Расчет и проектирование оснований и фундаментов промышленных зданий - Курсовая работа

№ грунтового слоя Тип грунта Обозн Отметки устьев скважин и толщина слоев грунта; м. скв.1 65,4 скв.2 66,3 скв.3 64,9 скв.4 65,6 4 глина h3 Толщина слоя бурением до глубины 20 м не установлена Показатели физико-механических свойств грунтов № слоя Тип грунта ?n, т/м3 ?I, т/м3 ?II, т/м3 ?s, т/м3 W,% WL,% Wp,% N слоя Тип грунта kf, см/с E, МПА CI, КПА CII, КПА JI, град JII, градНормативные значения усилий на уровне обреза фундаментов по оси А от нагрузок и воздействий, воспринимаемых рамой каркаса Планово-высотная привязка здания на площадке строительства приведена на рис.2. Вычисляем необходимые показатели свойств и состояния грунтов по приведенным в таблице 3 исходным данным. Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле (7) СНИП 2.02.01-83* принимаем условные размеры фундамента d1 = dусл = 2 м и bусл =1 м (п.1.3.4) и установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты gc1; gc2; k; Mg; Mq; Mc. Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины dw = 0,80 м принимаем без учета взвешивающего действия воды GII = 17,05 КН/м3, а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = dусл - dw = 1,20 м и ниже подошвы фундамента, принимаем gsb = 8,21 КН/м3; удельное сцепление CII = 29 КПА.Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,80 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя глина); суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии с табл.2 СНИП 2.02.01-83 является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка, а при производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412-2/77 под стальную колонну, расположенную по осям А - 5, для исходных данных, приведенных выше.Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Kh=0,7-коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения, принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с указаниями примечания к табл.1 СНИП 2.02.01-83 (расстояние от внешней грани стены до края фундамента af = 1,1 м > 0,5 м). dfn - нормативная глубина промерзания d0 - величина, принимаемая равной для глины - 0,23 м С поверхности на большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным суглинком. В этих условиях, учитывая высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных требований. С учетом всех трех факторов, принимаем глубину заложения от поверхности планировки (DL) с отметкой 65,40 м d = 2,05 м, Нф = 1,5 м.(gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый 1) gmt = 20 КН / м3 - средний удельный вес материала (бетона) фундамента и грунта на его уступах. d - глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.Вычисляем расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах: Gfun II - расчетное значение веса фундаментаУточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента (l = 4,2 м, b = 3 м, d = 2,05 м)

=

=(1,1·1) ·(0,12·1·4,2·8,21 1,47· [0,8·17,05 (2,05-0,8) ·8,21] 3,82·29) = 140 КПАУсловие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.Условие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.Условие ограничения давлений не выполнены, увеличиваем размеры подошвы фундамента.Эпюра контактных давлений по подошве фундамента приведена на рисунке 5.Для расчета осадки фундамента методом послойного суммирования составляем расчетную схему, совмещенную с геологической колонкой по оси фундамента А-5 (Рис.6). Для удобства пользования указанной таблицей из условия ?=2hi/b=1,68/4,2=0,4 принимаем толщину элемента слоя грунта hi = 0,2 ? b = 0,2 ? 4,2 = 0,84 м Граница глины и суглинка условно смещена до глубины zi = 3,36 м от подошвы (фактическое положение на глубине z = 3,35 м), а граница суглинка и глины смещена до глубины zi = 5,04 м от подошвы (фактическое положение на глубине z = 5,05). На глубине Hc = 6,72 м от подошвы фундамента выполняется условие СНИП 2.02.01-83 (прил.2, п.6) ограничения глубины сжимаемой толщи основания (ГСТ) szp= 12,11 КПА » 0,2?szg = 0,2?80,17 = 16,03 поэтому послойное суммирование деформаций основания производим в пределах от подошвы фундамента до ГСТ.Аналогично фундаменту на естественном основании наз

Содержание

1. Состав исходных данных 4

2. Определение нагрузок на фундаменты 6

3. Оценка инженерно - геологических и гидрогеологических условий площадки строительства 8

Заключение 11

4. Расчет и проектирование варианта фундамента на естественном основании 12

4.1 Определение глубины заложения фундамента 12

4.2 Определение площади подошвы фундамента 13

4.3 Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт 13

4.4 Расчетное сопротивление грунта 14

4.5 Давление на грунт под подошвой фундамента 14

4.6 Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования 16

5. Расчет и проектирование варианта фундамента на искусственном основании, в виде песчаной распределительной подушки 19

5.1 Глубина заложения фундамента 19

5.2 Определение требуемой площади подошвы фундамента 19

5.3. Выбор фундамента и определение нагрузки на грунт 19

5.4 Расчетное сопротивление грунта 20

5.5 Давление на подушку под подошвой фундамента 20

5.6 Определение толщины распределительной подушки 20

6. Расчет и проектирование свайного фундамента 24

6.1 Глубина заложения подошвы ростверка 24

6.2 Необходимая длина свай 24

6.3 Несущая способность одиночной сваи 25

6.4 Требуемое число свай 25

6.5. Размещение свай в кусте 26

6.6 Вес ростверка и грунта на его уступах 26

6.7 Определение нагрузок 26

6.8 Определение расчетных нагрузок 26

6.9 Предварительная проверка сваи по прочности материала 27

6.10 Расчет ростверка на продавливание колонной 28

6.11 Расчет свайного фундамента по деформациям 29

6.12 Расчет устойчивости основания 30

6.13 Несущая способность сваи по прочности материала 31

6.14 Расчет осадки основания свайного фундамента 34

7. Определение степени агрессивного воздействия подземных вод и разработка рекомендаций по антикоррозионной защите подземных конструкций 38

Заключение 40

8. Определение технико-экономических показателей. Сравнение и выбор основного варианта системы основание-фундамент 42

8.1 Подсчет объемов работ 42

8.2 Сметная себестоимость, трудозатраты и капитальные вложения 45

8.3 Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов фундаментов (на один фундамент) 46

9. Учет влияния примыкающих и заглубленных подземных конструкций 48

9.1 Расчет приямка 48

9.2 Расчет приямка на всплытие 50

Литература 51

1. Состав исходных данных

В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с небольшим уклоном в сторону скважин 1 и 3. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов (уклон кровли не превышает 2%). Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,80 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована (прорыв грунтовых вод со стороны слоя глина); суглинок, залегающий в зоне промерзания, в соответствии с табл.2 СНИП 2.02.01-83 является пучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания суглинка, а при производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований: 1) фундамент мелкого заложения на естественном основании - глина

2) фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания)

3) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай может служить глина (слой 4).

Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п.1.5 СНИП 2.02.01-83).