Расчет и проектирование фундаментов в городе Бийске

Фундаменты и основания.dwg

Расчет и проектирование фундаментов жилого 9-этажного здания в г. Бийске
Строительная площадка
Геологический разрез Мв 1:100 Мг 1:500
Суглинок желто-бурый тугопластичный R=216
Глина бурая полутвердая R=251
Супесь зелено-бурая текучепластичная R=300 КПа
Песок серо-бурый мелкий
ср.плотности насыщен водой R=200 КПа
Глина светло-бурая полутвердая R=340
План типового этажа М 1:200
КП-2069829-ГСХ-09-05
Основания и фундаменты
Геологический разрез
план типового этажа М 1:200
график затухания осадок
Бетонная подготовка 80 мм
Обмазка горячим битумом за 2 раза
Жб плита перекрытия 220 мм
Минераловатные плиты 60 мм
Шпунтованные доски 29 мм
График затухания осадок во времени
Обрешетка 60х150 шаг 500
Стропильная нога 50х160
Асбестоцементные волнистые листы
Рулонная гидроизоляция

Фундаменты и основания.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Основания и фундаменты
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
Пояснительная записка
КП -2069829-ГСХ-07-06
к.т.н. профессор Куликов О.В.
Н. контроль Куликов О.В.
Студент группы ГСХ-03-1 Рыбак Ю.В.
Построение геологического разреза
Определение наименования грунта его состояния и R0
Сбор нагрузок действующих на фундамент
Выбор типа основания ..
Выбор рационального вида фундамента .
1 Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании
2 Расчет свайного фундамента
3Технико-экономическое сравнение вариантов
Расчет фундаментов принятого вида
1. Расчет свайного фундамента в сечении 1-1
2. Расчет свайного фундамента в сечении 3-3
Расчет основания по предельным состояниям
1 Расчет по сечению 1-1
2 Расчет по сечению 2-2
3 Расчет основания сечения 3-3
Расчет затухания осадок во времени
2 Расчет затухания осадки во времени для сечения 2-2
3 Расчет затухания осадки во времени для сечения 3-3
Конструирование фундаментов
Схема работ нулевого цикла
Список использованных источников
Целью данного курсового проекта является разработка фундаментов для девятиэтажного жилого дома в г. Бийске. Основными задачами при проектировании курсового проекта являются:
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Рассмотрим общее строение площади характер напластования грунтов и их возраст. Определим вид физико-механические свойства и состояние отдельных слоев грунта; уточним уровень подземных вод возможное изменение уровня при эксплуатации сооружения.
Ознакомление с проектируемым зданием. Выявим особенности здания; уточним размеры материал основных конструкций и элементов конструктивные и расчетные схемы.
Определение нагрузок действующих на основание в результате сбора нагрузок от элементов и конструкций который опирается на рассчитываемый фундамент. При расчете по двум предельным состояниям уточняются невыгодные условия загружения для каждого состояния и принимаются соответствующие расчетные коэффициенты. Нагрузка в зависимости от расчетной схемы суммируются на уровне спланированной отметки земли.
Предварительный выбор конструкции и основных размеров фундаментов в открытых котлованах (глубина заложения размеры и формы подошв) и фундаментов глубокого заложения (тип и конструкция отметка начала погружения глубина и условия погружения) в зависимости от назначения и конструкции наземных частей здания.
Проверочные расчеты оснований по деформациям. Для принятых размеров фундамента и сочетаний нагрузок определяют осадку оснований и сопоставляем ее с допустимыми деформациями конструкций;
Установление окончательных размеров фундамента удовлетворяющим двум группам предельных состояний основания расчет и конструирование фундамента.
Построение геологического разреза
Строительство ведется в г. Бийске. Вначале решают вопрос о привязке проектируемого сооружения на плане. Так как на плане не указана застройка то следовательно у нас свободная привязка. В этом случае учитывают условие освещенности объекта направление действия господствующих ветров в районе строительства нулевой баланс работ в районе строительства. Жилое здание длинной стороной размещаем вдоль оси соединяющей скважины №1 и №2. Окна дома не обращены на север значит выполняется условие инсоляции помещений.
