Расчет и конструирование фундамента здания механического цеха в городе Екатеринбург

КП по грунтам дяди Серёжи.doc

Министерство образования Российской Федерации
Тюменская Государственная
Архитектурно-строительная
кафедра механики грунтов основания и фундаменты
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по курсу «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»
выполнил: ст. гр. С98-5
шифр зачётной книжки 98С-129
проверил: ст. преподаватель
1. ПЛАН строительной площадки №9 и данные инженерно-геологических исследований
II. Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки
1. Определение физико–механических характеристик грунтов
2. Построение инженерно-геологического разреза
3. Заключение по строительной площадке
III. Проектирование фундамента мелкого заложения
1. Определение глубины заложения фундамента
2. Определение основных размеров фундамента в плане
3. Расчёт прочности подстилающего слоя
4. Расчёт осадки фундамента мелкого заложения
5. Определение крена фундамента
IV. Расчёт свайных фундаментов
1. Расчёт свайного фундамента на забивных железобетонных сваях
2. Расчёт свайного фундамента на сваях - оболочках
V. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
VI. Рекомендации по производству работ нулевого цикла
1. Конструирование фундамента
2. Указания по проведению работ по водопонижению
VII. Техника безопасности
VIII. Охрана окружающей среды
1. Снятие плодородного слоя почвы
2. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв
3. Хранение плодородного слоя почвы
Район строительства – г. Екатеринбург
Время производства работ
нулевого цикла - Апрель
здание – силосный бункер
рис. 1. План строительной площадки
Таблица № 1. Литологическое описание слоёв по скважинам
Уровень грунтовых вод обнаружен на глубине 15 метра
Таблица №2. Таблица физико-механических свойств грунтов
рис. 2. План и разрез проектируемого здания
1. Определение физико–механических характеристик грунтов
Данные лабораторных исследований грунтов приведены в таблице №2 раздела «исходные данные».
Для более точной характеристики грунтов основания необходимо определить дополнительные расчётные характеристики каждого слоя:
торф: плотность скелета грунта: γd = γ (1+W) = 82(1 + 024) = 66(кНм3);
коэффициент пористости: e = (γs – γd)γd = (160 – 66) 66 = 142;
степень влажности: Sr = W γs (е γw) = 024160(14210) = 027;
песок мелкий: плотность скелета грунта: γd = γ (1+W) = 190(1 + 016) = 164(кНм3);
коэффициент пористости: e = (γs – γd)γd = (266– 164) 164 = 062;
степень влажности: Sr = W γs (е γw) = 016266(06210) = 069;
коэффициент относительной сжимаемости: mv = mo(1+ ео) =
модуль деформации: E = mv = 074008 = 925 (МПа)
суглинок: плотность скелета грунта: γd = γ (1+W) = 189(1+ 030) = 145(кНм3);
коэффициент пористости: e = (γs – γd)γd = (258-145)145 = 099;
степень влажности: Sr = W γs (е γw) = 030258(09910) = 078;
показатель текучести: IL = (W - Wp)(WL-Wp) = (30 - 29)(37 –
число пластичности: Ip = (WL-Wp) = (37 – 29) = 8;
коэффициент относительной сжимаемости: mv = mo(1+ ео) =
модуль деформации: E = mv = 062012 = 52 (Мпа)
суглинок: плотность скелета грунта: γd = γ (1+W) = 170(1 + 030) = 1308(кНм3);
коэффициент пористости: e = (γs – γd)γd = (260 – 1308) 1308 = 099;
степень влажности: Sr = W γs (е γw) = 030260 (09910) = 078;
показатель текучести: IL = (W - Wp)(WL-Wp) = (30 – 28)( 40 –
число пластичности: Ip = (WL-Wp) = 40 – 28 = 12;
модуль деформации: E = mv = 062006 = 104 (Мпа)
где = 1- 2n2(1- n) – безразмерный коэффициент принимаемый для упрощения расчётов;
n - коэффициент Пуассона определяемый по ГОСТ 20276-85 «ГРУНТЫ.Методы полевого определения характеристик деформируемости» принимаемый равным:
7 - для крупнообломочных грунтов;
0 - для песков и супесей;
Таблица №3. Характеристика грунтов основания согласно ГОСТ 25100-95 «ГРУНТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ»
грунт – малой степени водонасыщения
песок мелкий средней плотности
грунт – очень плотный
грунт – неводопроницаемый
грунт – средней степени водонасыщения
суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый
Инженерно-геологический геологический разрез (геологический профиль) строится по данным лабораторных исследований и геодезических изысканий. Геологический профиль приведён на рис. 3.
рис. 3. Геологический профиль строительной площадки № 9
Судя по геологическому профилю на строительной площадке существуют перепады высот до 2 метров грунты имеют слоистое напластование.
Первый слой: торф — органический грунт образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ. Не может служить основанием под фундамент т.к. имеет модуль деформации Е 5 МПа.
Второй слой: песок мелкий средней степени водонасыщения с модулем деформации Е = 925 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Третий слой: суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый средней степени водонасыщения с модулем деформации Е = 52 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Четвёртый слой: суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый средней степени водонасыщения с модулем деформации Е =104 > 5 МПа может служить естественным основанием.
При строительстве на данной площадке могут быть использованы фундаменты любого типа при условии залегания ниже верхнего слоя (торфа).
Обратную засыпку выполняем из песка совпадающего по характеристикам с грунтом второго слоя.
Для окончательного определения вида фундамента рассчитаем три варианта устройства фундамента и сравним их по технико-экономическим показателям.
К расчёту приняты: 1. фундамент мелкого заложения;
свайный фундамент на забивных железобетонных сваях;
свайный фундамент на сваях - оболочках.
В каркасе здания предусмотрены дополнительные связи что определяет жёсткую схему расчёта.
Проектирование фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»
Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn м допускается определять по формуле:
где Mt = 153+134+73+71+133 = 564 -безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в
г. Екатеринбурге принимаемых по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»;
d0 - величина принимаемая равной м для:
суглинков и глин - 023;
супесей песков мелких и пылеватых - 028;
dfn = 028√564 = 21(м);
рис. 4. К определению глубины заложения и основных размеров фундамента
Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df м определяется по формуле
где dfn = - нормативная глубина промерзания
kh -коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений - kh = 11
поскольку уровень грунтовых вод обнаружен на глубине dw =15(м) df =231(м);согласно табл. 2 СНиП принимаем глубину заложения фундамента d = 231(м) = df
Необходимо рассчитать площадь внецентренно-загруженного фундамента при заданных значениях нагрузок N = 800 kH и M = 25
Определение требуемой площади
Сначала рассчитаем фундамент как центрально-загруженный:
где: Аф – требуемая площадь фундамента;
N = 800 кН – нагрузка действующая на фундамент;
γcp = 20 кНм3 – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его срезах;
Ro = 300 кПа – ориентировочное расчётное сопротивление песка мелкого второго слоя (табл.2 прил. 3 СНиП);
d = 231 м – глубина заложения фундамента;
Аф = 800(300-20231) = 315(м2);
Определение требуемой ширины фундамента
Ширина фундамента определяется методом последовательного приближения по формуле:
где: К = lb - безразмерный коэффициент в первом приближении принимаемый равным 1 (сечение подошвы фундамента в форме квадрата).
bтр = √ 3151 = 178(м) принимаем b = 18(м) (см. рис. 4) тогда Аф = 324(м2);
Определение расчётного сопротивления грунта
Среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R кПа (тсм2) определяемого по формуле
где gс1 = 13 - коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3;
gс2 = 13 - коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3;
k -коэффициент принимаемый равным: k1 = 1 т.к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;
Мg = 069 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Мq = 365 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Mc = 624 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
kz -коэффициент принимаемый равным kz = 1при b 10 м;
b = 18 (м) - ширина подошвы фундамента м;
gII = (132069+18955+1755)(069+55+55) = 1872 (кНм3) -осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
gII = (1901+132081+8214) 231 = 731(кНм3) - то же залегающих выше подошвы;
γ3 = (γs – γw)(1+ e)=(266 – 10)(1 + 062) = 132(кНм3) – удельный вес песка с учётом взвешенного действия воды;
сII -расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (для сыпучих грунтов
d1 = 231 (м) - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки;
db =0 -глубина подвала;
R = 1313 (0691181872 + 365231132+ 0 + 0) = 30793 (кПа)
Определение давления по подошве фундамента
При определении давления по подошве фундамента необходимо учесть эксцентриситет приложения нагрузкипоэтому давление по подошве фундамента определяется по формуле:
е = М Ne = 259497 = 0026(м) – эксцентриситет приложения нагрузки;
Выбранные размеры подошвы фундамента удовлетворяют условию 241 СНиП:
Р = 2931 (кПа)R = 30793 (кПа);
а также соответствуют требованию 249 СНиП
условие работы фундамента на опрокидывание выполняется:
Pmin = 2931 (кПа)>0.
Принимаем выбранные размеры за окончательные.
Определение расчётного сопротивления грунта подстилающего слоя
Для определения расчётного сопротивления грунта подстилающего слоя в стандартную формулу вместо b подставляем Вусл. (см. рис. 5).
Вусл = b+2tgα43 = 18 + 2tg(234)049 = 19(м);
рис. 5. К определению прочности подстилающего слоя
Мg = 047 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Мq = 289 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Mc = 548 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
gII = (18955+1755)(55+55) = 1795 (кНм3) -осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
gII = (8214+1901+132069)3 = 1734(кНм3) - то же залегающих выше подошвы;
сII = 0020МПа = 20(кПа) -расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (суглинка полутвёрдого третьего слоя);
R = 1211 (0471191795 + 2892311734 + 0 + 54820) = 3333 (кПа).
Ввиду того что Rподст. слоя =3333 кПа > Rосн.= 30793 кПа к тому же грунт подстилающего слоя обладает связностью - проверку прочности подстилающего слоя делать не требуется.
Расчёт осадки фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»
Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия
где s - совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом в соответствии с указаниями прил. 2;
su = 30(см)- предельное значение совместной деформации основания и сооружения для отдельно стоящего силосного корпуса сборной конструкции.
Определение hi (толщины расчётного слоя)
Сжимаемая толща разбивается на слои с обязательным соблюдением двух условий:
Элементарный слой при разбивке не должен превышать 04b
состав грунта элементарного слоя должен быть однородным
h исходя из условия однородности грунта слоя принимаем h
рис. 6. К расчёту осадки фундамента мелкого заложения
Определение мощности сжимаемой толщи
Мощность сжимаемой толщи определяется из условия:
zрi = Роα - дополнительное давление на грунт
Ро = P - zgo = 30793 – 4385 = 26408 (кПа)
zgo = γ d = 4385(кПа)
α – коэффициент зависящий от формы и глубины заложения фундамента определяемый по табл. 1 прил. 2 СНиП.
zg - природное давление грунта.
Результаты расчётов по определению природного и дополнительного давления сведены в таблицу.
Таблица №3. Определение мощности сжимаемой толщи
Определение осадки фундамента
Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (см. рис. 6) определяется методом послойного суммирования по формуле
где: b - безразмерный коэффициент равный 08;
n = 6 - число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Т.к. во всех расчётных слоях кроме первого hi неизменяемо можно упростить выражение (*):
S = 08 06[(26408+21971)(92502) + (21971+15290)(25200) + (15290+ 8873)(25200) + (8873+5730)(2 5200) + (5730+3723)(25200) + (3723+28520)(25200)] = = 0114(м) = 114(см);
S = 114(см) Su = 30(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП по двум группам предельных состояний.
Расчёт ведётся на соблюдение условия
где: iu = 0004 – предельная деформация крена для отдельно стоящего силосного корпуса сборной конструкции.
Крен фундамента i при действии внецентренной нагрузки определяется по формуле
где: E = 925(МПа) - модуль деформации грунта основания;
v = 030 -коэффициент Пуассона грунта основания (значение v принимается по п. 10. прил.2 СНиП)
kе = 1 -коэффициент принимаемый по табл. 5 прил.2 СНиП;
N = 9497 (кН) - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент в уровне его подошвы;
е = 0026(м) -эксцентриситет;
а = 212 (м) -диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента в направлении которой действует момент; для фундамента с подошвой в форме правильного многоугольника площадью А принимается ;
km = 050 -коэффициент принимаемый по табл.3. прил.2 СНиП.
i = (1- 0302) 19497 0024 = 00038 iu = 0004 – крен фундамента не превышает
50050(2122)3 допустимого
Расчёт свайных фундаментов ведётся в соответствии с требованиями
СНиП 2.02.03-85 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
где: N - расчетная нагрузка передаваемая на сваю;
Р - допустимая нагрузка на сваю.
К расчёту принята свая СН 9-30 по ГОСТ 19804.2-79* ;
глубина котлована d = 14 (м);
способ погружения свай – погружение механическим дизель-молотом
вес сваи – 205(т)=205(кН);
Определение несущей способности сваи
рис. 7. К расчету забивной сваи
Несущую способность Fd кН (тс) 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
где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
R = 5580(кПа) - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимаемое по табл.1;
A = 009(м2) - площадь опирания на грунт сваи принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или;
u = 12(м) - наружный периметр поперечного сечения сваи;
gcR = 1 и gcf = 1 -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.
Fd = 115580009 + 121[(1631)+(18528)+(1957)+(1861)+(1635)] = 9137(кН);
Определение допустимой нагрузки на сваю
Допустимая нагрузка на сваю определяется по формуле:
Р = Fd γк = 913714 = 6266 (кН);
где: γк =14 - коэффициент надёжности сваи (п. 3.10. СНиП);
Определение количества свай под одну колонну
Изначально определим количество свай как для центрально нагруженного фундамента:
n = NР = 8006266 = 13 принимаем n = 2.
Конструирование ростверка и проверка несущей способности сваи
