Расчет оснований и фундаментов зданий и сооружений

ОиФ КП.dwg

ЭКСПЛИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ВТОРОГО ЭТАЖА
Цементно-песочная стяжка
Многопустотная плита 220
- ВОДОПРОНИЦАЕМАЯ ПЛИТКА
ТАНЦЕВАЛЬНАЯ ПЛОЩАДКА
ВОЛЕЙБОЛЬНАЯ ПЛОЩАДКА
ПАРКОВОЧНАЯ ПЛОЩАДКА
Спецификация фундаментов
Фундамаменты мелкого
Ростверк железобетонный
Инжинерно-геологические разрезы
Совмещенная схема расположения фундаментов мелкого заложения и свайного ростверка
Схема расположения свай
Плита железобетонная Ф14
Спецификация свайного поля
В проекте представлены расчеты двух вариантов фундаментов: фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов. 2. Основанием фундаментов мелкого заложения служит песок крупный со следующими физико-механическими характеристиками: удельный вес 19.9кНм
угол внутреннего трения - 32 град
коэффициент пористости 0
модуль деформации Е=39 МПа
расчетное сопротивление R=500 кПа. 3. Глубина заложения составляет 3.1м. 4. Основанием свайных фундаментовслужит песок крупный со следующими физико-механическими характеристиками: удельный вес 19.9кНм
расчетное сопротивление R=500 кПа. 5. Глубина забивки свай составляет 6.15м
65м. 6. Уровень подземных вод на отметке -1
глубина промерзания грунтов - 1 м. 7. Фундаменты мелкого заложения представлены 3х видов. 8. Свайные фундаменты представлены 3х видов. на инжинерно-геологическом разрезе замаркированные слои грунта имеют следующие наименования: 19 - насыпной грунт. 24 - песок крупный
- глина полутвердая. Характеристики грунтов 19
приведены в пояснительной записке.
Плита железобетонная Ф24
Плита железобетонная Ф8
глмна полутвердая γsb=9.61kHм² γ=19.6kHм² Ео=22Мпа
песок крупный γsb=10.32kHм² γ=19.9kHм² Ео=39Мпа
глина полутвердая γsb=9.61kHм² γ=19.6kHм² Ео=22Мпа

ОиФ.doc

Таблица 1 – значения вертикальной N горизонтальной Q нагрузок и моментов М на обрезах фундамента
Номер схемы и название здания
Рисунок 1 - Схема здания: план и разрез
Рисунок 2 – Инженерно-геологические условия
Таблица 2 - Показатели физико-механических свойств
Удельный вес грунта γ
Удельный вес частиц грунта γs
Удельное сцепление С
Угол внутреннего трения φ град.
Природная влажность
На границе текучести L
Анализ инженерно-геологических условий свойств грунтов и оценка расчетного сопротивления грунтов
Жилой дом имеет размеры в плане по осям 1–5 – 48м по осям А–В – 12м. Здание семиэтажное с плоской кровлей с отметкой верха кровли – 22.5м. За отметку 0000 принята отметка чистого пола. По конструктивной схеме здание относится к бескаркасным. Стены выполнены из кирпича с продольными и поперечными несущими наружными и внутренними стенами. Плиты перекрытия длинной 6м опираются на продольные несущие стены на 120мм.
Таблица 3- Гранулометрический состав песчаных грунтов %
) строим график гранулометрического состава
Рисунок 3 – график гранулометрического состава
- грунт не однородный
) Определяем наименование грунта по крупности:
>0.5 – 68.7 % - песок крупный.
) Коэффициент пористости:
- средней плотности;
) Показатель влажности:
Поскольку слой грунта №24 находится ниже уровня подземных вод определяем удельный вес грунта с учетом взвешенного действия воды:
Полное наименование грунта: песок крупный средней плотности насыщенный водой неоднородный.
) Относится к глинистым грунтам с числом пластичности:
) Показатель текучести:
) Поскольку слой грунта №18 находится на уровне подземных вод то определяем удельный вес грунта с учетом взвешенного действия воды:
Полное наименование грунта: глина полутвердая с коэффициентом пористости e = 0.79;
Несущая способность грунтов
Определяем расчетное сопротивление Rо:
Для 18 слоя: глина полутвердая е=0.79 IL=0.167
) находим Rо для е = 0.6 IL = 0.167
Rо = 5 - 0.334 = 4.666 кгссм²
) находим Rо для е = 0.8 IL = 0.167
Rо = 3 - 0.167 = 2.833 кгссм²
) находим Rо для е = 0.79 IL = 0.167
е = 0.6 е = 0.79 е = 0.8
Rо = 4.666 Rо Rо = 2.833
2-(4.666-2.833)=1.833
Rо = 4.666 – 1.7413 = 2.925 кгссм²
Вычисления по грунту приводим в сводную ведомость показателей физико-механических свойств грунтов.