Первое направление для построения геологического разреза – вдоль длинной стороны объекта т.е. вдоль оси соединяющей скважины №1 и №2. Второе направление – вдоль оси соединяющей скважины №2 и №3.
Строят геологический разрез в следующих масштабах: вертикальный М 1:100 и горизонтальный М 1:500.
Рисунок 1.1- Строительная площадка
Рисунок 1.2- Геологический разрез
Определение наименования грунта его состояния и R0
Грунт взят из скважины № 1 слоя 3 глубина отбора от поверхности 25 м.
1.1 Наименование грунта определяем по коэффициенту пластичности:
() - грунт относится к суглинкам
1.2 Консистенцию грунта определяем по показателю текучести
(025 )-грунт тугопластичный
1.3Определяем коэффициент пористости по формуле:
где rs – плотность частиц грунта гсм3;
r - плотность грунта гсм3;
W – весовая влажность грунта в процентах;
1.4 Определяем расчетное сопротивление грунта
По таблице II 3 [2] находим величину условного расчетного давления на грунт Ro= 21643 кПа
Вывод: исследуемый образец – суглинок тугопластичный с Ro=21643 кПа.
Грунт взят из скважины № 1 глубина отбора от поверхности 50 м.
2.1 Наименование грунта определяем по коэффициенту пластичности:
Определяем наименование грунта по формуле:
() - грунт относится к глинам
2.2 Консистенцию грунта определяем по показателю текучести
(0 )-грунт полутвердый.
2.3Определяем коэффициент пористости по формуле:
2.4 Определяем расчетное сопротивление грунта
По таблице II 3 [2] находим величину условного расчетного давления на грунт Ro= 25156 кПа
Вывод: исследуемый образец – глина полутвердая с R0=25156 КПа.
Грунт взят из скважины № 2 глубина отбора от поверхности 700 м.
3.1 Наименование грунта определяем по коэффициенту пластичности:
() - грунт относится к супесям
3.2 Консистенцию грунта определяем по показателю текучести
(075 )-грунт текучепластичный
3.3Определяем коэффициент пористости по формуле:
3.4 Определяем расчетное сопротивление грунта
По таблице II 3 [2] находим величину условного расчетного давления на грунт Ro= 30000 кПа
Вывод: исследуемый образец – супесь текучепластичная с R0=300 КПа.
Грунт взят из скважины № 2 слоя 6 глубина отбора от поверхности 110 м.
При числе пластичности:
и при содержании частиц крупнее 2 мм – менее 25% - грунт относят к пескам.
По гранулометрическому составу:
при содержании частиц крупнее 05 мм (1+2+12=15%) – менее 50%;
крупнее 025 915+21=36%) – менее50%;
крупнее 01 мм (36+0=76%) – крупнее 75 % - мелкий песок.
4.1 Вид песка определяем по плотности сложения – при коэффициенте пористости:
Определяем наименование грунта по формуле:
(055) – песок средней плотности
4.2 Определяем степень влажности насыщение водой:
где rw - плотность воды %.
4.3 Определяем расчетное сопротивление грунта
По таблице II 2 [2] находим величину условного расчетного давления на грунт Ro= 20000 кПа
Вывод: исследуемый образец - песок мелкий средней плотности насыщенный водой с Ro=200 кПа.
Взят из скважины № 3 глубина отбора от поверхности 1450 м.
5.1 Наименование грунта определяем по коэффициенту пластичности:
5.2 Консистенцию грунта определяем по показателю текучести
(0)-грунт полутвердый
По таблице II 3 [2] находим величину условного расчетного давления на грунт Ro= 3405 кПа
Вывод: исследуемый образец – глина полутвердая с R0=3405КПа.
Сбор нагрузок действующих на фундаменты
Сбор нагрузок производится в соответствии с требованиями [3] и рассчитывается на грузовую площадь которая устанавливается в зависимости от конструктивной схемы здания - с поперечными несущими стенами.
Коэффициенты надежности по нагрузкам также определяются по [3].
Рис. 3.1 Схема распределения грузовых площадей
S2-2=1× (151+312) =463 м2
S3-3=1× (152+152) = 304 м2
Сбор нагрузок производится от верха здания до отметки планировки. При расчете временных нагрузок принимаем коэффициент надежности по нагрузке равным 14 [3] . Сбор временных нагрузок на междуэтажные перекрытия принимаем с учетом понижающегося коэффициента:
n - число перекрытий от которых нагрузка передается на основание.