Ввиду того что эксцентриситет приложения нагрузки сравнительно мал конструируем ростверк симметричным (см.рис.8). Принимаем высоту ростверка равной 500мм высоту подколонника 600мм глубина заделки свай в ростверк 300 мм.
рис. 8. Конструирование ростверка
Для фундаментов с вертикальными сваями расчетную нагрузку на сваю допускается определять по формуле
где Nd = Nроств + N = (151514)20+800 = 863(кН)- расчетная сжимающая сила;
Nроств – вес ростверка и грунта действующего на ростверк;
n = 2 -число свай в фундаменте;
х= 0 у = 045(м) -расстояния от главных осей до оси каждой сваи для которой вычисляется расчетная нагрузка м.
Nmax = 8632 + 25045(20452) = 4871(кН) Р = 6266(кН) запроектированный фундамент удовлетворяет требованиям СНиП по первой группе предельных состояний.
Расчёт осадки свайного фундамента
Расчёт осадки свайных фундаментов аналогичен расчёту осадки фундаментов мелкого заложения за исключением того что расчёт ведётся на условный фундамент (см. рис. 9).
рис. 9. К расчёту осадки фундамента на забивных жб сваях
φср = (2316+1955+16125)(16+55+125) = 193(град);
α = 1934 = 48(град);
Вусл = 06 +2835tg48 = 2(м);
Lусл = 03 +2835tg48 = 17(м);
Определим давление на грунт у подошвы условного фундамента:
P = (N+Nсв+Nгр+Nроств)(BуслLусл) = (800+205+663+63)(217) = 4549(кПа);
Nгр=20975217=663(кН);
zро = Роα = Ро = P - zgo = 4549– 195= 2599(кПа)
zgo = 20975=195(кПа)
расчёты по определению мощности сжимаемой толщи сведены в таблицу:
Таблица №4. Определение мощности сжимаемой толщи
Расчёт осадок ведётся до глубины d = 25 (м) от подошвы условного фундамента.
S = 0805 [(2599+2477)2+(2477+1639)2+(1639+1003)2+(1003+673)2+(673+382)2] =
400 = 0024(м) = 24(см);
S = 24(см) Su = 30(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП.
К расчёту принята свая СК 9-40 по ГОСТ 19804.5-83;
способ погружения свай – вибропогружение
вес сваи – 191(т) = 191(кН);
рис. 10. К расчету сваи-оболочки
Расчёт ведётся сваи СК 10-60 определяем аналогично п. 4.1. пояснительной записки:
A = d24 = 0126(м2) - площадь опирания на грунт сваи м2 принимаемая по площади сваи-оболочки нетто;
u = 2 R = 19(м) - наружный периметр поперечного сечения сваи;
gcR = 08 и gcf = 09 -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.
Fd = 10857600126+ 0919[(1631)+(18528)+(1957)+(1861)+(1635)] =
Р = Fd γк = 1310514 = 9361 (кН);
n = NР = 8009361 = 089 принимаем n = 1
рис. 11. Конструирование ростверка
Ввиду того что эксцентриситет приложения нагрузки сравнительно мал конструируем ростверк симметричным (см.рис.9). Принимаем высоту ростверка равной 500мм высоту подколонника 600мм глубина заделки сваи в ростверк 300 мм.
Nd = G + N = (1114)20+800 = 848(кН)- расчетная сжимающая сила;
G – вес ростверка и грунта действующего на ростверк;
n = 1 -число свай в фундаменте;
х= 0 у = 0-расстояния от главных осей до оси каждой сваи для которой вычисляется расчетная нагрузка м.
N = 8481 + 0 = 848 (кН) Р = 9361 (кН) запроектированный фундамент удовлетворяет требованиям СНиП по первой группе предельных состояний.
рис. 12. К расчёту осадки фундамента на сваях-оболочках
φср = (2316+1955+161)(16+55+1) = 193(град);
Вусл = 04 +2835tg48 = 18(м);
Lусл = 04 +2835tg48 = 18(м);
P = (N+Nсв+Nгр+Nроств)(BуслLусл) = (800+191+6156+63)(1818) = 4623(кПа);
Nгр=20951818=6156(кН);
zро = Роα = Ро = P - zgo = 4623– 190 = 2723(кПа)
Расчёт осадок ведётся до глубины d = 28 (м) от подошвы условного фундамента.
S = 0807 [(2723+2266)2+(2266+1228)2+(1228+779)2+(779+389)2] =
400 = 0031(м) = 31(см);
S = 31(см) Su = 30(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП.
В данном проекте предложены три варианта устройства фундамента. Эти варианты отличаются друг от друга материалом и конструкцией фундамента глубиной его заложения шириной подошвы подготовкой основания и т.д. поэтому для окончательного выбора типа фундамента необходимо провести технико-экономическое сравнение предложенных вариантов. Характеристики сведены в таблицу.
Таблица №6. Технико-экономическое сравнение вариантов устройства фундамента под одну колонну
Вид работ и конструкций
Стоимость ед. измер.
Разработка грунта под фундаменты
Монолитный железобетон
Сваи квадратного сечения
Примечание: таблица составлена в ценах 1960 г.
Как видно из технико-экономического сравнения предложенных вариантов минимальные затраты связаны с возведением фундамента мелкого заложения поэтому в дальнейшую разработку рекомендуется принять именно этот тип фундамента.
рис. 13. Конструирование фундамента мелкого заложения
По результатам расчётов сконструирован фундамент – трёхступенчатый монолитный из бетона марки М300 (см. рис. 13).Высота ступеней – 500 и 400 мм высота стакана под колонну – 810 мм сечение поколонника 700700 мм. Фундаментная плита армируется сварной сеткой С-1 подколонник армируется сварной сеткой С-2 для восприятия изгибающего момента конструктивно назначается сетка С-3. защитный слой бетона не менее 25 мм.
До начала работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений находящихся в зоне работ а также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций.
При проведении водопонизительных работ следует предусматривать меры по предотвращению разуплотнения грунтов а также нарушению устойчивости откосов котлована и оснований расположенных рядом сооружений.
При применении водоотлива из котлованов и траншей фильтрующие откосы и дно при необходимости следует пригружать слоем песчано-гравийного материала толщина которого назначается в проекте. Вместимость зумпфов должна быть не менее пятиминутного притока воды к ним.
При устройстве дренажей земляные работы следует начинать со сбросных участков с продвижением в сторону более высоких отметок а укладку труб и фильтрующих материалов — с водораздельных участков с продвижением в сторону сброса или насосной установки (постоянной или временной).
После ввода водопонизительной системы в действие откачку следует производить непрерывно.
Насосные агрегаты установленные в резервных скважинах а также резервные насосы открытых установок должны периодически включаться в работу в целях поддержания их в рабочем состоянии.
Водопонизительные системы следует оборудовать устройствами автоматического отключения любого агрегата при понижении уровня воды в водоприемнике ниже допустимого.
Все постоянные водопонизитильные и водоотводящие устройства используемые в период строительства при сдаче в постоянную эксплуатацию должны соответствовать требованиям проекта.
При эксплуатации водопонизительных систем в зимнее время должно быть обеспечено утепление насосного оборудования и коммуникаций а также предусмотрена возможность их опорожнения при перерывах в работе.
Перед началом производства земляных работ необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод с помощью временных или постоянных устройств не нарушая при этом сохранность существующих сооружений.
При пересечении откосом котлована водоупорных грунтов залегающих под водоносным слоем на кровле водоупора следует делать берму с канавой для отвода воды.
При отводе подземных и поверхностных вод следует исключать подтопление сооружений образование оползней размыв грунта заболачивание местности
VII.Техника безопасности
Требования по технике безопасности представлены в соответствии со СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве»
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациям эксплуатирующими эти коммуникации мероприятия по безопасным условиям труда а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками или надписями.
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера а в охранной зоне кабелей находящихся под напряжением или действующего газопровода кроме того под наблюдением работников электро- или газового хозяйства.
Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка скотомогильники кладбища и т.п.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.
Котлованы и траншеи разрабатываемые на улицах проездах во дворах нас ленных пунктов а также местах где происходит движение людей или транспорта должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 24307. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки а в ночное время - сигнальное освещение.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 05 м от бровки выемки.
Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений в нескальных и незамерзших грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений допускается на глубину не более м:
- в насыпных песчаных и крупнообломочных грунтах;
0 - в суглинках и глинах.
При невозможности применения инвентарных креплений стенок котлованов или траншей следует применять крепления изготовленные по индивидуальным проектам утвержденным в установленном порядке.
При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 05 м.
Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.
Производство работ в котлованах и траншеях с откосами подвергшимися увлажнению разрешается только после тщательного осмотра производителем работ (мастером) состояния грунта откосов и обрушения неустойчивого грунта в местах где обнаружены "козырьки" или трещины (отслоения).
Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 13 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.
Котлованы и траншеи разработанные в зимнее время при наступлении оттепели должны быть осмотрены а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов или креплений.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
При разработке выемок в грунте экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом чтобы в процессе работы не образовывались "козырьки" из грунта.
Требования по охране окружающей среды представлены в соответствии с ГОСТ 17.4.3.02-85 «ОХРАНА ПРИРОДЫ. ПОЧВЫ. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».
1. Снятие и рациональное использование плодородного слоя почвы при производстве земляных работ следует производить на землях всех категорий.
2. Плодородный слой почвы снятый при строительстве линейных сооружений мелиоративных объектов должен быть использован без его складирования и хранения для рекультивации нарушенных строительством земель и на прилегающих малопродуктивных угодьях.
3. Целесообразность снятия плодородного потенциально-плодородного слоев почвы и их смеси устанавливают в зависимости от уровня плодородия почвенного покрова конкретного региона природной зоны типов и подтипов почв и основных показателей почв: содержания гумуса показателя концентрации водородных ионов (рН солевой вытяжки водного раствора) содержания поглощенного натрия по отношению к сумме поглощенных оснований сумме водо-растворимых токсичных солей сумме фракций менее 001 мм.
4. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв на глинистых суглинистых и супесчаных почвах следует снимать для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель. На почвах песчаного механического состава плодородный слой должен быть снят только на освоенных и окультуренных землях.
5. На участках занятых лесом плодородный слой почвы мощностью менее 10 см не снимается.
6. Снятие плодородного и потенциально-плодородного слоев почвы следует производить селективно. Плодородный слой почвы должен быть использован для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель; потенциально-плодородный слой почвы должен быть использован в основном для биологической рекультивации земель.
7. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв используемые для землевания и биологической рекультивации земель должны соответствовать требованиям ГОСТ 17.5.3.05-84.
8. Потенциально-плодородный слой почвы при производстве земляных работ следует снимать отдельно от потенциально-плодородных пород.
1. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв должна быть установлена на основе:
оценки уровня плодородия почвы и структуры почвенного покрова;
оценки плодородия отдельных генетических горизонтов почвенного профиля основных типов и подтипов почв.
2. Оценку уровня плодородия почв следует производить на основании изучения данных об их свойствах и при наличии данных урожайности основных сельскохозяйственных культур.
3. При установлении мощности снимаемого плодородного слоя почв следует руководствоваться следующими показателями:
уровень плодородия смеси снимаемых слоев должен быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий подлежащих землеванию в конкретном регионе;
плодородие нижнего снимаемого горизонта или его части должно быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий конкретного региона.
4. Показатели свойств почв по которым устанавливают мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв следует дифференцировать в зависимости от типов и подтипов почв различных природных зон от условий почвообразования и других факторов влияющих на изменение мощности почвенного профиля.
1. Плодородный слой почвы не использованный сразу в ходе работ должен быть сложен в бурты соответствующие требованиям ГОСТ 17.5.3.04-83.
2. Поверхность бурта и его откосы должны быть засеяны многолетними травами если срок хранения плодородного слоя почвы превышает 2 года. Откосы бурта допускается засеивать гидроспособом.
3. Плодородный слой почвы может храниться в буртах в течение 20 лет.
4. Под бурты должны быть отведены непригодные для сельского хозяйства участки или малопродуктивные угодья на которых исключается подтопление засоление и загрязнение промышленными отходами твердыми предметами камнем щебнем галькой строительным мусором.
СНиП 2.02.01-83 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ» – М.: Стройиздат1985.
СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика – М.: Стройиздат1960.
СНиП 2.02.03-85 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ» – М.: Стройиздат1987.
ГОСТ 20276-85 «ГРУНТЫ.Методы полевого определения характеристик деформируемости» – М.: Стройиздат1985.
ГОСТ 25100-95 «ГРУНТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ» – М.: Стройиздат1995.
ГОСТ 19804.2-79* «СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЦЕЛЬНЫЕ СПЛОШНОГО КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ С ПОПЕРЕЧНЫМ АРМИРОВАНИЕМ СТВОЛА С НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ. КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ» – М.: Стройиздат1960
ГОСТ 19804.5-83 «СВАИ ПОЛЫЕ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ И СВАИ-ОБОЛОЧКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЦЕЛЬНЫЕ С НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ. КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ» – М.: Стройиздат1960.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат1960.
Далматов Б.И. Механика грунтов. Основания и фундаменты.- М.: Стройиздат 1988.

