = 1.1 м > amin =09м.
Рисунок 9 . Массив грунта разбитый на элементарные площадки
2 Расчет конечных осадок свайного фундамента.
Расчет осадки произведем для фундамента №2.
Осредненное значение угла внутреннего трения грунта:
Размеры подошвы условного фундамента:
Вес условного фундамента:
Определим среднее давление грунта по подошве фундамента:
Определим расчетное сопротивление грунта основания
Условие выполняется.
Толщина элементарного слоя hi ≤ 0.4b=0.4*458=183м.
Таблица 10. Расчет конечных осададок свайного фундамента
Рисунок 10. Расчетная схема осадки свайного фундамента
В соответствие со [2 прил.4] для многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования средняя осадкасм.
- условие выполняется следовательно свайный фундамент спроектирован верно.
Указания по устройству гидроизоляции
Необходимо предусмотреть следующие типы гидроизоляции:
Гидроизоляция фундамента находящегося ниже УПВ. На фундаментные блоки наносится гидроизоляционная мастика ТЕХНОНИКОЛЬ №21 (Техномаст). Поверх мастики крепится профилированная мембрана PLANTER standart.
Гидроизоляция стен от увлажнения атмосферными осадками. С наружной стороны стен на высоту 15-20 см от отмостки выполняется штукатурная или облицовочная изоляция.
Защита помещений от грунтовой сырости. По железобетонному подстилающему слою устраивается выравнивающая стяжка. Поверх наносится праймер битумный ТЕХНОНИКОЛЬ №01. Затем устраивается гидроизоляционный слой рулонного самоклеящегося материала Техноэласт БАРЬЕР. Поверх выполняют армированную цементно-песчаную стяжку.
Рисунок 11. Схема гидроизоляции фундамента.
Рисунок 11. Схема гидроизоляции пола.
Технико-экономические показатели вариантов фундаментов
1 Определение объема котлована
Размера котлована определяются исходя из полученных размеров подошвы и глубины заложения фундамента (ростверка). Минимальная ширина зазора между фундаментом и стенкой котлована позволяющая выполнять работы в котловане принимается равной 03 м.
Для фундамента мелкого заложения (глубина заложения 29 м):
Vk- объем котлована м3;
Нк- глубина разработки котлована м;
a и b – длина и ширина котлована понизум;
c и d – длина и ширина котлована по верху м
Для свайного фундамента (глубина заложения 2.32 м):
2 Технико-экономическое сравнение
Таблица №11. Калькуляция
Сметная стоимость на ед. изм руб
Варианты фундаментов
Фундаменты мелкого заложения
Разработка грунта с погрузкой на автомобили самосвалы экскаваторами с ковшом вместимостью 05 м3
Перевозка грузов автомобилями-самосвалами (работающими вне карьеров) расстояние 5 км
Засыпка траншей и котлованов с перемещением грунта до 5 м бульдозерами
Уплотнение грунта пневматическими трамбовками
Погружение дизель-молотом копровой установки на базе экскаватора железобетонных свай длиной до 8 м.
Укладка блоков ленточных фундаментов при глубине котлована до 4 м
Гидроизоляция стен фундаментов горизонтальная оклеечная
Гидроизоляция боковая обмазочная
Устройство песчаного основания под лент. фундаменты
Укладка блоков и плит ленточных фундаментов при глубине котлована до 4 м
Гидроизоляция стен фундаментов горизонтальная оклеечная
Гидроизоляция боковая обмазочная
Сметные цены на материалы
Блоки бетонные для стен подвалов на цементном вяжущем сплошные М100 объемом от 05 м3 и более
Ростверки из бетона класса В225 с расходом стали 100 кгм3
Плиты ленточных фундаментов объемом свыше 06 м3
Сваи забивные цельные сплошного квадратного сечения преднапряженные до 6м.
По итогам технико-экономического сравнения наиболее экономичным является вариант свайного фундамента. Таким образом для строительства цеха бытового обслуживания выбираем свайный фундамент.
Список используемой литературы.
«Расчет оснований и фундаментов зданий и сооружения» Гареева Н.Б. Урманшина Н.Э. Галимнурова О.В. УГНТУ 2006 г.
СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
«Проектирование оснований и фундаментов» Веселов В.А. М. Стройиздат 1984г.
ГОСТ 19804.4-78 «Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола».
ГОСТ 13579-78 «Блоки бетонные для стен подвалов».
ГОСТ 13580-85 «Плиты железобетонные ленточных фундаментов».
Рекомендации по рациональной области применения в строительстве свай различных видов