Таблица 4 - Сводная ведомость показателей физико-механических свойств грунтов
Физико – механические характеристики
Удельный вес грунта при естественной влажности
Удельный вес твердых частиц
Удельный вес сухого грунта
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
Влажность на границе текучести
Влажность на границе пластичности
Число пластичности грунта
Показатель текучести
Модуль деформации грунта
Условное расчетное сопротивление
песок крупный средней плотности насыщенный водой неоднородный
глина полутвердая с коэффициентом пористости
Расчет фундаментов мелкого заложения
Определение глубины заложения фундаментов и площади подошвы фундаментов
) по условиям промерзания:
dfn = 90см (для г.Минск)
dfn необходимо увеличить на 20% так как верхний грунт – песок
dfn х 20% = 90 + 18 = 108см.
расчетная глубина промерзания грунта
df = Kn х dfn = 0.5 х 1.08 = 0.54см
df – не зависит от от глубины промерзания так как грунт – крупный песок.
d1≥ 0.6.+ 0.1 = 0.7м
) по конструктивным особенностям:
Принимаем глубину заложения фундамента на 50см ниже пола подвала
d1 = 2.2 + 0.2 + 0.3 = 2.7м;
d1 = 2.7 – 1.0 = 1.7м.
) по геологическим условиям:
Назначаем глубину заложения по инженерно-геологическим условиям: принимаем песок крупный средней плотности в качестве несущего слоя и заглубление фундамента в этот слой не менее 30см.
d1 = 0.2 + 0.6 × 6 + 0.3 = 4.1м
d1 = 4.1 – 1.0 = 3.1м.
Окончательно принимаем d1 = 3.1м (по инженерно-геологическим условиям).
Рисунок 4 – Фундамент 1
) Ro=0.5 > 0.36=R1 – необходимо увеличить размер подошвы фундамента
) Проверяем условия:
Где Pср-давление на грунт под подошвой фундамента
=(1.4×0.3×1+6×0.6×0.5)×0.022=0.049 МН – вес фундамента;
=(0.45×2.8+0.45×1.4)×0.014 =003 МН - вес грунта на обрезах фундамента;
Рср = 0.36МПа R = 0.37 МПа – выполнено
) Рмах = 0.4МПа 0.37 ×1.2 = 0.44 – выполнено
Рmin = 0.32МПа > 0 – выполнено
Размеры подошвы фундамента1: b = 1.4м
Рисунок 5 – Фундамент 2
) Ro=0.5 > 0.41=R1 – необходимо увеличить размер подошвы фундамента
=(2.4×0.5×1+3.4×0.5)×0.022=0.064 МН – вес фундамента;
=(0.95×1 ×1.5×2)×0.014 =004 МН - вес грунта на обрезах фундамента;
Рср = 0.31МПа R = 0.33 МПа – выполнено
Размеры подошвы фундамента2: b = 2.4м
Рисунок 6 – Фундамент 3.
=(0.45×2.8+0.45×1.4)×0.014 =0026 МН - вес грунта на обрезах фундамента;
Рср = 0.32МПа R = 0.37 МПа – выполнено
) Рмах = 0.35МПа 0.37 ×1.2 = 0.44 – выполнено
Рmin = 0.3МПа > 0 – выполнено
Размеры подошвы фундамента3: b = 1.4м
Расчет осадки фундаментов мелкого заложения
Расчет ведется методом послойного суммирования
Рассчитываем осадку основания под фундаментом № 1 с шириной подошвы 1.4м с наибольшим Рср= 0.36 МПа.
)Напряжения от собственного веса грунта рассчитываются по формуле ;
)Напряжения от внешней нагрузки;
)Определяем границу сжимаемой толщи
)Определяем осадку каждого элементарного слоя ;
)Определяем общую осадку.
Данные по расчетам заносим в таблицу 5
Таблица 5 – Расчет осадки методом послойного суммирования
В соответствие со СНиП 2.02.01-83* для многоэтажного бескаркасного здания с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования максимальная осадка 10см.
- осадки нижележащих слоев не значительные условие соблюдается.
Рисунок 7 - Расчетная схема для определения осадок методом послойного суммирования. Эпюры напряжений
Расчет свайных фундаментов
) Выбор глубины заложения ростверка
Глубину заложения ростверка принимаю равной 1.9м (отм.-2.900м) исходя из конструктивных особенностей здания (на 50см ниже пола подвала).
) Выбор типа и размера свай
Сваи необходимо заглубить в грунт (песок крупный) на 0.5м исходя из этого условия первоначально принимаем длину сваи равной 3м с сечением 0.3×0.3м
Рисунок 8 – выбор глубины заложения ростверка и размеров свай
) Определение несущей способности одной сваи
R (4.65) = 693 тс м²
f2 (3.725) =5.163 тм²
) Определяем расчетную нагрузку допускаемую на одну сваю
) Определяем число свай на 1мп ростверка
04 × 1.2 = 1.248 (a = 0.801 – необходимо увеличить длину сваи)
)сваи (a = 0.735 – необходимо увеличить длину сваи)
79 × 1.2 = 0.948 (a = 1.055м) сваю №3 принимаем марки С-3-30.