Пояснительная записка по фундаменту №9.9.docx

Федеральное агентство по образованию ГОУВО
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра оснований и фундаментов
Пояснительная записка
к курсовому проекту:
« Основания и фундаменты»
« Расчет и конструирование фундамента
здания механического цеха
в городе Екатеринбург »
Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.3
Задание на курсовой проек . .. .4
Сбор нагрузок на фундамент .. .5
Оценка инженерно – геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.6
Определение глубины заложения фундамента.7
1. Определение нормативной величины сезонного промерзания грунта.7
2. Определение расчетной величины сезонного промерзания грунта.7
3. Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания или сооружения.7
Фундамент мелкого заложения8
1. Определение формы и подошвы фундамента
2 Определение осадки основания фундамента мелкого заложения 11
2.1. Определение осадки основания фундамента мелкого заложения
методом послойного суммирования 11
2.2. Определение осадки основания фундамента мелкого заложения
методом эквивалентного слоя11
Расчет свайных фундаментов 13
1.1. Первый вариант – забивная свая.13
1.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.17
1.2.1 Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай
методом эквивалентного слоя.17
1.2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.
мотодом послойного суммирования19
2. Второй вариант – буронабивная свая.20
2.2.Расчет осадки основания свайного фундамента из буронабиных свай.23. 7.2.2.1.Расчет осадки основания свайного фундамента из буронабиных свай.методом послойногосуммирования23
2.2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.
методом эквиваленстного слоя25
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.26
Список литературы.27
Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.
Задание на курсовую работу №9
Место строительства г. Екатеринбург
Время производства работ нулевого цикла ноябрь
Расчетный фундамент обозначен на задании.
Проектируемое сооружение – механический цех(№ 9)
Сбор нагрузок на фундамент.
Наименование нагрузки
Оценка инженерно – геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.
Определение дополнительных физико-механических характеристик грунтов:
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины (0-14 м). Вид грунта - торф.
Удельный вес минеральных частиц s=160 кНм3; удельный вес грунта =82кНм3; влажность W=24%.
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(16082)(1+024)-1=141 - коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=02416001421000=027 – степень влажности;
Вывод: грунт малой влажности (0Sr05).
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 14 – 30 м. Вид грунта песок мелкий.
Удельный вес минеральных частиц s=266 кНм3; удельный вес грунта =190 кНм3; влажность W=16 %.
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(266190)(1+016)-1=0624коэфф.пористости;
Sr=Wsеw=016266006241000=068 – степень влажности;
Е=28 МПа (табл.1 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: (05Sr08) грунт средней влажности.
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 3 – 85 м. Вид грунта суглинок.
Удельный вес минеральных частиц s=258 кНм3; удельный вес грунта =189 кНм3; влажность W=30 %.
Jр=WL-WP=37-29=8 78 17 – число пластичности (суглинок);
JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-29)(37-29)=0125 – показатель текучести (0 JL 025 – полутвёрдая);
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(258189)(1+030)-1=077 – коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=0325800771000=1 – степень влажности;
Е=17 МПа (табл.3 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: грунт насыщенный водой (Sr=10)
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 85 – 14 м. Вид суглинок.
Удельный вес минеральных частиц s=260 кНм3; удельный вес грунта =170 кНм; влажность W=30 %.
Jр=WL-WP=40-28=12 712 17 – число пластичности (суглинок);
JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-28)(40-28)=016 – показатель текучести
(0 JL 025-полутвёрдая);
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(260170)(1+03)-1=095 – коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=030260009881000=078 – степень влажности;
Е=11 МПа (табл.3 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: грунт средней влажности (05Sr08)
Определение глубины заложения фундамента.
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
сезонного промерзания грунтов;
конструктивной особенности здания или сооружения;
инженерно – геологических условий строительной площадки;
наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
1. Определение нормативной величины сезонного промерзания грунта.
dfn=do (2) (СНиП 2.02.01-83)
где: dfn – нормативная глубина промерзания грунта;
Mt = 559 (г. Екатеренбург) – сумма отрицательных среднемесячных температур за зимний период в районе строительства взятых по абсолютной величине;
do=028 (для песков мелких) – коэффициент зависящий от вида грунта;
2. Определение расчетной величины сезонного промерзания грунта.
Расчётная глубина сезонного промерзания df определяется по формуле (3) (СНиП 2.02.01-83):
где: dfn - нормативная глубина промерзания;
kh - коэфф. учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл.1 (СНиП 2.02.01-83);
kh=11 df=112209=23 м. dw≤ df+2
3. Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания или сооружения.
Окончательное значение глубины заложения фундамента принято по конструктивным требованиям и равно d=255 м исходя из типоразмера фундамента.
Фундамент мелкого заложения.
1. Определение формы и размеров подошвы фундамента мелкого заложения.
Фундамент проектируется столбчатым отдельно стоящим. Т.к. нагрузка действующая на него приложена центрально задаемся прямоугольной формой подошвы фундамента с равными сторонами в плане.
Размеры подошвы фундамента определяются методом последовательных приближений.
Расчётное сопротивление грунта определяетсяпо формуле (7) (СНиП 2.02.01-83):
R=[MkzII+Mqd1II+(Mq-1)dbII+MccII]
где: с1с2 коэффициенты условий работы принимаемые по табл.3
с1=13 с2=11;т..к LH=6
k=10 т.к. прочностные характеристики определены непосредственно испытаниями
M Mq Mc коэффициенты принимаемые по табл.4(для ):
M=069 Mq=3.65 Mc=6.24;
kz=1 коэффициент при b10м.b-ширина подошвы фундамента;
II осредненное расчётное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента.
II тоже выше подошвы фундамента
cII расчётное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (cII=0 МПа);
d1 - глубина заложения фундмента от уровня планировки (d1=2.45 м);
R=[bMkzII+Mqd1II +MccII]
R= [0.6069118+3.652.5513+6.240]= 183кПа.
Площадь подошвы Aусл=N(R-срd)=1994(184-2023)=144 м2
Учитывая что фундамент является центрально нагруженным принимаем сборный фундамент под колонну серии 1.020-1(марка фундамента ФФ1-1) прямоугольный в плане со стороной b=15м. А=225 м2.
где: N нагрузка в уровне верха фундамента N=1994 кНм;
ср средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунта;
d глубина заложения фундамента (d=255 м);
Для центрально нагруженного фундамента должно выполняться условие:
Определим среднее давление по подошве фундамента:
P = = N0+ Nгр+ф= N0+ А *d*ср
где: N= =1994+225*0.6*2.55*20=26825 кН;
Условие выполняется принимаем столбчатый фундамент квадратного сечения со стороной b=15м. А=225м2 и V=2.38м3 с учётом модульности и унификации конструкции.
Найденная величина P(средняя) не только удовлетворяет условию но и блика к расчетному сопротивлению грунта что подтверждает разница между ними менее 10%.
2 Определение осадки основания фундамента мелкого заложения.
Осадка основания определяется методом послойного суммирования по формуле:
(1) прил.2 (СНиП 2.02.01-83)
где -безразмерный коэффициент равный 08;
-соответственно толщина и модуль деформации
-среднее значение дополнительного вертикального напряжения в
(2) прил.2 (СНиП 2.02.01-83).
где -коэффициентпринимаемый по табл.1 прил.2 (СНиП 2.02.01-83);
-дополнительное вертикальное давление на основание;
p-среднее давление под подошвой фундамента;
-вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
Нижняя граница сжимающей толщи основания принимается на глубине z=Hc где выполняется условие т.к. граница сжимаемой толщи грунта проходит в грунте с Е > 5 МПа.
-вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяемое по формуле:
(6) прил.2 (СНиП 2.02.01-83)
-удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента;
-удельный вес и толщина
Чтобы избежать интерполяции по таблице 1(СНИП 2.02.01-83 приложение 2) зададимся соотношением тогда высота элементарного слоя составит
Примечание: первый слой принимаем так же 06 для удобства расчётов и оформления схемы в виду малости разности между элементарным и фактичеким слоями равной 005 м а следовательно не значительности влияния на по последующий ход расчёта
Осадка удовлетворяет требования норм т.к. она меньше максимально допустимой осадки основания для одноэтажного производственного здания с полным железобетонным каркасом определяемая по прил.4. Smaxu = 8 см.
Расчет фундаментов глубокого заложения.
1.1. Первый вариант – забивная свая.
Фундамент проектируется на действие нагрузки N=1994 кН.
Выбираем стандартную жб сваю С6-30 ГОСТ 19804.1-79* сечением 03036 длина острия 250 мм.
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует расчитывать исходя из условия:
NсвFdk 3 (СНиП 2.02.03-85)
где N расчетная нагрузка передаваемая на сваю;
Fd расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;
k коэффициент надежности (k=14).
Так как несущая способность висячих свай по материалу больше чем по грунту определяем несущую способность принятой сваи:
Fd=c(CRRA+uCfhifi) 8 (СНиП 2.02.03-85)
Расчетное сопротивление для суглинков под концом забивных свай на глубине 876 м R=5675 кПа (табл.1 СНиП 2.02.03-85);
Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:
первый слой – Песок мелкий h1=045 м середина его находится на глубине z1=2775 м f1=335 кПа;
второй слой - суглинок h2=2 м середина его находится на глубине z2=4 м f2=53 кПа;
третий слой - суглинок h3=2 м середина его находится на глубине z3=6 м f3=58 кПа;
четвертый слой - суглинок h4=1.1 м середина его находится на глубине z4=755м f4=61 кПа;
примечание: последний четвёртый слой приняли 1 м для удобства расчёта. Основываюсь тем что оба слоя на границе пересечения являются суглинками и не имеют значительной разности по свои свойствам. Свая проникает в следующий слой суглинка на 260 мм прибавили к предыдущему слою 750 мм - получили 1.1м.
Fd=10 (105675009+12*1*(045335+253+258+161+))= 868 кН.
Определяем нагрузку на сваю:
Определяем давление по подошве ростверка:
Площадь ростверка для сваи:
Определение веса ростверка и грунта на его уступах:
Определение количества свай в ростверке:
n = принимаем 2 сваи так как на фундамент действует некоторый момент от движения крана по кран-балке.
Конструирование ростверка:
Ростверк кустов свай конструируется как обычные фундаменты мелкого заложения с учётом модульности и унификации конструкции. В данном случае выбираем ростверк серии РС-1 под колонну сечением 300×300 и учитывая наличия двух свай замоноличинного в него.
Так как сваи воспринимают момент от крана сопряжение ростверка со сваей делаю жёстким для чего головы сваи разбивают и обнажённую арматуру замоноличивают в ростверк.
Фактический вес ростверка:
Должно выполняться условие:
Находим условную площадь фундамента.
Aусл=Bусл Lусл=26*1=2.6 м2.
Среднее давление в плоскости подошвы фундамента:
d1 - глубина заложения фундмента от уровня планировки (d1=876 м);
Расчётное сопротивление грунта определяется
по формуле(7)(СНиП 2.02.01-83):
с1=125 с2=10;т..к LH=6 и грунт пылевато-глинистый.
M=036 Mq=243 Mc=499;
cII расчётное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (cII=003 МПа);
R= [2.6036117+243876175+6.24003]= 485кПа.
Дожно выполняться условие:
Условие выполняются поэтому фундамент принимается из 2 свай.
1.2. Расчет осадки основания свайного фундамента.
где -коэффициент принимаемый по табл.1 прил.2 (СНиП 2.02.01-83);
2.1. Второй вариант – буронабивная свая.
фундамент на действие распределенной нагрузкой равной N=199.4кН.
В соответствии с конструкцией сооружения необходимо запроектировать фундамент из буронабивных свай.
Выбираем буронабивную сваю диаметром 04 м. длиной 60 м марки БССм.. без уширения.
Свая работает на центральное сжатие. Заделка сваи в ростверк 40 см.
Определяем несущую способность принятой сваи:
Расчетное сопротивление для суглинков под концом забивных свай на глубине 876 м R=5675 кПа (табл.1 СНиП 2.02.03-85 так как соответствует п. 2.4. а б);
Определяем несущую способность сваи:
c=09 для пылевато-глинистые грунты со ст. влажности Sr09
Fd=09(105675013+126*06*(045335+253+258+1161))=870 кН Расчетная нагрузка на сваю (при R=1.4)
Nпред=FdR=87014=622 кН;
Площадь ростверка для одной сваи:
Aусл=Bусл*Lусл =27*113=305 м2.
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83:
R= [2.76036117+243876175+6.24003]= 486кПа.
2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
Трудозатраты чел.-час.
На основе проведенного технико-экономического сравнения принимаем 1–й вариант как наиболее выгодный по стоимости и трудозатратам то есть фундамент мелкого заложения.
СНиП 2.02.01-83 «Оснований зданий и сооружений». Москва Стройиздат. 1985 г.
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Москва Стройиздат 1985 г.
СНиП 2.01.87-85 «Строительная климатология и геофизика». Москва Стройиздат 1985г.
М. В. Берлинов «Оснований и фундаменты». Москва «Высшая школа» 1999 г.
С. Б. Ухов «Механика грунтов основания фундаменты». Москва Издательство Ассоциации строительных вузов 2005 г.
Е. А. Сорочан; Ю. Г. Трофименкова. «Справочник проектировщика». Москва Стройиздат.

Курсовой по фундаменту(чистовик)№9.9.dwg

Фундамент мелкого заложения
Свайный фундамент из свай
Технико-экономические
Геометрические размеры проектируемого
План расположения фундаментов
Геологический разрез.
69355-290301-КР-ОФ-08
Расчетная схема для расчета
Расчетная схема расчета осадки
Геологический разрез строительной площадки
Размеры фундаментов:
Ф1 - b=2400; b1=2400;
с1=300; с2=300; h=2400

Курсовой по фундаментам.dwg

Фундамент мелкого заложения
Свайный фундамент из свай
Технико-экономические
Геометрические размеры проектируемого
Расчетная схема для расчета
План расположения фундаментов
Геологический разрез
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
69355-290301-КР-МГОФ-08
Песок средней крупности

кп2.dwg

Фундамент мелкого заложения
Свайный фундамент из свай
Технико-экономические
Геометрические размеры проектируемого
Расчетная схема для расчета
План расположения фундаментов
Геологический разрез
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
69355-290301-КР-МГОФ-08
Песок средней крупности