Сбор нагрузок по сечению 1-1 на грузовую площадь 151м2 приведен в таблице 3.1.
Наименование нагрузки и конструкции
Нормативные нагрузки
Коэф. надежности по нагрузке f
Расчетное значение нагрузки кН
-хслойный рубероидный ковер
Покрытие - керамзитобетонные панели ( =025м;γ =14 кНм3)
Утеплитель - плиты минераловатные
Междуэтажные прекрытия -сборные жб многопустотные панели (10шт.)
Наружная стена выше чердачного перекрытия - однослойные легкобетонные панели
( =035м;γ =18 кНм3;h=252м)
Наружная стена - однослойные легкобетонные панели
( =035м;γ =18 кНм3;h=28м)
Наружная цокольная стена - однослойные легкобетонные панели (=035м;γ=18 кНм3;h=11м)
Шпунтованные доски (9 этажей) (=0029м;γ=5 кНм3)
Лаги деревянные (9 этажей) (=004м;γ =5 кНм3)
Плиты минераловатные (=006м;γ=125КНм³)
От чердачного перекрытия
От междуэтажных перекрытий с учетом понижающего коэффициента
Суммарная нормативных нагрузокNн= 24802кН
Суммарная расчетных нагрузокNр= 27628 кНСбор нагрузок по сечению 2-2 на грузовую площадь 463м2 приведен в таблице 3.2.
Коэф. Надежности по нагрузке
Расчетное значение нагрузки
-хслойный рубероидный ковер ( =003м;γ =5 кНм3)
Утеплитель - плиты минераловатные ( =01м;γ =125 кНм3)
Междуэтажные прекрытия - сборные жб многопустотные панели (10шт.)( =022м;γ =25 кНм3)
Внутренняя стена - сборные жб панели ( =016м;γ =25 кНм3;h=28м)
Внутренняя цокольная стена - сборные жб панели ( =016м;γ =25 кНм3;h=11м)
Шпунтованные доски (9 этажей) ( =0029м;γ =5 кНм3)
Лаги деревянные (9 этажей) ( =004м;γ =5 кНм3)
Суммарная нормативных нагрузокNн22= 30894 кН
Суммарная расчетных нагрузокNр22= 35046 кН
Сбор нагрузок по сечению 3-3 на грузовую площадь 304м2 приведен в таблице 3.3.
Суммарная нормативных нагрузокNн33= 238975 кН
Суммарная расчетных нагрузокNр33= 269846 кН
Выбор типа основания
В данном разделе следует решить вопрос об использовании грунта в естественном или искусственно улучшенном состоянии. В нашем случае необходимость в искусственном улучшении грунта отсутствует поэтому грунт используется в естественном состоянии.
Судя по геологическому разрезу площадка имеет спокойный рельеф с абсолютными отметками: 1147 м 1150 м 11540 м. Грунт имеет выдержанное залегание грунтов. Грунты находясь в естественном состоянии могут служить основанием для фундаментов мелкого заложения. Для такого типа фундамента основанием будет служить слой №1-суглинок тугопластичный. Для свайного фундамента в качестве рабочего слоя лучше использовать также слой №2-глину тугопластичную.
Выбор рационального вида фундамента
Выбор вида фундамента производится на основе технико-экономического сравнения вариантов наиболее часто используемых в практике индустриального строительства фундаментов:
- свайных фундаментов
Расчет производится для сечения с максимальной нагрузкой по сечению 2-2.Расчетная нагрузка. Nр = 35046КН.
1 Расчет фундамента мелкого заложения на естественном основании
Устанавливаем глубину заложения подошвы фундамента зависящую от глубины промерзания свойств основания грунтов и конструктивных особенностей сооружения. Для г. Бийска нормативная глубина промерзания dfh=205 м. Расчетную глубину промерзания определяем по формуле:
где kh – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения
Глубину заложения подошвы фундамента определяем по конструктивным соображениям. (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 - Схема фундамента мелкого заложения
Окончательно назначаем глубину заложения подошвы фундамента d = 135 м так как уровень грунтовых вод приходится понижать.
