Расчет осадки и несущей способности основания фундамента

грунты.dwg

Место строительства - Санкт Петербург
- насыпной грунт - супесь со строительным мусором
- песок мелкозернистый пылеватый
- супесь легкая пылеватая с растительными остатками
- суглинок тяжелый с включенияем гравия и гальки
Условные обозначения
- уровень грунтовых вод
техногенный грунт - супесь со строительным мусором

грунты.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Предмет Механика грунтов
Тема «Расчет осадки и несущей способности основания фундамента»
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки
и выбор глубины заложения подошвы
1Классификация грунтов (по ГОСТ 25100-2011)
2Расчетные сопротивления грунтов основания
3Нормативная глубина промерзания
4Заключение об инженерно-геологических условиях площадки
5Выбор глубины заложения подошвы фундамента d
6Расчетное сопротивление грунтового основания фундаментов с учетом принятой глубины и фактической ширины
Расчет несущей способности основания фундамента
Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
Список используемой литературы
Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов
Песок средней крупности
- для расчета по несущей способности: γI = 182 кНм3 φI = 34;
- для расчета по деформации: γII = 201 кНм3 φII = 38;
W = 016 γs = 264 кНм3 Е = 40 Мпа kф=20*10-2смс
- для расчета по несущей способности: γI = 174 кНм3 φI = 20 сI = 5 кПа;
- для расчета по деформации: γII = 192 кНм3 φII = 24 сII = 8 кПа;
W = 021 д.ед. WL = 023 д.ед. Wp =018 д.ед
γs = 265 кНм3 kф=21*10-5смс Е = 14 МПа
- для расчета по несущей способности: γI = 168 кНм3 φI = 15 сI = 8 кПа;
- для расчета по деформации: γII = 185 кНм3 φII = 17 сII = 12 кПа;
W = 030 д.ед. WL = 036 д.ед. Wp =023 д.ед.
γs = 268 кНм3 kф=25*10-7смс Е = 10 МПа
Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий
1.Классификация грунтов (по ГОСТ 25100-2011)
А) удельный вес скелета грунта γd кНм3 :
Б) коэффициент пористости е:
По ГОСТ 25100-2011 песок плотный так как е=052≤055
Г) содержание твердых частиц в единице объема m
Д) полная влагоемкость:
Е) степень влажности д.е.:
По ГОСТ 25100-2011 песок водонасыщенный так как
Ж) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды кНм3 :
(264 – 98)*066= 10956 кНм3
Л) сжимаемость грунтов (деформированность)
Е=40 кПа- среднедеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤40≤50
Полное наименование слоя: Песок плотный средней крупности водонасыщенный среднедеформированный.
(265 – 98)*06= 1002 кНм3
И) число пластичности:
К) показатель текучести:
по ГОСТ 25100-2011 супесь пластичная так как 0≤ 06≤100
л) Сжимаемость грунтов (деформированность)
Е=14 кПа- среднедеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤14≤50
Полное наименование слоя: Супесь пластичная среднедеформированная.
(268 – 98)*053= 901 кНм3
по ГОСТ 25100-2011 суглинок мягкопластичный так как 05≤054≤075
Е=10 кПа- сильнодеформирован (по ГОСТ 25100-2011) 10≤14≤50
Полное наименование слоя: Суглинок мягкопластичный сильнодеформируемый.
2.Расчетные сопротивления грунтов основания.
Ширина подошвы фундамента b=1 м на стадии оценки инженерно-геологических условий.
где γc1 и γс2-коэффициенты условий работы;
k-коэффициент принимаемый равным 10;
Мγ Mq Mc— коэффициенты принимаемые в зависимости от значения ;
kz-коэффициент принимаемый равным 1 при b10 м;
b-ширина подошвы фундамента м;
γII-расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3;
γII’ -то же залегающих выше подошвы (при наличии нескольких видов грунтов определяется как средневзвешенное );
cII-расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
dI-глубина заложения фундаментов бес подвальных сооружений.
Данные по грунтам из СНиП 2.02.01-83*
R1=1*[072*1*1*192+387*12*192+645*8]=1546 кПа
R2=1*[072*1*1*192+387*20*192+645*8]=214 кПа
R3=1*[072*1*1*192+387*24*1461+645*8]=2011 кПа
R4=1*[072*1*1*192+387*37*13+645*8]=2516 кПа
R5=1*[039*1*1*185+257*41*1572+515*12]=2347 кПа
R6=1*[039*1*1*185+257*108*116+515*12]=391 кПа
3.Нормативная глубина промерзания.
dfn- глубина промерзания грунтов;
do принимается в зависимость от вида грунта
do=023 м для суглинков и глин;
do=028 м для супесей песков мелких и пылеватых;
do=030 м для песков гравелистых крупных и средней крупности;
Mt -безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике.