сбор нагрузок.DOC

Министерство по образованию и науке Российской Федерации
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра строительного производства оснований и фундаментов
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
« ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»
ОЦЕНКА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ:4
1. Определение физико-механических характеристик грунтов:4
2. Построение инженерно-геологического разреза7
3. Заключение по строительной площадке:8
4. Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.8
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ 9
1. Определение глубины заложения фундамента9
2. Определение основных размеров фундамента в плане11
3. Расчёт прочности подстилающего слоя12
4. Расчёт осадки фундамента мелкого заложения13
РАСЧЁТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ15
1. Расчёт свайного фундамента на забивных железобетонных сваях .15
2. Расчёт осадки свайного фундамента ..17
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ20
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ.22
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.23
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.25
1. Снятие плодородного слоя почвы:25
2. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв:26
3. Хранение плодородного слоя почвы:26
ОЦЕНКА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ:
1. Определение физико-механических характеристик грунтов:
Данные лабораторных исследований грунтов приведены в таблице раздела «исходные данные».
Для более точной характеристики грунтов основания необходимо определить дополнительные расчётные характеристики каждого слоя:
)Мощность грунта 0-14м. Грунт отобран из скважины №123 с глубины 03м.
Физико-механические свойства:
Удельный вес минеральных частиц: gs=160кНм3.
Удельный вес грунта: g=82кНм3.
Угол внутреннего трения: φ=15.
Удельный вес сухого грунта: gd=g(1+W)=82(1+024)=661кНм3.
Коэффициент пористости: е=(gs-gd) gd =(160-661)661=142.
Степень влажности: Sr=(Wgs)(еgw)=(024160)(14210)=027=> малой степени водонасыщения.
)Мощность грунта 14-3м. Грунт отобран из скважины №123 с глубины 2м.
Вид грунта песок мелкий.
Удельный вес минеральных частиц: gs=266кНм3.
Удельный вес грунта: g=19кНм3
Угол внутреннего трения φ=23.
Коэффициент сжимаемости: m0=013МПа-1.
Удельный вес сухого грунта: gd=g(1+W)=19(1+016)=1638кНм3.
Коэффициент пористости: е=(gs-gd) gd =(266-1638)1638=062.
Степень влажности: Sr=(Wgs)(еgw)=(016266)(06210)=069 => средней степени водонасыщения.
Относительный коэффициент сжимаемости: mv= m0(1+е)=013(1+062)=008МПа-1.
Модуль деформации: Е=074mv=074008=925МПа принимаю Е=18МПа по табл.1 прил.1[1]
)Мощность грунта 30-85м. Грунт отобран из скважины №123 с глубины 65м. Вид грунта суглинок.
Удельный вес минеральных частиц: gs=258кНм3.
Удельный вес грунта: g=189кНм3
Границы пластичности: WL=37% и WР=29%.
Удельное сцепление: с=0020МПа.
Угол внутреннего трения φ=19.
Коэффициент сжимаемости: m0=02МПа-1.
Удельный вес сухого грунта: gd=g(1+W)=189(1+030)=1454кНм3.
Коэффициент пористости: е=(gs-gd) gd =(258-1454)1454=077.
Степень влажности: Sr=(Wgs)(еgw)=(030258)(07710)=1 => насыщенный водой.
Число пластичности: Jр=WL-WP=37-29=8.
Показатель текучести: JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-29)(37-29)=0125 => полутвердый.
Относительный коэффициент сжимаемости: mv= m0(1+е)=02(1+077)=011МПа-1.
Модуль деформации: Е=03mv=062011=564МПа принимаю Е=164МПа по табл.3 прил.1[1]
)Мощность грунта 85-140м. Грунт отобран из скважины №123 с глубины 135м. Вид грунта суглинок.
Удельный вес минеральных частиц: gs=26кНм3.
Удельный вес грунта: g=17кНм3
Границы пластичности: WL=40% и WР=28%.
Удельное сцепление: с=0030МПа.
Угол внутреннего трения φ=16.
Коэффициент сжимаемости: m0=01МПа-1.
Удельный вес сухого грунта: gd=g(1+W)=17(1+030)=1308кНм3.
Коэффициент пористости: е=(gs-gd) gd =(26-1308)1308=088 => плотный.
Степень влажности: Sr=(Wgs)(еgw)=(03026)(08810)=089 => насыщенный водой.
Число пластичности: Jр=WL-WP=40-28=12.
Показатель текучести: JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-28)(40-28)=0167 => полутвердый.
Относительный коэффициент сжимаемости: mv= m0(1+е)=01(1+088)=005МПа-1.
Модуль деформации: Е=062mv=062005=124МПа принимаю Е=131МПа по табл.3 прил.1[1].
Таблица №3. Характеристика грунтов основания согласно ГОСТ 25100-95 «ГРУНТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ»
грунт – малой степени водонасыщения
песок мелкий средней плотности
грунт – очень плотный
грунт – водонепроницаемый
грунт – средней степени водонасыщения
суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый
2. Построение инженерно-геологического разреза
Инженерно-геологический разрез (геологический профиль) строится по данным лабораторных исследований и геодезических изысканий.
3. Заключение по строительной площадке:
Судя по геологическому профилю на строительной площадке существуют перепады высот до 2 метров грунты имеют слоистое напластование.
Первый слой: торф — органический грунт образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ. Не может служить основанием под фундамент т.к. имеет модуль деформации Е 5 МПа.
Второй слой: песок мелкий средней степени водонасыщения с модулем деформации Е = 925 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Третий слой: суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый средней степени водонасыщения с модулем деформации Е = 564 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Четвёртый слой: суглинок полутвёрдый лёгкий песчанистый средней степени водонасыщения с модулем деформации Е =124 > 5 МПа может служить естественным основанием.
При строительстве на данной площадке могут быть использованы фундаменты любого типа при условии залегания ниже верхнего слоя (торфа).
Обратную засыпку выполняем из песка совпадающего по характеристикам с грунтом второго слоя.
Для окончательного определения вида фундамента рассчитаем три варианта устройства фундамента и сравним их по технико-экономическим показателям.
К расчёту приняты: 1. Фундамент мелкого заложения;
Свайный фундамент на забивных железобетонных сваях;
4. Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.
Проектируемое сооружение – сварочный цех. Каркасное здание разной этажности: непосредственно сварочный цех высотой 18.000 м и двухэтажная часть здания высотой 8.000. В плане здание прямоугольное 48х265 м. Пролёты и шаг колонн по 6 метров. Колонны сечением 300х300 мм. Так же в здании существует мостовой кран. Стеновые панели 6000x1500x300 мм. Здание относится к относительно-жёсткому.
Место строительства г. Екатеринбург. Время строительства: месяц Ноябрь.
Нагрузка от веса покрытия приведена в табл.1.
Наименование нагрузки
нормат. нагрузка кгм2
коэф. надежн. по нагр. γf
Нагрузка на покрытие:
Гидроизоляция: рулонный ковер в 3 слоя
Стяжка керамзитовая: d=20мм
Пароизоляция: 1 слой рубероида
Снег (III снеговой район)
Грузовая площадь: Агр=5x6=30м2
Грузовая площадь для стеновых панелей: Аст.пн=6*15=90м2
Нагрузка от собственного веса колонн: Nкол=(b · h · l · gf ·r) = 138·03·03·2500 = 3105 кг
Нагрузка от кровли: Nкр=512*54= 27648 кг
Нагрузка от подкрановой балки: Nпб= 027*6*2500=4050 кг;
Нагрузка от собственного весе двускатной балки: Nб=1*0.3*10*2500=7500 кг
Нагрузка от связей: Nсв=(01*01*6)*2500=150 кг
Нагрузка от снега: Nснег=180*30= 5400 кг
Нагрузка от стеновых панелей: Nст. пан=330*125*6= 24750кг
Нагрузка от людей: Nлюд=200x30= 6000кг
Нагрузка от мостового крана грузоподъемностью 50 т: Nм.кр=10000 кг.
Нагрузка на фундамент:
Nполн= Nкол+ Nкр+ Nпб+ Nсв+ Nснег+ Nлюд+ Nст. пан+ Nм.кр + Nб =760225 кг
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Проектирование фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»
1. Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
сезонного промерзания грунтов;
конструктивной особенности здания или сооружения;
инженерно – геологических условий строительной площадки;
наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
)Определение нормативной глубины сезонного промерзания грунта.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn м допускается определять по формуле:
где Mt =155+136+69+68+131 = 559 - безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в
г. Екатеринбурге принимаемых по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»;
d0 - величина принимаемая равной м для: суглинков и глин - 023;
супесей песков мелких и пылеватых - 028;
dfn = 028√559 = 2093(м);
рис. 4. К определению глубины заложения и основных размеров фундамента
)Определение расчетной глубины сезонного промерзания грунта
Расчётная глубина сезонного промерзания df определяется по формуле(3) [1]:
dfn - нормативная глубина промерзания;
kh - коэфф. учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл.1 [1]; kh=06 – для сооружения без подвала с полами устраиваемыми по грунту и при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении примыкающем к наружным фундаментам t=150С.
kh=060-для зданий с подвалом или техническим подпольем;
Принимаем глубину заложения фундамента d=2 м с учетом конструктивных особенностей здания.
2. Определение основных размеров фундамента в плане
Необходимо рассчитать центрально загруженного фундамента при значении нагрузки N = 98278 кг;
)Определение требуемой площади:
где: Аф – требуемая площадь фундамента;
γcp = 20 кНм3 – среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его срезах;
Ro = 300 кПа – ориентировочное расчётное сопротивление песка мелкого второго слоя (табл.2 прил. 3 СНиП);
d = 2 м – глубина заложения фундамента;
Аф = 98278*11(300-202) = 378(м2);
)Определение требуемой ширины фундамента:
Ширина фундамента определяется методом последовательного приближения по формуле:
где: К = lb - безразмерный коэффициент в первом приближении принимаемый равным 12.
bтр = √37812 = 178(м)
)Определение расчётного сопротивления грунта:
Среднее давление под подошвой фундамента p не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R кПа (тсм2) определяемого по формуле
где gс1 = 13 - коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3;
gс2 = 13 - коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3;
k -коэффициент принимаемый равным: k1 = 1 т.к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;
Мg = 069 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Мq = 365 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
Mc = 624 -коэффициент принимаемый по табл. 4;
kz -коэффициент принимаемый равным kz = 1 при b 10 м;
b = 18 (м) - ширина подошвы фундамента м;
gII = (191+18955+1755)(1+55+55) = 1804 (кНм3) - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
gII = (1906+8214) 2 = 1144(кНм3) - то же залегающих выше подошвы;
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (с = 0 кПа);
d1 = 2 (м) - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки;
R = 1313 (0691181804 + 36521144+0) = 179 (кПа)
)Определение давления по подошве фундамента
где: N=N0+Aфdgср =98278+398*2*20= 114198 кПа;
Р = 28693 R=179кПа; - условие не выполняется пересчитываем Аф.
Аф = N*11(Ro-γcpd)= 98278*11(179-20*2)=778м2;
bтр = √АфК=√77812=255м (принимаем b=26м)
R = 1313 (0691261804 + 36521144+0) = 1911 (кПа)
Р = 14678 R=1911кПа;
Условие выполняется принимаем подушку фундамента шириной: b=26 м.
3. Расчёт прочности подстилающего слоя
Проверка слабого грунта согласно СНиП 2.02.01-83 заключается в обеспечении условия:
где szp и szg – вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента соответственно дополнительное от нагрузки на фундамент и от собственного веса грунта кПа;
szp=a· (р - ·dn)=a ·p0
a = 081 - коэффициент изменения дополнительного напряжения по глубине основания учитывающий форму подошвы фундамента (табл.1 [1]).
р = 14678кН– давление по подошве фундамента от расчетных нагрузок
= 19 кНм3- удельный вес грунта в пределах глубины dn.
gII =189 кНм3- удельный вес слабого грунта
p0 – дополнительное давление по подошве фундамента сверх давления от собственного веса грунта на глубине dn кН.
giII – удельный вес грунта i –го слоя в пределах глубины dnz кНм3.
szp=081·(14678-19·2)= 8812кПа.
szg = 189·3 = 567 кПа.
szp+szg = 8812 + 567= 14482кПа.
Определим площадь подошвы условного фундамента:
=125; =11; =1; =1; d1=3 м; = 047; = 289; = 548; сII = 20кПа.
szp+szg=14482 кПа R = 41873 кПа – условие выполняется.
Окончательно принимаем размеры стакана фундамента (26х3) м.
4. Расчёт осадки фундамента мелкого заложения
Расчёт осадки фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»
Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия
где s - совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом в соответствии с указаниями прил. 2 [1];
su = 8(см)- предельное значение совместной деформации основания и сооружения для отдельно стоящего производственного здания с железобетонным каркасом.
)Определение hi (толщины расчётного слоя)
Сжимаемая толща разбивается на слои с обязательным соблюдением двух условий:
Элементарный слой при разбивке не должен превышать 04b
Состав грунта элементарного слоя должен быть однородным
h исходя из условия однородности грунта слоя принимаем h
рис. 6. К расчёту осадки фундамента мелкого заложения
)Определение мощности сжимаемой толщи
Мощность сжимаемой толщи определяется из условия:
zрi = Роα - дополнительное давление на грунт
Ро = P - zgo = 14678 – 38 = 10878 (кПа)
zgo = γ d = 38 (кПа)
α – коэффициент зависящий от формы и глубины заложения фундамента определяемый по табл. 1 прил. 2 СНиП.
zg - природное давление грунта.
Результаты расчётов по определению природного и дополнительного давления сведены в таблицу.
Таблица №3. Определение мощности сжимаемой толщи
)Определение осадки фундамента
Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (см. рис. 6) определяется методом послойного суммирования по формуле
где: b - безразмерный коэффициент равный 08;
n = 4 - число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
S = 08 1[(10878+8812)(92502) + (8812+669)(25640) + (669+3209)(25640) + (3209+2034)(2 5640)] = 003(м) = 3(см);