Далее ведём расчет методом последовательных приближений для центрально нагруженного фундамента в следующем порядке:
1.1 Предварительно определяем площадь подошвы фундамента по формуле:
где No – расчетная нагрузка в сечении кН;
Ro–расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента;
h – глубина заложения подошвым;
kзап – коэффициент заполнения (принимается равным 085);
g - удельный вес материалов фундамента (принимается равным 25 кНм3).
1.2 По табл. 6.5 [2] подбираем плиту марки ФЛ 14.24 имеющую размеры b=14 м; h=03 м и стеновые блоки марки ФБС 12.4.6.
1.3 По табл. 2 прил. 2 [1] для суглинка тугопластичного с коэффициентом пористости е=072находим φн=213о и Сн=245 кПа.
1.4 По табл. 5.4 [2]интерполируя по углу внутреннего трения φн находим значения коэффициентов Мg=0575 Мq=3307 Mc=5907.
1.5Определяем расчетное значение сопротивления R по формуле:
gс1 и gс2 – коэффициенты условий работы принимаемые по табл. 5.3 [2] gс1 = 12 и gс2 = 11;
k–коэффициент принимаемый равным 11 если прочностные характеристики грунта (с и j) приняты по таблице;
Мg Мq Mc – безразмерные коэффициенты;
kZ – коэффициент принимаемый при b 10 м равным 10;
b – ширина подошвы фундамента м;
gII – расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундаментов (при наличие подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3;
g1II – то же залегающих выше подошвы кНм3;
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
db – глубина заложения фундаментов подвала м
где γs – удельный вес твердых частиц грунта кНм3;
γw – удельный вес воды кНм3;
Рисунок 5.2-Схема заложения фундамента
где hS – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
hcf – толщина конструкции пола подвала м;
gcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала кНм3;
db - глубина подвала принимаемой равной 097 м.
1.6. Проверяем значение среднего давления под подошвой фундамента по формуле:
где Nf - вес фундамента кН;
Ng - вес грунта на обрезах фундамента кН;
b – ширина фундамента м;
l = 1 м так как все нагрузки приведены на погонный метр.
Р R следовательно фундамент запроектирован верно.
2 Расчет свайного фундамента
Проектирование свайных фундаментов ведут в соответствии с [4].
2.1 Определяем длину сваи
FL1 = 11265м (отметка заложения ростверка)
FL2=1097м (предварительная отметка заложения сваи)
Lрасч = FL1 – FL2 (5.7)
Lзагот = Lрасч+Lзад (5.8)
где Lзад - длина заделки сваи в ростверк;
Lрасч –расчетная длина сваи м
Lрасч =11265-1097=295 м
2.2. Задаемся типом и видом сваи.
Принимаем железобетонную сваю сплошного сечения квадратную в поперечнике марки С 30 – 30.
2.3Определяем несущую способность сваи по грунту по формуле:
где gс – общий коэффициент условия работы равный 10;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи от поверхности земли кПа;
А – площадь поперечного сечения;
U – наружный периметр поперечного сечения сваи;
gCR и gcf - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и на боковой поверхности сваи (принимаем gCR = 10 и gcf = 10 в соответствии с табл. 3 [4]);
Рисунок 5.3 - Схема для определения трения грунта на боковой поверхности
Z1=2325 м f1=2144 кПа
Fd = 10×(1×3661×009+1×12×(195×2144+1×4908)) = 43856 кПа
2.4. Определим грузоподъемность сваи по формуле:
где γg – коэффициент надежности по грунту;
2.5. Определяем количество свай в фундаменте по формуле:
где No – расчетная нагрузка на фундамент кНм;
N – расчетная нагрузка на сваю кН;
a - коэффициент принимаемый для ленточных фундаментов 75;
g - удельный вес материала ростверка 25 кНм3;
d – сторона поперечного сечения сваи 03 м;
h – глубина заложения подошвы ростверка 135 м
Принимаем двухрядное расположение свай
2.6.Определяем высоту ростверка по формуле:
где К – коэффициент принимаемый равным 10;
Rbt – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию кПа;
По условию высота ростверка:
где h0 – заделка сваи в ростверк м;
2.7. Определяем расчетное расстояние между осями свай по формуле:
Схема размещения следовательно получается как показано на рис. 5.4.