Для Санкт-Петербурга Mt=-50+-78+-78=206оС
dfn=do√Mt=028√206=127 м.
dfn=do√Mt=023√206=104 м.
Для песка средней плотности:
dfn=do√Mt=030√206=136 м.
4 Заключение об инженерно-геологических условиях площадки строительства.
На рассматриваемой площадке под строительство в г. Санкт-Петербурге расположены 5 скважин глубиной 12 м на расстоянии 405 м и 420 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 22 м.
Геологическим разрезом по скважине 2 вскрыты следующие напластования грунтов.
Верхний слой – супесь пылеватая - мощностью от 0 до 3 м. Грунт является среднежимаемым и находится в пластичном состоянии со следующими характеристиками:
R1=1546 кПа; R2=214 кПа; R3=2011 кПа; R4=2516 кПа; .
Второй слой – суглинок - мощностью от 3 до 7 м. Грунт сильносжимаемый находится в мягкопластичном состоянии со следующими характеристиками:
R5=2347 кПа; R6=391 кПа; .
По результатам оценки инженерно-геологических условий делаем вывод о возможности строительства проектируемого сооружения на рассматриваемой площадке и выборе несущего слоя основания. В качестве несущего слоя основания можно использовать супесь.
5Выбор глубины заложения подошвы фундамента d.
а) Учет инженерно-геологических условий
Подошву фундамента заглубляют в несущий грунт на 05 м и более
H – глубина залегания кровли несущего грунта.
б) Учет гидрологических условий
По возможности подошву фундамента располагают выше уровня подземных вод.
в)Учет пучинистости грунтов
Супесь – непучинистый грунт.
по СНиПу 2.02.01-83* «Основания здания и сооружений» определяю нормативную глубину промерзания грунтов dfn (для супеси)
По СНиПу 2.01.01-99 «Строительная климатология» определяю сумму отрицательных температур t0C за год.
Mt=-50+-78+-78=206оС
dfn=dо*√Mt=028 *√206=127 м
Определяем расчетную глубину промерзания грунтов df
df=kh*dfn=11*127=1397 м
kh-коэффициент влияния теплового режима здания =11 – для наружных фундаментов неотапливаемого здания.
Принимаю глубину заложения фундаментов d=15 м от поверхности земли.
6Расчетное сопротивление грунтового основания фундаментов с учетом принятой глубины и фактической ширины.
R=1*[072*1*2*192+387*15*192+645*8]=1907 кПа
Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования (по СНиП 2.02.01-83*).
А) Разделяем грунтовое основание фундамента
до нижней границы сжимаемой толщи (до глубины 3b) на элементарные однородные слои толщиной
Б) Вычисляем значения вертикальных напряжений от собственного веса грунта szg на границах элементарных слоев:
szg0 – природные напряжения в уровне подошвы фундамента;
n- число слоев в пределах глубины z;
- удельный вес грунта
gw – удельный вес воды 98 кНм3;
Hw – мощность водоносного горизонта.
Для грунтов водоносного горизонта используют
Последний член gwHw учитывают при вычислении напряжений в водоупорном слое.
szg 0=Н1+(d-H1)=17*1+192(15-1)=266 кПа
szg 1=szg 0+h=266+1002*08=3462 кПа
szg 2=szg 1+ h =3462+1002*08=4264 кПа
szg 3=szg 2+ h+ gwHw =4264+1002*08+98*17=6732 кПа
szg 4=szg 3+ h =6732+901*08=7453 кПа
szg5=szg 4+ h =7453+901*08=8174 кПа
szg 6=szg 5+ h =8174+901*08=8894 кПа
szg 7=szg 6+ h =8894+901*08=9615 кПа
szg 8=szg 7+ h =9615+901*08=1034 кПа
В) Дополнительное вертикальное напряжение
Давление по подошве фундамента p=R=1907 кПа
α – коэффициент влияния зависящий от относительной глубины и соотношения размеров подошвы
В контрольной принимаю соотношение размеров фундамента 1.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=Hс там где szp=02szg если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E5 МПа то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szp=01szg.
Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу:
Осадка фундамента 17678 см - меньше предельно допустимой осадки фундаментов .
Расчет основания по несущей способности при вертикальной нагрузке (на выпор)
Nγ=288 Nq=64 Nc=1484
Механика грунтов основания и фундаменты: Методические указания по изучению курса задания на курсовой проект и указания по его выполнению (I). Л.: ЛИСИ 1984. 34 с.
Механика грунтов основания и фундаменты: Методические указания по выполнению курсового проекта (II). Л.: ЛИСИ 1985.
Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01—83. М.: Стройиздат 1985.
Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. под ред. Долматова.- M: АСВ; 1999.
Основания и фундаменты. СНиП 3.02.01—83. М.: Стройиздат 1983.