S = 3(см) Su = 8(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП по двум группам предельных состояний.
РАСЧЁТ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Расчёт свайных фундаментов ведётся в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 «СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ»
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует рассчитывать исходя из условия:
где: N - расчетная нагрузка передаваемая на сваю;
Р - допустимая нагрузка на сваю.
1. Расчёт свайного фундамента на забивных железобетонных сваях
К расчёту принята свая СНпр5-30 по ГОСТ 19804.2-79* ;
Глубина котлована d = 2 (м);
Способ погружения свай – погружение механическим дизель-молотом;
Вес сваи – 115(т)=115(кН);
)Определение несущей способности сваи:
рис. 7. К расчету забивной сваи
Несущую способность Fd кН (тс) висячей забивной сваи 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
где gc - коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
R = 6250(кПа) - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимаемое по табл.1 [3];
A = 009(м2) - площадь операния на грунт сваи принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру или;
u = 12(м) - наружный периметр поперечного сечения сваи;
gcR = 1 и gcf = 1 -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 [3].
Fd = 116250009 + 121[(1325)+(1605)+(166125)+(169)+(0871375)]=90477(кН);
)Определение допустимой нагрузки на сваю:
Допустимая нагрузка на сваю определяется по формуле:
Р = Fd γк = 9047714 = 64626 (кН);
где: γк =14 - коэффициент надёжности сваи (п. 3.10 [3]);
)Определение количества свай под одну колонну:
Изначально определим количество свай как для центрально нагруженного фундамента:
n = NII Р = 10462864626 = 1622 принимаем n = 2.
NII=N+Aрост*γср*dр+Nсв;
NII=98278+162*20*06+115= 104628 кН;
2.Расчёт осадки свайного фундамента:
Расчёт осадки свайных фундаментов аналогичен расчёту осадки фундаментов мелкого заложения за исключением того что расчёт ведётся на условный фундамент (см. рис. 9).
рис. 9. К расчёту осадки фундамента на забивных жб сваях
Условная ширина подошвы вычисляется по формуле:
Условная длина подошвы:
Снизу – плоскостью проходящей через нижние концы свай с боков - вертикальными плоскостями отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии определенном по ф. 11.37 (3):
φmt - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения определяемое по формуле 29 СНиП:
jIII - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h
L - глубина погружения свай в грунт м.
Площадь условной подошвы:
Определим давление на грунт у подошвы условного фундамента:
P = (N+Nсв+Nгр+Nроств)(bусл*
Nгр=20*48*114*204=2233(кН);
Nрост=06*09*18*2500=2430 кг=243(кН)
zро = Ро*α = 40548*1=40548(кПа)
Ро = P - zgo = 534 – 12852= 40548 (кПа)
zgo = 189*68= 12852 (кПа)
Расчёты по определению мощности сжимаемой толщи сведены в таблицу:
Таблица №4. Определение мощности сжимаемой толщи
Расчёт осадок ведётся до глубины d = 35 (м) от подошвы условного фундамента.
S = 55(см) Su = 8(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ
В данном проекте предложены 2 варианта устройства фундамента. Эти варианты отличаются друг от друга материалом и конструкцией фундамента глубиной его заложения шириной подошвы подготовкой основания и т.д. поэтому для окончательного выбора типа фундамента необходимо провести технико-экономическое сравнение предложенных вариантов. Характеристики сведены в таблицу.
Таблица №5. Технико-экономическое сравнение вариантов устройства фундамента
-ый вариант фундамент мелкого заложения.
Разработка грунта в отвал экскаваторами "драглайн" или "обратная лопата" с ковшом вместимостью 04 (03-045) м3 группа грунтов 2
Уплотнение грунта прицепными кулачковыми катками 8 т
Устройство железобетонных фундаментов общего назначения под колонны объемом до 3 м3
Итого прямые затраты по смете
-ой вариант: свайный фундамент.
Погружение дизель-молотом копровой установки на базе трактора железобетонных свай длиной до 6 м в грунты группы 2
Сваи железобетонные сплошные
Примечание: Технико-экономические показатели определены в ценах 2001 г.
Как видно из технико-экономического сравнения предложенных вариантов минимальные затраты связаны с возведением фундамента мелкого заложения поэтому в дальнейшую разработку рекомендуется принять именно этот тип фундамента.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ.
Состояние основания на котором укладывают бетонную смесь а также способ укладки должны исключать возможность ее замерзания в стыке с основанием. Для этого основание отогревают до положительных температур и предохраняют от замерзания до приобретения вновь уложенным бетоном требуемой прочности.
Опалубку и арматуру до бетонирования очищают от снега и наледи; арматуру диаметром более 25 мм а также арматуру из жестких прокатных профилей и крупные металлические закладные детали при температуре ниже —10°С отогревают до положительной температуры.
Бетонирование следует вести непрерывно и высокими темпами при этом ранее уложенный слой бетона должен быть перекрыт до того как в нем температура будет ниже предусмотренной.
Метод предусматривающий использование начального теплосодержания внесенного в бетонную смесь при ее приготовлении или перед укладкой в конструкцию и тепловыделение цемента сопровождающее твердение бетона - так называемый метод «термоса».
Заключается в том что имеющая положительную температуру бетонная смесь укладывается в утепленную опалубку. В результате этого бетон конструкции набирает заданную прочность за счет начального теплосодержания и экзотермического тепловыделения цемента за счет время остывания до 00С.
Твердение бетона обеспечивается за счет запаса тепла в составляющих бетон материалах и поддерживания требуемой температуры бетона посредством укрытия его теплоизолирующими материалами а также введения в его состав хлористого кальция и хлористого натрия для ускорения твердения и понижения температуры замерзания бетона.
Для понижения температуры замерзания бетона допускается также вводить нитрит натрия (азотистокислый натрий NaNO2). В зависимости от заданного режима твердения бетона в конструкции названные соли (CaCl2 NaCI NaNО2) могут применяться порознь или совместно с тем однако чтоб общее количество вводимых солей не превышало 5 % от веса воды (4-5 % от веса цемента).
Для предохранения от преждевременного оттаивания во время оттепелей и вымораживания влаги бетон уложенный в зимнее время перед замораживанием закрывают негравелистым песком толщиной слоя не менее 5 см и поливают водой для образования ледяной корки или засыпают снегом.
Весной с наступлением теплой погоды необходимо поливать уложенный за зиму бетон. Бетон поливают по достижении им проектной прочности. Поливку прекращают не ранее 10-15 дней считая с момента подъема среднесуточной температуры выше 0°.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.
Требования по технике безопасности представлены в соответствии со СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве».
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациям эксплуатирующими эти коммуникации мероприятия по безопасным условиям труда а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками или надписями.
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера а в охранной зоне кабелей находящихся под напряжением или действующего газопровода кроме того под наблюдением работников электро- или газового хозяйства.
Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка скотомогильники кладбища и т.п.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.
Котлованы и траншеи разрабатываемые на улицах проездах во дворах нас ленных пунктов а также местах где происходит движение людей или транспорта должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 24307. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки а в ночное время - сигнальное освещение.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 05 м от бровки выемки.
Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений в нескальных и незамерзших грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений допускается на глубину не более м:
- в насыпных песчаных и крупнообломочных грунтах;
0 - в суглинках и глинах.
При невозможности применения инвентарных креплений стенок котлованов или траншей следует применять крепления изготовленные по индивидуальным проектам утвержденным в установленном порядке.
При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 05 м.
Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.
Производство работ в котлованах и траншеях с откосами подвергшимися увлажнению разрешается только после тщательного осмотра производителем работ (мастером) состояния грунта откосов и обрушения неустойчивого грунта в местах где обнаружены "козырьки" или трещины (отслоения).
Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 13 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.
Котлованы и траншеи разработанные в зимнее время при наступлении оттепели должны быть осмотрены а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов или креплений.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
При разработке выемок в грунте экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом чтобы в процессе работы не образовывались "козырьки" из грунта.
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Требования по охране окружающей среды представлены в соответствии с ГОСТ 17.4.3.02-85 «Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».
1. Снятие плодородного слоя почвы:
1. Снятие и рациональное использование плодородного слоя почвы при производстве земляных работ следует производить на землях всех категорий.
2. Плодородный слой почвы снятый при строительстве линейных сооружений мелиоративных объектов должен быть использован без его складирования и хранения для рекультивации нарушенных строительством земель и на прилегающих малопродуктивных угодьях.
3. Целесообразность снятия плодородного потенциально-плодородного слоев почвы и их смеси устанавливают в зависимости от уровня плодородия почвенного покрова конкретного региона природной зоны типов и подтипов почв и основных показателей почв: содержания гумуса показателя концентрации водородных ионов (рН солевой вытяжки водного раствора) содержания поглощенного натрия по отношению к сумме поглощенных оснований сумме водо-растворимых токсичных солей сумме фракций менее 001 мм.
4. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв на глинистых суглинистых и супесчаных почвах следует снимать для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель. На почвах песчаного механического состава плодородный слой должен быть снят только на освоенных и окультуренных землях.
5. На участках занятых лесом плодородный слой почвы мощностью менее 10 см не снимается.
6. Снятие плодородного и потенциально-плодородного слоев почвы следует производить селективно. Плодородный слой почвы должен быть использован для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель; потенциально-плодородный слой почвы должен быть использован в основном для биологической рекультивации земель.
7. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв используемые для землевания и биологической рекультивации земель должны соответствовать требованиям ГОСТ 17.5.3.05-84.
8. Потенциально-плодородный слой почвы при производстве земляных работ следует снимать отдельно от потенциально-плодородных пород.
2. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв:
1. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв должна быть установлена на основе:
оценки уровня плодородия почвы и структуры почвенного покрова;
оценки плодородия отдельных генетических горизонтов почвенного профиля основных типов и подтипов почв.
2. Оценку уровня плодородия почв следует производить на основании изучения данных об их свойствах и при наличии данных урожайности основных сельскохозяйственных культур.
3. При установлении мощности снимаемого плодородного слоя почв следует руководствоваться следующими показателями:
уровень плодородия смеси снимаемых слоев должен быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий подлежащих землеванию в конкретном регионе;
плодородие нижнего снимаемого горизонта или его части должно быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий конкретного региона.
4. Показатели свойств почв по которым устанавливают мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв следует дифференцировать в зависимости от типов и подтипов почв различных природных зон от условий почвообразования и других факторов влияющих на изменение мощности почвенного профиля.
3. Хранение плодородного слоя почвы:
1. Плодородный слой почвы не использованный сразу в ходе работ должен быть сложен в бурты соответствующие требованиям ГОСТ 17.5.3.04-83.
2. Поверхность бурта и его откосы должны быть засеяны многолетними травами если срок хранения плодородного слоя почвы превышает 2 года. Откосы бурта допускается засеивать гидроспособом.
3. Плодородный слой почвы может храниться в буртах в течение 20 лет.
4. Под бурты должны быть отведены непригодные для сельского хозяйства участки или малопродуктивные угодья на которых исключается подтопление засоление и загрязнение промышленными отходами твердыми предметами камнем щебнем галькой строительным мусором.
СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» – М.: Стройиздат1985.
СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»– М.: Стройиздат2000.
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» – М.: Стройиздат1986.
ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» – М.: Стройиздат1995.
ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные» – М.: Стройиздат1995
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.
Механика грунтов основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов С. Б. Ухов В. В. Семенов В. В. Знаменский и др.; Под ред. С. Б. Ухова. – 3-е изд. испр. – М.: Высш. шк. 2004. – 566 с.