рис. 5.4 – Конструкция ростверка его основные размеры и расположение свай.
2.8 Производим проверку фактической нагрузки приходящейся на каждую сваю по формуле:
где Nf - вес ростверка кНм3;
Ng - вес грунта на обрезах ростверка кНм3;
n – количество свай на погонный метр м-1.
Т.к. Nф N то проверка выполняется.
2.9. Проверяем сжимающие напряжения в грунте в плоскости нижних концов свай. Определим:
hn – толщина n-го слоя грунта м;.
Вусл = 2 × tga × Н + d +ср (5.19)
Вусл = 09+03+2×32×tg 485= 181 м
где NSq – вес грунта и свай в объеме условного фундамента кНм3;
Аусл – площадь подошвы условного фундамента м2;
Rусл – расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента кПа (определяем по формуле (5.4)).
= 0374; Мg =2488; Мс = 5062;
2.12. Определяем расчетное значение сопротивления R по формуле (5.3.):
Р =25601 R =46807 условие выполняется следовательно фундамент запроектирован верно
3 Технико-экономическое сравнение вариантов
Для ленточного и свайного фундаментов производим сравнение их стоимости по укрупненным показателям. Оценка стоимости сравнение основных видов работ при устройстве фундаментов производим для 1 погонного метра.
Рисунок 5.4 – Расчетное расстояние между сваями
3.1. Объем котлована находим по формуле:
ab – ширина котлована понизу и соответственно поверху котлована м;
u – глубина котлована м;
Для фундаментов мелкого заложения объем котлована будет равен:
Для свайного фундамента будет равен:
Сравнение стоимости фундаментов приводим в табличной форме (табл. 5.1.).
Таблица 5.1-Технико-экономическое сравнение вариантов
Стоимость ед. измерения руб.
Разработка грунта под фундамент
Устройство ростверка
Устройство ленточных фундаментов
Вывод: по предварительной оценке стоимости основных видов работ при устройстве фундаментов из 2-х вариантов экономичнее является фундамент мелкого заложения.
Расчет фундаментов принятого вида
1.Расчет фундаментов мелкого заложения в сечении 1 – 1.
Определяют основные размеры и рассчитывают конструкцию ленточного фундамента под наружную стену. Глубину заложения подошвы принимают аналогично глубине заложения внутренней стены (раздел 5.1).
1.1.По формуле 5.2 определим ориентировочные размеры фундамента в плане.
1.2 По табл. 6.5 [2] подбираем плиту марки ФЛ 12.24 имеющую размеры b=12 м; h=03 м и стеновые блоки марки ФБС 12.4.6.
1.5 Определяем расчетное значение сопротивления R по формуле (5.3):
Рисунок 6.1-Схема заложения фундамента
1.6. Проверяем значение среднего давления под подошвой фундамента по формуле (5.6):
2.Расчет фундаментов мелкого заложения в сечении 3 – 3.
2.1.По формуле 5.2 определим ориентировочные размеры фундамента в плане.
2.2 По табл. 6.5 [2] подбираем плиту марки ФЛ 12.24 имеющую размеры b=12 м; h=03 м и стеновые блоки марки ФБС 12.4.6.
2.3 По табл. 2 прил. 2 [1] для суглинка тугопластичного с коэффициентом пористости е=072находим φн=213о и Сн=245 кПа.
2.4 По табл. 5.4 [2]интерполируя по углу внутреннего трения φн находим значения коэффициентов Мg=0575 Мq=3307 Mc=5907.
2.5 Определяем расчетное значение сопротивления R по формуле (5.3):
2.6. Проверяем значение среднего давления под подошвой фундамента по формуле (5.6):
Р R следовательно фундамент запроектирован верно.7.1 Расчет по сечению 1-1
В данном курсовом проекте расчет ведется по 2- ой группе предельных состояний. Целью расчета оснований является ограничение перемещения абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций. Расчет по второму предельному состоянию заключается в определении осадок и сопастовление их с предельными значениями установленными в зависимости от типа сооружений по таблице 11.1 (2) .