Рисунок 9 – выбор глубины заложения ростверка и размеров свай
R (6.150) = 717.25 тс м²
f3 (5.475) =5.695 тм²
89 × 1.2 = 1.068 (a = 0.936) сваю №1 принимаем марки С-4.5-30.
Рисунок 10 – выбор глубины заложения ростверка и размеров свай
R (6.650) = 724.75 тс м²
f3 (5.725) =5.745 тм²
)сваи (a = 0.904) сваю №2 принимаем марки С-5-30.
) размещаем сваи в плане ростверка
Рисунок 11 – размещение свай в плане ростверка
) проверяем фактические нагрузки на сваю
Расчет осадок свайного фундамента
Рассчитываем осадку основания под фундаментом с наибольшей нагрузкой на сваю Р2= 64.64т. (свая №2 С-5-30)
) Осредненное значение угла внутреннего трения грунта:
) Размеры подошвы условного фундамента:
tg(264)= x = tg(264)×h=0.54м
) hi=04×1.38=0.552м (принимаем hi=0.5)
) Напряжения от собственного веса грунта рассчитываются по формуле ;
) Напряжения от внешней нагрузки;
) Среднее давление грунта по подошве фундамента:
Gрост =0.6×0.6×0.6×0.022=0.0048 МН;
Gсв=0.3×0.3×5×0.022=0.0099 МН;
Gгр=(1.38×5.25-(0.6×0.6×0.6+0.3×0.3×5))×0.01=0.066 MН;
Рср = 0.38МПа R = 0.89 МПа – выполнено
) Определяем границу сжимаемой толщи ;
) Определяем осадку каждого элементарного слоя ;
) Определяем общую осадку.
Данные по расчетам заносим в таблицу 6.
Таблица 6 – Расчет осадки методом послойного суммирования
Рисунок 12 - Расчетная схема для определения осадок свайного фундамента методом послойного суммирования
Конструкция гидроизоляции
В проекте предусмотрено два варианта гидроизоляции
– вертикальная изоляция из двух слоев рулонного материала с бетонной защитной стенкой на высоту 0.5м
– защита помещения от грунтовой сырости – изоляция из двух слоев рулонного материала.
Для предупреждения разрыва изоляционного ковра от неравномерных осадок фундамента и пола подвала между ними устраивается компенсатор в виде петли из ковра размещаемый в коробе с битумом.
Рисунок 13 – конструкция гидроизоляции фундамента
Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента
Последовательность работ по устройству фундамента мелкого заложения:
- срезка растительного слоя грунта;
- разработка грунта котлована;
- разбивка осей фундаментов;
- устройство песчаного основания под фундамент;
- устройство опалубки;
- сборка и установка арматуры;
- разборка опалубки;
- установка блоков стен подвала;
- устройство гидроизоляции стен и фундаментов;
- обратная засыпка грунта.
Последовательность работ по устройству свайного фундамента:
- устройство бетонного основания под фундамент;
- устройство сборного ростверка;
Технико-экономические показатели стоимости устройства фундаментов сведем в таблицу 7.
Таблица 7 - Технико-экономические показатели устройства фундаментов
Сметная стоимость на ед.изм.руб.
Варианты фундаментов
Разработка грунта с погрузкой на автомобили самосвалы экскаваторами с ковшом вместимостью 0.5м³
Перевозка грунтов автомобилями-самосвалами расстояние 5км
Засыпка котлована с перемещением грунта до 5м бульдозером мощностью 59 (80) кВт (л.с.)
Уплотнение грунта пневматическими трамбовками
Погружение дизель-молотом копровой установки на базе экскаватора железобетонных свай длинной до 6м
Устройство основания бетонного
Устройство железобетонного ростверка под стены
Фундаменты мелкого заложения
Устройство песчаного основания под фундамент
Гидроизоляция боковая
0м² изолируемой поверхности стен
Гидроизоляция горизонтальная оклеечная
Укладка блоков и плит ленточных фундаментов при глубине котлована до 4м
Установка блоков стен подвала массой до 1т
Сметные цены на материалы
Бетон тяжелый крупность заполнителя 40мм класс В20 (М250)
Вывод: наиболее экономически целесообразно устройство свайного фундамента.
Список использованной литературы
Методические указания «Задания на курсовой проект и общие методические указания по выполнению» Гончаров Б. В. УГНТУ 1995г.
СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) М. ЦИТП 1989г.
Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений ( к СНиП 2.03.01-84) М. ЦИТП 1985г.
С. Б. Ухов «Механика грунтов основания и фундаменты» М. Издательство АСВ 1994г.
Руководство по выбору проектных решений фундаментов М. Стройиздат 1984г.
Анализ инженерно-геологических условий свойств грунтов оценка расчетного сопротивления грунтов
Расчет осадок фундаментов мелкого заложения
Конструкция гидроизоляция