ОиФ.dwg

Фундамент мелкого заложения
Свайный фундамент из свай
Технико-экономические
Геометрические размеры проектируемого
План расположения фундаментов
Геологический разрез.
69355-290301-КР-ОФ-08
Расчетная схема для расчета
Расчетная схема расчета осадки
Геологический разрез строительной площадки
Размеры фундаментов:
Ф1 - b=2400; b1=2400;
с1=300; с2=300; h=2400
План строительной площадки М 1:2000
Инженерно-геологический разрез строительной площадки
Условные обозначения
- суглинок полутвердый
- граница инженерно - геологического слоя
Вид и номер выработки
- граница грунтовых вод
Песок мелкий Е=9.25 МПа
План строительной площадки №9 М1:2000
Фундамент глубокого заложения
Технико-экономические показатели
План фундаментов мелкого заложения М 1:200
Схема к определению осадки
основания фундамента М1:100
Конструирование фундамента
69355-270102-КП-2010
Расчет и конструирование фундамента
Сварочный цех в городе Екатеринбург
План фундаментов мелкого заложения
Схема к определению осадки фундамента
план строительной площадке
технико-экономические показатели
Инженерно-геологический разрез
основания фундамента мелкого заложения М1:100
основания фундамента глубокого заложения

Василий КП ОиФ последний.doc

Федеральное агентство по образованию РФ
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ:
Проектирование фундаментов для ремонтного цеха
студент группы С06-2
ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ3
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО – ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ5
1.Определение физико-механических характеристик грунтов5
2.Построение инженерно-геологического разреза6
3.Заключение по строительной площадке8
ПРОЕКТИРОВАЕНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ10
1.Определение глубины заложения фундамента10
2.Определение основных размеров фундамента в плане11
3.Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта13
4.Расчет осадки фундамента мелкого заложения14
ПРОЕКТИРОВАЕНИЕ ФУНДАМЕНТА ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ (СВАЙНОГО)17
1.Расчет свайного фундамента17
1.1.Определение несущей способности висячей сваи18
1.2.Расчет осадки фундамента20
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ23
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ НУЛЕВОГО ЦИКЛА24
1.Конструирование фундамента24
2.Указания для проведения работ по водопонижению24
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ25
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ26
1.Снятие плодородного слоя почвы26
2.Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв 27
3.Хранение плодородного слоя почвы27
ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ
Место строительства – г. Новосибирск.
Время производства работ нулевого цикла – ноябрь.
Нагрузка на расчетный фундамент
Проектируемое сооружение – Ремонтный цех. Здание с каркасной конструктивной системой прямоугольное в плане размером 48 18 м. Шаг колонн – 6 м пролет – 18м. Здание одноэтажное без подвала.
План строительной площадки и данные инженерно-геологических исследований:
Рис.1 План строительной площадки
Литологическое описание слоёв по скважинам
Уровень грунтовых вод обнаружен на глубине 12 метра
Таблица физико-механических свойств грунтов
Рис.2 План и разрез проектируемого здания
ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО – ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ
1.Определение физико-механических характеристик грунтов
Чернозем – плодородный поверхностный слой дисперсного грунта образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.
При планировании строительной площадки данный слой срезается.
-й слой – Песок средней крупности:
Песок – несвязный минеральный грунт в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
Плотность скелета грунта: (кНм3);
Коэффициент пористости: ;
gW = 10 (кНм3) – удельный вес воды;
Коэффициент относительной сжимаемости: (МПа-1);
Модуль деформации: (МПа).
Грунт глинистый – связный минеральный грунт обладающий числом пластичности Ip³1.
Степень влажности: ;
Показатель текучести: ;
Число пластичности: ;
= 1- 2n2(1- n) – безразмерный коэффициент принимаемый для упрощения расчётов;
n - коэффициент Пуассона определяемый по ГОСТ 20276-85 «Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости» принимаемый равным:
7 - для крупнообломочных грунтов;
0 - для песков и супесей;
Характеристики грунтов основания
(согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация»)
слабоводопроницаемый
2.Построение инженерно-геологического разреза
Инженерно-геологический разрез (геологический профиль) строится по данным лабораторных исследований и геологических изысканий.
Рис.3 Инженерно-геологический разрез строительной площадки
3.Заключение по строительной площадке
-й слой: Чернозем – природное образование слагающее поверхностный слой земной коры и обладающее плодородием.
-й слой: Плотный песок средней крупности насыщенный водой с модулем деформации Е = 123 МПа >10 МПа – грунт обладает высокой несущей способностью.
-й слой: Глина мягкопластичная легкая песчанистая насыщенная водой с модулем деформации Е = 143 МПа 5 МПа – слабый грунт.
-й слой: Глина тугопластичная легкая песчанистая насыщенная водой с модулем деформации Е = 148 5 МПа – слабый грунт.
4.Определение нагрузок и усилий
Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия.
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка кнм2
I. Постоянная нагрузка
Защитный слой (битумная мастика с втопленным гравием) 15мм
Гидроизоляция (3 слоя рубероида)
Цп стяжка =20мм ρ=1800кгм3
Утеплитель (керамзит)
Пароизоляция (1 слой рубероида)
II. Временная нагрузка
Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия.
Шлакобетонная подготовка
Собственный вес колонны.
ПРОЕКТИРОВАЕНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
1.Определение глубины заложения фундамента
К определению глубины заложения и основных размеров фундамента
Поскольку под подошвой фундамента залегают грунты недостаточно прочные и сильно сжимаемые возникает необходимость устройства искусственно улучшенного основания.
В наиболее напряженной зоне под фундаментом слабый грунт заменим песчаной подушкой (материал подушек должен иметь удобоукладываемость с заданной плотностью малую сжимаемость относительно высокое сопротивление сдвигу устойчивость при увлажнении и движении подземных вод).
В качестве материала подсыпки применим песчаный грунт (2-й слой) остающийся после разработки грунта. При устройстве подушки песок отсыпается в котлован и послойно уплотняется.
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
сезонного промерзания грунтов;
конструктивной особенности здания или сооружения;
инженерно – геологических условий строительной площадки;
наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn м допускается определять по формуле:
Mt = 188 + 173 + 101 + 92 + 165 = 719 – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в г. Новосибирске принимаемых по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология (взамен СНиП 2.01.01-82)»;
d0 - величина принимаемая равной м для:
-песков гравелистых крупных и средней крупности - 030;
-суглинков и глин - 023;
Поскольку в пределах глубины заложения фундамента находится два типа грунта (пески средней крупности и глина) то определяется средневзвешенное значение doср:
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df м определяется по формуле:
kh – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений kh = 06;
Поскольку уровень грунтовых вод обнаружен на глубине dw =12 (м) df +2 то согласно табл.2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» глубина заложения фундамента должна быть не менее df .
Т.к. здание без подвала минимальная глубина заложения фундамента d = 05 (м).
Окончательно принимаем глубину заложения фундамента d = 16 (м).
2.Определение основных размеров фундамента в плане
Определение размеров подошвы фундамента.
Площадь подошвы фундамента:
расчетное сопротивление грунта основания кПа.
средний удельный вес грунта и материала фундамента ;
глубина заложения фундамента отчитываемая от планировочной отметки около фундамента или пола здания по грунту (м);
Принимаем фундамент с прямоугольной подошвой. Тогда ширина подошвы фундамента равна
- отношение сторон фундамента примем равной 13
Принимаем фундамент равным ;
Площадь фундамента ;
коэффициент условий работы грунтов основания;
коэффициент условий работы сооружения во взаимодействии с грунтами основания;
безразмерные коэффициенты принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения
- значения этих коэффициентов соответствуют развитию зон пластических деформаций под краями фундамента на глубину 025в;
b – ширина подошвы фундамента ;
осредненное расчетное значение удельного веса грунтов расположенных ниже подошвы фундамента в пределах слоя толщиной
осредненное расчетное значение удельного веса грунтов расположенных выше подошвы фундамента
d1-приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
расчетное значение удельного сцепления грунта несущего слоя залегающего ниже подошвы фундамента
Условие выполняется.
721.2*385.6=462.7кПа;
3.Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
Необходимо выполнение следующего условия:
szg и szp – вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле;
– дополнительное вертикальное давление на основание;
p – среднее давление под подошвой фундамента;
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при отсутствии планировки и планировке подсыпкой.
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта;
szp = 013·1794 = 234кПа;
Rz – расчетное сопротивление грунта на глубине z для условного фундамента шириной bz.
gс1 = 11 – коэффициент условий работы;
gс2 = 10 – коэффициент условий работы;
k – коэффициент принимаемый равным: k1 = 1 т.к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;
kz – коэффициент принимаемый равным kz = 1 при b 10 м;
bz – ширина подошвы фундамента;
gII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы условного фундамента (кНм3):
gII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы условного фундамента (кНм3):
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента с = 30кПа;
d1 = 045+045+045+50+015*22174=65м;
db = 2м– глубина подвала;
4 + 234 = 1874кПа Rz = 610кПа.
4.Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Расчёт осадки фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»
Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия:
s – совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом в соответствии с указаниями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»;
su = 8 (см) – предельное значение деформации основания для производственного одноэтажного здания с полным железобетонным каркасом.
Сжимаемая толща разбивается на слои с обязательным соблюдением двух условий:
элементарный слой при разбивке не должен превышать 04b
состав грунта элементарного слоя должен быть однородным;
hi 04·b = 04·27 = 108 (м) исходя из условия однородности грунтового слоя принимаем hi = 1 (м).
Нижняя граница сжимаемой толщи находится из условия:
– дополнительное давление на грунт;
– напряжение от собственного веса грунта под центром фундамента;
– дополнительное давление в плоскости подошвы фундамента
α – коэффициент зависящий от формы и глубины заложения фундамента определяемый по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
Если найденная по указанному выше условию нижняя граница сжимаемой толщи находится в слое грунта с модулем деформации Е 5 (МПа) нижняя граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия .
Результаты расчётов по определению природного и дополнительного давления сведены в таблицу.
Определение мощности сжимаемой толщи
Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства (см. рис. 6) определяется методом послойного суммирования по формуле:
b – безразмерный коэффициент равный 08;
szpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта равное полу сумме указанных напряжений на верхней
n– число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Рис.5. К расчету осадки фундамента
ПРОЕКТИРОВАЕНИЕ ФУНДАМЕНТА ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ (СВАЙНОГО)
1.Расчет свайного фундамента
К расчету принята свая СН16-40 по ГОСТ 19804.2-78 .
– длина сваи 16 (м);
– сечение сваи 40 40 (см);
Рис.6. К определению несущей способности призматической сваи
1.1.Определение несущей способности висячей сваи
К висячим сваям следует относить сваи всех видов опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Несущую способность Fd кН (тс) 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:
gc – коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
R = 1716 (тсм2) – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимаемое по табл.1 СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты»;
A = 016 (м2) – площадь опирания на грунт сваи принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади сваи-оболочки нетто;
u = 16 (м) – наружный периметр поперечного сечения сваи;
gcR gcf = 1 – 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 СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты»;
Расчетное сопротивление сваи по грунту:
gk = 14 – коэффициент надежности (несущая способность сваи определена расчетом).
Площадь подошвы ростверка:
(тсм2) – среднее давление на основание под ростверком;
gf = 11 – коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса грунта;
gm = 20 (кНм3) – среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;
dg – глубина заложения ростверка;
Вес ростверка с грунтом на уступах:
Число свай в ростверке:
Принимаем количество свай в ростверке 4 шт.
hM – коэффициент учитывающий действие момента hМ = 1 16.
Принимаем ширину ростверка bр = 22 (м) длина lр = 26 (м) высота ростверка hр = 06 (м) глубина заделки свай в ростверк 400 (мм).
Проверка усилия передаваемого на сваю внецентренно нагруженного фундамента:
где Ng – ориентировочный вес ростверка и грунта расположенного на его ступенях и выше плиты ростверка;
y – расстояние от оси ОХ до оси сваи для которой вычисляется фактическая нагрузка (м);
Nсвmax = 44396 (кН) FR = 604 (кН) – условие выполнено.
Рис.7. Конструирование ростверка
1.2.Расчет осадки фундамента
Расчёт осадки свайных фундаментов аналогичен расчёту осадки фундаментов мелкого заложения за исключением того что расчёт ведётся на условный фундамент (см. рис. 8).
Рис.8. К расчету осадки фундамента на забивных призматических железобетонных сваях
– средневзвешенный угол трения грунта в пределах от подошвы до нижнего конца сваи;
Вусл = 22 + 2 · 156 · tg460 = 47 (м);
Lусл = 26 +2 · 156 · tg460 = 51 (м);
Определим давление на грунт у подошвы условного фундамента:
gср = gII = 1835 (кНм3);
Расчетное сопротивление грунта основания расположенного ниже подошвы условного фундамента:
gс1 = 11 – коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3 [1];
gс2 = 10 – коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3 [1];
(для LH = 4818 = 27)
Мg = 026 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для j =130);
Мq = 205 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для j =130);
Mc = 455 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для j =130);
bусл – ширина подошвы условного фундамента;
(кНм3) – удельный вес песка с учетом взвешивающего действия воды;
gII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы условного фундамента с учетом взвешивающего действия воды (кНм3):
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента с = 19 (кПа);
dусл = 172 (м) – глубина заложения условного фундамента от уровня планировки;
db = 2 (м) – глубина подвала;
59 8268 (кПа) – условие выполняется.
hi 04·Bусл = 04·47 = 188 (м) исходя из условия однородности грунтового слоя принимаем hi = 09 (м).
– напряжение от веса грунта;
Результаты расчётов по определению природного и дополнительного давления сведены в таблицу:
Глина тугопластичная γ=189 (кНм3)
(см) – условие выполняется.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ
Технико-экономическое сравнение вариантов устройства фундаментов
Фундамент стаканного типа
Забивные призматические сваи
разработка грунта под фундамент
Устройство фундаментов:
сборные фундаментные стаканы
монолитный фундамент
бетонный подстилающий слой 120мм
асфальтовая отм. и тротуары
жб сваи с забивкой до 18м
устр. буронабивной сваи
устр. гидроизоляции:
Стоимость Фундамента
Как видно из технико-экономического сравнения предложенных вариантов минимальные затраты связаны с возведением фундамента стаканного типа заложения поэтому в дальнейшую разработку рекомендуется принять именно этот тип фундамента.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ НУЛЕВОГО ЦИКЛА
1.Конструирование фундамента
Фундаменты изолируют от капиллярного подсоса влаги из грунта. Водонепроницаемость стен и пола сооружения можно обеспечить применением плотного монолитного бетона специального состава с пластифицирующими водоотталкивающими добавками. При недостаточной плотности бетона или при сборных фундаментах с целью защиты подземных конструкций устраивают гидроизоляцию.
Применяется гидроизоляция окрасочная которую чаще применяют для предотвращения от капиллярной влаги. Она наносится в 2-4 слоя. Окрасочную гидроизоляцию делают на битумно-полимерной основе.
Наружную гидроизоляцию наносят в процессе возведения здания. Её желательно наносить после осадки здания что гарантирует надёжную эксплуатацию.
Качественную гидроизоляцию можно сделать лишь в том случае когда котлован находится в сухом состоянии поэтому до устройства гидроизоляции производят временное понижение уровня грунтовых вод дренажём или водоотливом.
Рис.13. Заделка сваи в монолитный ростверк:
– свая; 2 – монолитный ростверк.
2.Указания для проведения работ по водопонижению
До начала работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений находящихся в зоне работ а также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций.
При проведении водопонизительных работ следует предусматривать меры по предотвращению разуплотнения грунтов а также нарушению устойчивости откосов котлована и оснований расположенных рядом сооружений.
При применении водоотлива из котлованов и траншей фильтрующие откосы и дно при необходимости следует пригружать слоем песчано-гравийного материала толщина которого назначается в проекте. Вместимость зумпфов должна быть не менее пятиминутного притока воды к ним.
При устройстве дренажей земляные работы следует начинать со сбросных участков с продвижением в сторону более высоких отметок а укладку труб и фильтрующих материалов — с водораздельных участков с продвижением в сторону сброса или насосной установки (постоянной или временной).
После ввода водопонизительной системы в действие откачку следует производить непрерывно.
Насосные агрегаты установленные в резервных скважинах а также резервные насосы открытых установок должны периодически включаться в работу в целях поддержания их в рабочем состоянии.
Водопонизительные системы следует оборудовать устройствами автоматического отключения любого агрегата при понижении уровня воды в водоприемнике ниже допустимого.
Все постоянные водопонизитильные и водоотводящие устройства используемые в период строительства при сдаче в постоянную эксплуатацию должны соответствовать требованиям проекта.
При эксплуатации водопонизительных систем в зимнее время должно быть обеспечено утепление насосного оборудования и коммуникаций а также предусмотрена возможность их опорожнения при перерывах в работе.
Перед началом производства земляных работ необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод с помощью временных или постоянных устройств не нарушая при этом сохранность существующих сооружений.
При пересечении откосом котлована водоупорных грунтов залегающих под водоносным слоем на кровле водоупора следует делать берму с канавой для отвода воды.
При отводе подземных и поверхностных вод следует исключать подтопление сооружений образование оползней размыв грунта заболачивание местности.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Требования по технике безопасности представлены в соответствии со СНиП III-4-80* «Техника безопасности в строительстве».
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациям эксплуатирующими эти коммуникации мероприятия по безопасным условиям труда а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками или надписями.
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера а в охранной зоне кабелей находящихся под напряжением или действующего газопровода кроме того под наблюдением работников электро- или газового хозяйства.
Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка скотомогильники кладбища и т.п.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.
Котлованы и траншеи разрабатываемые на улицах проездах во дворах нас ленных пунктов а также местах где происходит движение людей или транспорта должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 24307. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки а в ночное время - сигнальное освещение.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 05 м от бровки выемки.
Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений в нескальных и незамерзших грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений допускается на глубину не более м:
– в насыпных песчаных и крупнообломочных грунтах;
0 – в суглинках и глинах.
При невозможности применения инвентарных креплений стенок котлованов или траншей следует применять крепления изготовленные по индивидуальным проектам утвержденным в установленном порядке.
При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 05 м.
Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.
Производство работ в котлованах и траншеях с откосами подвергшимися увлажнению разрешается только после тщательного осмотра производителем работ (мастером) состояния грунта откосов и обрушения неустойчивого грунта в местах где обнаружены "козырьки" или трещины (отслоения).
Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 13 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.
Котлованы и траншеи разработанные в зимнее время при наступлении оттепели должны быть осмотрены а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов или креплений.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
При разработке выемок в грунте экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом чтобы в процессе работы не образовывались "козырьки" из грунта.
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Требования по охране окружающей среды представлены в соответствии с ГОСТ 17.4.3.02-85 «Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».
1.Снятие плодородного слоя почвы
1. Снятие и рациональное использование плодородного слоя почвы при производстве земляных работ следует производить на землях всех категорий.
2. Плодородный слой почвы снятый при строительстве линейных сооружений мелиоративных объектов должен быть использован без его складирования и хранения для рекультивации нарушенных строительством земель и на прилегающих малопродуктивных угодьях.
3. Целесообразность снятия плодородного потенциально-плодородного слоев почвы и их смеси устанавливают в зависимости от уровня плодородия почвенного покрова конкретного региона природной зоны типов и подтипов почв и основных показателей почв: содержания гумуса показателя концентрации водородных ионов (рН солевой вытяжки водного раствора) содержания поглощенного натрия по отношению к сумме поглощенных оснований сумме водо-растворимых токсичных солей сумме фракций менее 001 мм.
4. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв на глинистых суглинистых и супесчаных почвах следует снимать для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель. На почвах песчаного механического состава плодородный слой должен быть снят только на освоенных и окультуренных землях.
5. На участках занятых лесом плодородный слой почвы мощностью менее 10 см не снимается.
6. Снятие плодородного и потенциально-плодородного слоев почвы следует производить селективно. Плодородный слой почвы должен быть использован для землевания малопродуктивных угодий и биологической рекультивации земель; потенциально-плодородный слой почвы должен быть использован в основном для биологической рекультивации земель.
7. Плодородный и потенциально-плодородный слои почв используемые для землевания и биологической рекультивации земель должны соответствовать требованиям ГОСТ 17.5.3.05-84.
8. Потенциально-плодородный слой почвы при производстве земляных работ следует снимать отдельно от потенциально-плодородных пород.
2.Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв
1. Мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв должна быть установлена на основе:
оценки уровня плодородия почвы и структуры почвенного покрова;
оценки плодородия отдельных генетических горизонтов почвенного профиля основных типов и подтипов почв.
2. Оценку уровня плодородия почв следует производить на основании изучения данных об их свойствах и при наличии данных урожайности основных сельскохозяйственных культур.
3. При установлении мощности снимаемого плодородного слоя почв следует руководствоваться следующими показателями:
уровень плодородия смеси снимаемых слоев должен быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий подлежащих землеванию в конкретном регионе;
плодородие нижнего снимаемого горизонта или его части должно быть выше уровня плодородия малопродуктивных угодий конкретного региона.
4. Показатели свойств почв по которым устанавливают мощность снимаемого плодородного и потенциально-плодородного слоев почв следует дифференцировать в зависимости от типов и подтипов почв различных природных зон от условий почвообразования и других факторов влияющих на изменение мощности почвенного профиля.
3.Хранение плодородного слоя почвы
1. Плодородный слой почвы не использованный сразу в ходе работ должен быть сложен в бурты соответствующие требованиям ГОСТ 17.5.3.04-83.
2. Поверхность бурта и его откосы должны быть засеяны многолетними травами если срок хранения плодородного слоя почвы превышает 2 года. Откосы бурта допускается засеивать гидроспособом.
3. Плодородный слой почвы может храниться в буртах в течение 20 лет.
4. Под бурты должны быть отведены непригодные для сельского хозяйства участки или малопродуктивные угодья на которых исключается подтопление засоление и загрязнение промышленными отходами твердыми предметами камнем щебнем галькой строительным мусором.
СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» – М.: Стройиздат1985.
СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика – М.: Стройиздат1960.
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» – М.: Стройиздат1987.
ГОСТ 20276-85 «Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости» – М.: Стройиздат1985.
ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» – М.: Стройиздат1995.
ГОСТ 19804.2-79* «Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры» – М.: Стройиздат1960
ГОСТ 19804.5-83 «Сваи полые круглого сечения и сваи-оболочки железобетонные цельные с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры» – М.: Стройиздат1960.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат1960.
Далматов Б.И. Механика грунтов. Основания и фундаменты. - М.: Стройиздат 1988.