где S - расчётные значения абсолютных осадок;
- предельные значения абсолютных осадок;
Определим напряжение от собственного веса грунта по формуле:
n – число слоев грунта;
szq0 = 0 кПа - на поверхности земли;
szq1 = 135 × 1891=2553 кПа – под фундаментом;
szq2 = 195× 1891 + 2553 = 624 кПа – на контакте 1 и 2 слоев;
szq3 = 1882× 2 + 6240 = 10440 кПа – на контакте 2 и 3 слоев;
szq4=012136+10040=10218кПа – на контакте 3 и УГВ слоев;
szq5 = 34×1153+10218=14138 кПа – на контакте 3 и 4 слоев;
szq6 = 4×98+140138=18058 кПа – на контакте 4 и 5 слоев
szq6 = 15×98+18058=19528 кПа – на последнем слое.
Дополнительное напряжение на уровне подошвы фундамента определяется по формуле:
Po = Pср - szqo (7.3)
где Р – среднее давление под подошвой фундамента определяемое по формуле (5.7.) кПа;
szqо – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента кПа
Po=22709-2553=20156 кПа
Распределение дополнительных напряжений szр по глубине устанавливается по формуле:
где a - коэффициент принимаемый от соотношения сторон
Для каждого слоя грунта в пределах глубины сжимаемой толщи по данным испытания определяют модуль деформации по формуле:
где b - поправочный коэффициент принимаемый для суглинков- 05 для глины - 04; супесей – 07; пылеватых и мелких песков – 08.
mv – коэффициент относительной сжимаемости кПа-1;
Таблица 7.1- Распределение напряжений по оси фундамента
Суглинок тугопластичный
Супесь текучепластичная
Величина осадки определяется по формуле:
где b - корректирующий коэффициент;
szрi – среднее значение дополнительного напряжения в i-ом слое грунта кПа
Вывод: по результатам расчета осадки методом послойного суммирования определена осадка S = 434 см при Su= 8 см.
2 Расчет основания по предельным состояниям по сечению 2-2
Напряжение от собственного веса грунта определяется по формуле (7.2). Дополнительные напряжения на уровне подошвы фундамента определяются по формуле (7.4).
Р0=23252-2553=20799кПа
Найдем дополнительные напряжения и запишем в таблицу 7.2.
Таблица 7.2-дополнительные напряжения
Величина осадки определяется по формуле (7.7)
3 Расчет основания сечения 3-3
Напряжения от собственного веса грунта определяется по формуле (7.2). Дополнительные напряжения на уровне подошвы фундамента определяются по формуле (7.4).
Р0=21294-2553=18741кПа
Таблица 7.3-дополнительные напряжения
Продолжение таблицы 7.3
Расчет затухания осадок во времени
Расчет ведут методом эквивалентного слоя при слоистой толще грунтов в следующей последовательности:
Полную стабилизированную осадку определяем по формуле:
где hэ - мощность эквивалентного слоя м;
mvm – средний коэффициент относительной сжимаемости грунта МПа-1;
Определяют мощность эквивалентного слоя по формуле:
где Awm – коэффициент эквивалентного слоя зависящий от коэффициента Пуассона формы подошвы жесткости фундамента.(24-преобладают пылевато-глинистые грунты)
Средний коэффициент относительной сжимаемости грунта mvmнаходим по формуле:
zi – расстояние от середины слоя i-го слоя до глубины 2hэ м.
Затем определим сжимаемую толщу по формуле:
Рисунок 8.1- Схема для определения коэффициента относительной сжимаемости
По формуле (8.1) найдем осадку:
Определяют коэффициент консолидации по формуле:
где gw – удельный вес воды кНм3;
Кфт – средний коэффициент фильтрации определяемый по формуле:
где Н – мощность сжимаемой толщи м;
kфi коэффициент фильтрации i-го слоя грунта смгод.
Вычислим время необходимое для уплотнения грунта до заданной степени по формуле:
Задаемся значениями UN и данные сводим в таблицу 8.1.