Пояснительная записка по фундаменту №9.9.docx

Федеральное агентство по образованию ГОУВО
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра оснований и фундаментов
Пояснительная записка
к курсовому проекту:
« Основания и фундаменты»
« Расчет и конструирование фундамента
здания механического цеха
в городе Екатеринбург »
Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.3
Задание на курсовой проек . .. .4
Сбор нагрузок на фундамент .. .5
Оценка инженерно – геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.6
Определение глубины заложения фундамента.7
1. Определение нормативной величины сезонного промерзания грунта.7
2. Определение расчетной величины сезонного промерзания грунта.7
3. Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания или сооружения.7
Фундамент мелкого заложения8
1. Определение формы и подошвы фундамента
2 Определение осадки основания фундамента мелкого заложения 11
2.1. Определение осадки основания фундамента мелкого заложения
методом послойного суммирования 11
2.2. Определение осадки основания фундамента мелкого заложения
методом эквивалентного слоя11
Расчет свайных фундаментов 13
1.1. Первый вариант – забивная свая.13
1.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.17
1.2.1 Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай
методом эквивалентного слоя.17
1.2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.
мотодом послойного суммирования19
2. Второй вариант – буронабивная свая.20
2.2.Расчет осадки основания свайного фундамента из буронабиных свай.23. 7.2.2.1.Расчет осадки основания свайного фундамента из буронабиных свай.методом послойногосуммирования23
2.2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента из забивных свай.
методом эквиваленстного слоя25
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.26
Список литературы.27
Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения.
Задание на курсовую работу №9
Место строительства г. Екатеринбург
Время производства работ нулевого цикла ноябрь
Расчетный фундамент обозначен на задании.
Проектируемое сооружение – механический цех(№ 9)
Сбор нагрузок на фундамент.
Наименование нагрузки
Оценка инженерно – геологических и гидрогеологических условий строительной площадки.
Определение дополнительных физико-механических характеристик грунтов:
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины (0-15 м). Вид грунта - торф.
Удельный вес минеральных частиц s=154 кНм3; удельный вес грунта =8 кНм3; влажность W=31%.
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(1548)(1+031)-1=152 - коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=03115401521000=031 – степень влажности;
Вывод: грунт малой влажности (0Sr05).
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 15 – 40 м. Вид грунта глина.
Удельный вес минеральных частиц s=269 кНм3; удельный вес грунта =187 кНм3; влажность W=35 %.
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(269187)(1+035)-1=094 - коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=03526900941000=100 – степень влажности;
Е=28 МПа (табл.1 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: грунт насыщенный водой (Sr=10).
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 4 – 9 м. Вид грунта глина.
Удельный вес минеральных частиц s=258 кНм3; удельный вес грунта =179 кНм3; влажность W=33 %.
Jр=WL-WP=37-29=8 78 17 – число пластичности (суглинок);
JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-29)(37-29)=0125 – показатель текучести (0 JL 025 – полутвёрдая);
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(258189)(1+030)-1=077 – коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=0325800771000=1 – степень влажности;
Е=17 МПа (табл.3 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: грунт насыщенный водой (Sr=10)
) Грунт отобран из скважины №123 с глубины 85 – 14 м. Вид суглинок.
Удельный вес минеральных частиц s=260 кНм3; удельный вес грунта =170 кНм; влажность W=30 %.
Jр=WL-WP=40-28=12 712 17 – число пластичности (суглинок);
JL=(W-WP)(WL-WP)=(30-28)(40-28)=016 – показатель текучести
(0 JL 025-полутвёрдая);
е=(s-d)d=(s)(1+W)-1=(260170)(1+03)-1=095 – коэфф. пористости;
Sr=Wsеw=030260009881000=078 – степень влажности;
Е=11 МПа (табл.3 прил.1) – модуль деформации.
Вывод: грунт средней влажности (05Sr08)
Определение глубины заложения фундамента.
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
сезонного промерзания грунтов;
конструктивной особенности здания или сооружения;
инженерно – геологических условий строительной площадки;
наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
1. Определение нормативной величины сезонного промерзания грунта.
dfn=do (2) (СНиП 2.02.01-83)
где: dfn – нормативная глубина промерзания грунта;
Mt = 559 (г. Екатеренбург) – сумма отрицательных среднемесячных температур за зимний период в районе строительства взятых по абсолютной величине;
do=028 (для песков мелких) – коэффициент зависящий от вида грунта;
2. Определение расчетной величины сезонного промерзания грунта.
Расчётная глубина сезонного промерзания df определяется по формуле (3) (СНиП 2.02.01-83):
где: dfn - нормативная глубина промерзания;
kh - коэфф. учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по табл.1 (СНиП 2.02.01-83);
kh=11 df=112209=23 м. dw≤ df+2
3. Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных особенностей здания или сооружения.
Окончательное значение глубины заложения фундамента принято по конструктивным требованиям и равно d=255 м исходя из типоразмера фундамента.
Фундамент мелкого заложения.
1. Определение формы и размеров подошвы фундамента мелкого заложения.
Фундамент проектируется столбчатым отдельно стоящим. Т.к. нагрузка действующая на него приложена центрально задаемся прямоугольной формой подошвы фундамента с равными сторонами в плане.
Размеры подошвы фундамента определяются методом последовательных приближений.
Расчётное сопротивление грунта определяетсяпо формуле (7) (СНиП 2.02.01-83):
R=[MkzII+Mqd1II+(Mq-1)dbII+MccII]
где: с1с2 коэффициенты условий работы принимаемые по табл.3
с1=13 с2=11;т..к LH=6
k=10 т.к. прочностные характеристики определены непосредственно испытаниями
M Mq Mc коэффициенты принимаемые по табл.4(для ):
M=069 Mq=3.65 Mc=6.24;
kz=1 коэффициент при b10м.b-ширина подошвы фундамента;
II осредненное расчётное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента.
II тоже выше подошвы фундамента
cII расчётное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (cII=0 МПа);
d1 - глубина заложения фундмента от уровня планировки (d1=2.45 м);
R=[bMkzII+Mqd1II +MccII]
R= [0.6069118+3.652.5513+6.240]= 183кПа.
Площадь подошвы Aусл=N(R-срd)=1994(184-2023)=144 м2
Учитывая что фундамент является центрально нагруженным принимаем сборный фундамент под колонну серии 1.020-1(марка фундамента ФФ1-1) прямоугольный в плане со стороной b=15м. А=225 м2.
где: N нагрузка в уровне верха фундамента N=1994 кНм;
ср средневзвешенное значение удельного веса фундамента и грунта;
d глубина заложения фундамента (d=255 м);
Для центрально нагруженного фундамента должно выполняться условие:
Определим среднее давление по подошве фундамента:
P = = N0+ Nгр+ф= N0+ А *d*ср
где: N= =1994+225*0.6*2.55*20=26825 кН;
Условие выполняется принимаем столбчатый фундамент квадратного сечения со стороной b=15м. А=225м2 и V=2.38м3 с учётом модульности и унификации конструкции.
Найденная величина P(средняя) не только удовлетворяет условию но и блика к расчетному сопротивлению грунта что подтверждает разница между ними менее 10%.
2 Определение осадки основания фундамента мелкого заложения.
Осадка основания определяется методом послойного суммирования по формуле:
(1) прил.2 (СНиП 2.02.01-83)
где -безразмерный коэффициент равный 08;
-соответственно толщина и модуль деформации
-среднее значение дополнительного вертикального напряжения в
(2) прил.2 (СНиП 2.02.01-83).
где -коэффициентпринимаемый по табл.1 прил.2 (СНиП 2.02.01-83);
-дополнительное вертикальное давление на основание;
p-среднее давление под подошвой фундамента;
-вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;
Нижняя граница сжимающей толщи основания принимается на глубине z=Hc где выполняется условие т.к. граница сжимаемой толщи грунта проходит в грунте с Е > 5 МПа.
-вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяемое по формуле:
(6) прил.2 (СНиП 2.02.01-83)
-удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента;
-удельный вес и толщина
Чтобы избежать интерполяции по таблице 1(СНИП 2.02.01-83 приложение 2) зададимся соотношением тогда высота элементарного слоя составит
Примечание: первый слой принимаем так же 06 для удобства расчётов и оформления схемы в виду малости разности между элементарным и фактичеким слоями равной 005 м а следовательно не значительности влияния на по последующий ход расчёта
Осадка удовлетворяет требования норм т.к. она меньше максимально допустимой осадки основания для одноэтажного производственного здания с полным железобетонным каркасом определяемая по прил.4. Smaxu = 8 см.
Расчет фундаментов глубокого заложения.
1.1. Первый вариант – забивная свая.
Фундамент проектируется на действие нагрузки N=1994 кН.
Выбираем стандартную жб сваю С6-30 ГОСТ 19804.1-79* сечением 03036 длина острия 250 мм.
Одиночную сваю в составе фундамента и вне его по несущей способности грунтов основания следует расчитывать исходя из условия:
NсвFdk 3 (СНиП 2.02.03-85)
где N расчетная нагрузка передаваемая на сваю;
Fd расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи;
k коэффициент надежности (k=14).
Так как несущая способность висячих свай по материалу больше чем по грунту определяем несущую способность принятой сваи:
Fd=c(CRRA+uCfhifi) 8 (СНиП 2.02.03-85)
Расчетное сопротивление для суглинков под концом забивных свай на глубине 876 м R=5675 кПа (табл.1 СНиП 2.02.03-85);
Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:
первый слой – Песок мелкий h1=045 м середина его находится на глубине z1=2775 м f1=335 кПа;
второй слой - суглинок h2=2 м середина его находится на глубине z2=4 м f2=53 кПа;
третий слой - суглинок h3=2 м середина его находится на глубине z3=6 м f3=58 кПа;
четвертый слой - суглинок h4=1.1 м середина его находится на глубине z4=755м f4=61 кПа;
примечание: последний четвёртый слой приняли 1 м для удобства расчёта. Основываюсь тем что оба слоя на границе пересечения являются суглинками и не имеют значительной разности по свои свойствам. Свая проникает в следующий слой суглинка на 260 мм прибавили к предыдущему слою 750 мм - получили 1.1м.
Fd=10 (105675009+12*1*(045335+253+258+161+))= 868 кН.
Определяем нагрузку на сваю:
Определяем давление по подошве ростверка:
Площадь ростверка для сваи:
Определение веса ростверка и грунта на его уступах:
Определение количества свай в ростверке:
n = принимаем 2 сваи так как на фундамент действует некоторый момент от движения крана по кран-балке.
Конструирование ростверка:
Ростверк кустов свай конструируется как обычные фундаменты мелкого заложения с учётом модульности и унификации конструкции. В данном случае выбираем ростверк серии РС-1 под колонну сечением 300×300 и учитывая наличия двух свай замоноличинного в него.
Так как сваи воспринимают момент от крана сопряжение ростверка со сваей делаю жёстким для чего головы сваи разбивают и обнажённую арматуру замоноличивают в ростверк.
Фактический вес ростверка:
Должно выполняться условие:
Находим условную площадь фундамента.
Aусл=Bусл Lусл=26*1=2.6 м2.
Среднее давление в плоскости подошвы фундамента:
d1 - глубина заложения фундмента от уровня планировки (d1=876 м);
Расчётное сопротивление грунта определяется
по формуле(7)(СНиП 2.02.01-83):
с1=125 с2=10;т..к LH=6 и грунт пылевато-глинистый.
M=036 Mq=243 Mc=499;
cII расчётное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента (cII=003 МПа);
R= [2.6036117+243876175+6.24003]= 485кПа.
Дожно выполняться условие:
Условие выполняются поэтому фундамент принимается из 2 свай.
1.2. Расчет осадки основания свайного фундамента.
где -коэффициент принимаемый по табл.1 прил.2 (СНиП 2.02.01-83);
2.1. Второй вариант – буронабивная свая.
фундамент на действие распределенной нагрузкой равной N=199.4кН.
В соответствии с конструкцией сооружения необходимо запроектировать фундамент из буронабивных свай.
Выбираем буронабивную сваю диаметром 04 м. длиной 60 м марки БССм.. без уширения.
Свая работает на центральное сжатие. Заделка сваи в ростверк 40 см.
Определяем несущую способность принятой сваи:
Расчетное сопротивление для суглинков под концом забивных свай на глубине 876 м R=5675 кПа (табл.1 СНиП 2.02.03-85 так как соответствует п. 2.4. а б);
Определяем несущую способность сваи:
c=09 для пылевато-глинистые грунты со ст. влажности Sr09
Fd=09(105675013+126*06*(045335+253+258+1161))=870 кН Расчетная нагрузка на сваю (при R=1.4)
Nпред=FdR=87014=622 кН;
Площадь ростверка для одной сваи:
Aусл=Bусл*Lусл =27*113=305 м2.
Определим расчетное сопротивление грунта по формуле (7) СНиП 2.02.01-83:
R= [2.76036117+243876175+6.24003]= 486кПа.
2.2. Расчет осадки основания свайного фундамента.
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.
Трудозатраты чел.-час.
На основе проведенного технико-экономического сравнения принимаем 1–й вариант как наиболее выгодный по стоимости и трудозатратам то есть фундамент мелкого заложения.
СНиП 2.02.01-83 «Оснований зданий и сооружений». Москва Стройиздат. 1985 г.
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Москва Стройиздат 1985 г.
СНиП 2.01.87-85 «Строительная климатология и геофизика». Москва Стройиздат 1985г.
М. В. Берлинов «Оснований и фундаменты». Москва «Высшая школа» 1999 г.
С. Б. Ухов «Механика грунтов основания фундаменты». Москва Издательство Ассоциации строительных вузов 2005 г.
Е. А. Сорочан; Ю. Г. Трофименкова. «Справочник проектировщика». Москва Стройиздат.

ЗАПИСКА.docx

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Основания и фундаменты»
1 Оценка конструктивной схемы здания
Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной
1 Определение физико-механических характеристик грунтов
2 Построение инженерно-геологического разреза
3 Заключение по строительной площадке
Проектирование фундамента мелкого заложения
1 Сбор нагрузок на фундамент
2 Определение глубины заложения фундамента
3 Определение основных размеров фундамента в плане
4 Расчёт осадки фундамента мелкого заложения
Расчёт свайных фундаментов
1 Определение несущей способности сваи
2 Определение количества свай под одну колонну
3 Конструирование ростверка и проверка несущей способности сваи
4 Расчёт осадки свайного фундамента
Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
Рекомендации по производству работ нулевого цикла
Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки
1 Определение физико-механических характеристик грунтов
Для более точной характеристики грунтов основания необходимо определить дополнительные расчётные характеристики каждого слоя:
- плотность скелета грунта
- коэффициент пористости ;
- степень влажности ;
- плотность скелета грунта ;
- коэффициент пористости
- число пластичности
- показатель текчести
- коэффициент относительной сжимаемости ;
- модуль деформации (т.3 прил.1 [1]).
- показатель текучести ;
- плотность скелета грунта
- число пластичности ;
Первый слой: торф — органический грунт образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более органических веществ. Не может служить основанием под фундамент т.к. имеет модуль деформации Е 5 МПа.
Второй слой: глина текучеплстичная насыщенная водой с модулем деформации Е = 93 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Третий слой: глина мягкопластичная насыщенная водой с модулем деформации Е = 99 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
Четвертый слой: суглинок текучепластичный насыщенный водой с модулем деформации Е = 88 МПа > 5 МПа может служить естественным основанием.
При строительстве на данной площадке могут быть использованы фундаменты любого типа при условии залегания ниже верхних слоев (торфа).
Наименование нагрузки
нормат. нагрузка кгм2
коэф. надежн. по нагр. γf
Нагрузка на покрытие:
Гидроизоляция: рулонный ковер в 3 слоя
Стяжка керамзитовая: =20мм
Пароизоляция: 1 слой рубероида
Снег (III снеговой район)
Грузовая площадь: Агр=5x6=30м2
Грузовая площадь для стеновых панелей: Аст.пн=6*15=90м2
Нагрузка от собственного веса колонн: Nкол=(b·h·l·f·)=125*03*03*2500=28125
Нагрузка от кровли: Nкр=512*30=15360 кг
Нагрузка от подкрановой балки: Nпб= 027*6*2500=4050 кг;
Нагрузка от собственного весе двускатной балки: Nб=1*0.3*10*2500=7500 кг
Нагрузка от связей: Nсв=(01*01*6)*2500=150 кг
Нагрузка от снега: Nснег=180*30= 5400 кг
Нагрузка от стеновых панелей: Nст. пан=330*125*6= 24750кг
Нагрузка от людей: Nлюд=200x30= 6000кг
Нагрузка от мостового крана грузоподъемностью 50 т: Nм.кр=10000 кг.
Нагрузка на фундамент:
Nполн= Nкол+ Nкр+ Nпб+ Nсв+ Nснег+ Nлюд+ Nст. пан+ Nм.кр + Nб =760225 кг
2 Определение глубины заложения фундамента
Делаем выторфовку и заменяем его на песчаный с e = 023; Sr = 193; mv = 01; s=273 кНм3; =193 кНм3; Е = 26 МПа =270.
Глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:
сезонного промерзания грунтов;
конструктивной особенности здания или сооружения;
инженерно – геологических условий строительной площадки;
наличие соседних коммуникаций или фундаментов.
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn м допускается определять по формуле:
Mt = 22 + 196 + 133 +35 +14 + 132 + 203 = 933 – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в г.Нефтеюганск принимаемых по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;
d0 - величина принимаемая равной м для:
-песков гравелистых крупных и средней крупности - 030;
-суглинков и глин - 023;
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df м определяется по формуле:
kh – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения принимаемый для фундаментов отапливаемых сооружений с подвалом
Поскольку уровень грунтовых вод обнаружен на глубине dw =1 м df +2 (1356) то согласно табл.2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» глубина заложения фундамента должна быть не менее df .
Окончательно принимаем глубину заложения фундамента d = 16 м.
Фундамент проектируется столбчатым отдельно стоящим. Задаемся квадратной формой подошвы фундамента в плане.
Размеры подошвы фундамента определяются методом последовательных приближений.
При проектировании фундаментов мелкого заложения требуется обеспечить условие:
р – среднее давление под подошвой фундамента;
R – расчетное сопротивление грунта основания;
Требуемая условная площадь фундамента:
= 20 (кНм3) – осредненное расчетное значение удельного веса грунта и материала фундамента;
d – глубина заложения фундамента от планировочной отметки;
R0 = 213 кПа – ориентировочное расчетное сопротивление глинистого грунтового основания принимаемое по табл.3 приложения III СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
Устанавливаем размеры фундамента:
= l b – коэффициент отношения размеров большей стороны l к меньшей (ширине b) = 1 тогда:
Принимаем размеры подошвы фундамента:
Расчетное сопротивление грунта основания:
gс1 = 11 – коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3 [1];
gс2 = 10 – коэффициент условий работы принимаемый по табл. 3 [1];
k – коэффициент принимаемый равным: k1 = 1 т.к. прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;
Мg = 029 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =140);
Мq = 217 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =140);
Mc = 469 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =140);
kz – коэффициент принимаемый равным kz = 1 при b 10 м;
b – ширина подошвы фундамента;
II = 185 кНм3 – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента:
II =164 кНм3 – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента;
кНм3 – удельный вес песка с учетом взвешивающего действия воды;
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента с = 25 кПа;
d1 =16 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки;
24 12·204 = 2448 кНм2 – условие выполняется.
Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
Необходимо выполнение следующего условия (п. 2.48 [1])
zg и zp – вертикальные напряжения в грунте на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле;
α – коэффициент принимаемый по табл.1 прил.2 [1] = 0275
(для = 2·zb = 2·2421 = 23 и =
– дополнительное вертикальное давление на основание;
p – среднее давление под подошвой фундамента;
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента при отсутствии планировки и планировке подсыпкой.
– вертикальное напряжение от собственного веса грунта определяемое по формуле:
Rz – расчетное сопротивление грунта пониженной прочности на глубине z для условного фундамента шириной bz.
Мg = 091 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =270);
Мq = 464 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =270);
Mc = 714 – коэффициент принимаемый по табл. 4 [1] (для =270);
bz – ширина подошвы фундамента;
II =185 кНм3 – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;
62 + 402= 1864 кПа Rz = 4099 кПа. Условие выполнено.
4 Расчет осадки фундамента мелкого заложения
Расчёт осадки фундамента мелкого заложения ведём в соответствии с требованиями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»
Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия:
s – совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом в соответствии с указаниями прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и
su = 8 см – предельное значение деформации основания для производственного одноэтажного здания с полным железобетонным каркасом.
Сжимаемая толща разбивается на слои с обязательным соблюдением двух условий:
элементарный слой при разбивке не должен превышать 04b;
состав грунта элементарного слоя должен быть однородным;
hi 04·b = 04·21 = 084 м исходя из условия однородности грунтового слоя принимаем hi = 08 м.
Нижняя граница сжимаемой толщи находится из условия:
– дополнительное давление на грунт;
– напряжение от собственного веса грунта под центром фундамента;
– дополнительное давление в плоскости подошвы фундамента;
α – коэффициент зависящий от формы и глубины заложения фундамента определяемый по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
Результаты расчётов по определению природного и дополнительного давления сведены в таблицу.
Определение мощности сжимаемой толщи
Осадка основания s c использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:
b – безразмерный коэффициент равный 08;
n – число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
– условие выполняется.
Расчет свайного фундамента
1 Определение несущей способности сваи
К расчету принята свая СНпр5-30 по ГОСТ 19804.2-79.
– сечение сваи 30 30 см;
– Способ погружения свай – погружение механическим дизель-молотом;
– Вес сваи – 115(т)=115(кН);
К висячим сваям следует относить сваи всех видов опирающиеся на сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.
Несущую способность Fd кН (тс) 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:
gc – коэффициент условий работы сваи в грунте принимаемый gc = 1;
R = 6250 кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимаемое по табл.1 СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты»;
A = 009 м2 – площадь опирания на грунт сваи принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади сваи-оболочки нетто;
u = 12 м – наружный периметр поперечного сечения сваи;
gcR gcf = 1 – 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 СНиП 2.02.03–85 «Свайные фундаменты»;
Расчетное сопротивление сваи по грунту:
k = 14 – коэффициент надежности (несущая способность сваи определена расчетом).
Площадь подошвы ростверка:
кНм2 – среднее давление на основание под ростверком;
f = 11 – коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса грунта;
m = 20 кНм3 – среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его уступах;
dg – глубина заложения ростверка;
Вес ростверка с грунтом на уступах:
Принимаем количество свай в ростверке 2 шт.
Проверка усилия передаваемого на сваю центрально нагруженного фундамента:
Nср = 380 кН FR = 4605 кН – условие выполнено.
2.Расчёт осадки свайного фундамента:
Расчёт осадки свайных фундаментов аналогичен расчёту осадки фундаментов мелкого заложения за исключением того что расчёт ведётся на условный фундамент (см. рис. 9).
Условная ширина подошвы вычисляется по формуле:
Условная длина подошвы:
Снизу – плоскостью проходящей через нижние концы свай с боков - вертикальными плоскостями отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии определенном по ф. 11.37 (3):
φmt - осредненное расчетное значение угла внутреннего трения определяемое по формуле 29 СНиП:
III - расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных пройденных сваями слоев грунта толщиной h
L - глубина погружения свай в грунт м.
Площадь условной подошвы:
Определим давление на грунт у подошвы условного фундамента:
P = (N+Nсв+Nгр+Nроств)(bусл*
Nгр=20*48*114*204=2233(кН);
Nрост=06*09*18*2500=2430 кг=243(кН)
zро = Ро*α = 40548*1=40548(кПа)
Ро = P - zgo = 4491 – 10496= 40548 (кПа)
zgo = 164*64= 10496 (кПа)
Расчёты по определению мощности сжимаемой толщи сведены в таблицу:
S = 25(см) Su = 8(см) – основание удовлетворяет требованиям СНиП.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ
В данном проекте предложены 2 варианта устройства фундамента. Эти варианты отличаются друг от друга материалом и конструкцией фундамента глубиной его заложения шириной подошвы подготовкой основания и т.д. поэтому для окончательного выбора типа фундамента необходимо провести технико-экономическое сравнение предложенных вариантов. Характеристики сведены в таблицу.
Таблица №5. Технико-экономическое сравнение вариантов устройства фундамента
-ый вариант фундамент мелкого заложения.
Разработка грунта в отвал экскаваторами "драглайн" или "обратная лопата" с ковшом вместимостью 04 (03-045) м3 группа грунтов 2
Уплотнение грунта прицепными кулачковыми катками 8 т
Устройство железобетонных фундаментов общего назначения под колонны объемом до 3 м3
Итого прямые затраты по смете
-ой вариант: свайный фундамент.
Погружение дизель-молотом копровой установки на базе трактора железобетонных свай длиной до 6 м в грунты группы 2
Сваи железобетонные сплошные
Примечание: Технико-экономические показатели определены в ценах 2001 г.
Как видно из технико-экономического сравнения предложенных вариантов минимальные затраты связаны с возведением фундамента мелкого заложения поэтому в дальнейшую разработку рекомендуется принять именно этот тип фундамента.
Основные положения по разработке грунта и гидроизоляции фундамента.
Наибольшее распространение в практике зимнего строительства получил способ механического разрушения мерзлых грунтов. Сравнительно новым способом разработки мерзлого грунта является его расчленение на куски правильной геометрической формы путем разрезания общего массива баровыми машинами с цепными барами (фрезами). Ширина щели прорезаемой в мерзлом грунте составляет 50 – 150 мм. Разрезанный на куски мерзлый грунт экскаваторами отделяется от массива и грузится в транспортные средства.
Данный метод разработки грунта в меньшей степени разрушает структуру естественного основания фундамента чем методы основанные на рыхлении дроблении и ударном воздействии на разрабатываемый грунт.
Фундаменты изолируют от капиллярного подсоса влаги из грунта. Водонепроницаемость стен и пола сооружения можно обеспечить применением плотного монолитного бетона специального состава с пластифицирующими водоотталкивающими добавками. При недостаточной плотности бетона или при сборных фундаментах с целью защиты подземных конструкций устраивают гидроизоляцию.
Применяется гидроизоляция окрасочная которую чаще применяют для предотвращения от капиллярной влаги. Она наносится в 2-4 слоя. Окрасочную гидроизоляцию делают на битумно-полимерной основе.
Наружную гидроизоляцию наносят в процессе возведения здания. Её желательно наносить после осадки здания что гарантирует надёжную эксплуатацию.
СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» – М.: Стройиздат1985.
СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика – М.: Стройиздат1960.
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» – М.: Стройиздат1987.
ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» – М.: Стройиздат1995.
ГОСТ 19804.2-79* «Сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола с ненапрягаемой арматурой. Конструкция и размеры» – М.: Стройиздат1960
Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. Пособие Под ред. Б.И. Далматова; 2-е изд. – М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ 2001.
Основания фундаменты и подземные сооружения М.И.Горбунов-Посадов В.А. Ильичев В.И.Крутов и др.; Под ред. Е.А.Сорочана Ю.Г.Трофименков. – М.: Стройиздат 1985 – (Справочник проектировщика)
Технология строительного производства. Учебник для вузовЛ. Д. Акимова Н. Г. Аммосов Г. М. Бадьин и др. Под ред. Г. М. Бадьина А. В. Мещанинова. 4-е изд. перераб. и доп. – Л.: Стройиздат Ленингр. отд-ние 1987.

Печать.dwg

Кафедра "Механика грунтов
основания и фундаменты"
69355-270102-КП-2010
Инв. N подл. и дата Взам. инв. N
АЗС производительностью 300 заправок в сутки
Схема расположения ригелей
Схема расположения ригелей по оси А
Схема расположения ригелей по оси Б
Схема расположения ригелей по оси 3
ВЕДОМОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ
АЗС производительностью 300 заправок в сутки в с.п. Горноправдинск
План жилого дома. Сечение 1-1.
План жилого дома М1:200
План расположения фундаментов. Узел 1.
План расположения фундаментов М1:200
Схема к расчету осадок. Технико-экономические показатели. Указания по производству работ.
Указания по производству работ
) вынести оси здания за пределы котлована;
) очистить территорию от растительности;
работам по устройству котлована :
Перед началом земляных работ необходимо произвести подготовительные работы:
) произвести при помощи бульдозера срезку растительного слоя .
После проведения работ подготовительного характера приступить к основным
Зачистка дна котлована вручную.
) разбивка осей фундамента;
) монтаж фундаментных подушек;
) устройство гидроизоляции из битумной мастики;
) устройство теплоизоляции стен подвалов;
с погрузкой его в транспортные средства для вывоза из котлована;
Раскладка части грунта по периметру здания для обратной засыпки пазух;
Далее приступают к работам по устройству фундаментов:
) монтаж фундаментных блоков;
Разработка грунта при помощи экскаватора
оборудованного обратной лопатой
Схема к расчету осадок
Технико-экономические показатели вариантов фундамента
Строительные расходы
Объем бетонных работ
Объем бетонных и жб конструкций
Коэффициент сборности конструкций фундамента
) установка маячных блоков в углах здания и на пересечениях осей;
) обратная засыпка пазух фундамента непучинистым грунтом.

Документ Microsoft Office Word.docx

5.3 Расчёт осадки фундамента методом эквивалентного слоя.
S=hэ* P0* mv – осадка фундамента.
vср=034(для песка и суглинка)
=1-(2*v21-v)= 1-(2*0.3420.34-v)=0.64
mv= E=0.6422.5=0.028
P0=P-ср*d=199.4-20*2.55=1484 Кнм2=0148 КПа
S=hэ* P0* mv=3.4*0.148*0.028=0.01м=1 см
Осадка удовлетворяет требования норм т.к. она меньше максимально допустимой осадки основания для одноэтажного производственного здания с полным железобетонным каркасом определяемая по прил.4. Smaxu = 8 см.
1.3 Расчёт осадки фундамента методом эквивалентного слоя.
hэ=A.w0*bусл=124*2 6=32
vср=035(для суглинка)
=1-(2*v21-v)= 1-(2*0.3520.35-v)=0.63
P0=P-ср*d=199.4-20*876=242 Кнм2=00242 КПа
S=hэ* P0* mv=64*0.0242*0.06=0.0093м=1 см