Таблица 8.1- Расчет затухания осадок во времени
2 Расчет затухания осадки во времени для сечения 2-2
Определяют мощность эквивалентного слоя по формуле (8.1)
Определим соответствующие значения
Рисунок 8.2- Схема для определения коэффициента относительной сжимаемостиНайдем
Затем вычислим время необходимое для уплотнения грунта
Таблица 8.2- Расчет затухания осадок во времени
3 Расчет затухания осадки во времени для сечения 3-3
Схема к определению средних коэффициентов относительной сжимаемости аналогична схеме 8.1.
Вычислим время необходимое для уплотнения грунта до заданной степени по формуле (8.7):
Конструирование фундаментов
Исходя из окончательных размеров фундаментов установленных расчетом по 2-ому предельному состоянию производим конструирование фундаментов.
После геодезической разбивки осей здания производят забивку свай устанавливают ростверки. По окончании установки приступают к установке блоков.
Для обеспечения пространственной жесткости сборного фундамента предусматривают связь между продольными и поперечными стенами путем привязки и фундаментными блоками или закладки в горизонтальные швы сеток из арматуры диаметром 8 – 10 мм. После укладки стеновых блоков производят установку цокольных панелей для жилого дома.
Для предотвращения выщелачивания бетона предусматриваются в качестве гидроизоляции обмазка горячим битумом 2 раза.
Для отвода сточных вод от здания предусматриваем устройство бетонной отмостки.
Конструктивные решения фундаментов приведены на чертеже.
Схема производства работ нулевого цикла
Размеры дна котлована в плане определены в зависимости от:
- расстояния между наружными осями сооружений;
- расстояния от этих осей до крайних уступов фундаментов;
- минимальной ширины зазора между конструкцией фундамента и стеной котлована.
Размеры котлована поверху складываются из размеров дна котлована и ширины откосов. Глубина заложения фундамента является глубиной котлована. Погрузку грунта в самосвалы производят со стороны бокового борта. При разгрузке транспортировании планировании и уплотнении грунта и более самоходными или прицепными машинами движущимися одна за другой расстояние между ними должно быть не менее 10 м. Земляные работы должны вестись так чтобы не была нарушена естественная структура грунта основания. Это можно предотвратить – оставлять слой не разработанного грунта – недобор от 5 до 30 см в зависимости от оборудования и емкости ковша экскаватора. Недобранный грунт впоследствии удаляют специальной землеройной транспортировочной машиной. В процессе работы необходимо предохранять котлован от заполнения атмосферными осадками. Для этого следует проводить планировку поверхности вокруг котлована и обеспечить сток за пределы строительной площадки. Разрабатывать грунт котлована и возводить фундамент нужно в сжатые сроки не оставляя открыты дно котлована на продолжительное время (чем больше промежуток между окончанием земляных работ и устройством фундамента тем сильнее разрушается грунт основания и откосы котлована). После возведения фундамента пазухи между стенами фундамента и котлована заполняется грунтом укладываемого послойно с трамбовкой.
В данном проекте был разработан наиболее рациональный фундамент под 9-этажное жилое здание – фундамент мелкого заложения. Выбор рационального вида фундамента осуществили на основе технико-экономического сравнения двух вариантов фундаментов наиболее часто используемых в строительстве фундаментов мелкого заложения и свайного. Сравнение вариантов было сделано на основе их стоимости установленной по укрупненным показателям. Стоимость работ фундамента мелкого заложения равно 758-67 а свайного фундамента 1428-38. Фундамент мелкого заложения оказался почти в два дешевле поэтому нам он экономичнее.
Для выбранного типа фундамента в трех характерных сечениях зданий был произведен расчет оснований по предельному состоянию 2 группы и сравнение полученных значений с предельными значениями. Было произведено конструирование фундамента; рассчитана схема производства работ нулевого цикла а также даются краткие сведения об устройстве котлована.
Список использованных источников
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 36с.
СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений Госстрой СССР. – М.: Стройиздат 1985. – 40с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. – 48с.
Далматов Б.И. Механика грунтов основания и фундаменты (включая спец. курс инженерной геологии). – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Стройиздат Ленингр. отделение 1988. – 415с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчета): Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1990. – 304с. ил.
Берлинов М.В. Ягупов Б.А Примеры расчетов онований и фундаментов: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Стройиздат 1986. – 173с. ил.