Курсовая: Основания и фундаменты
1.2 Краткая характеристика проектируемого здания
Здание промышленное с размерами в плане 36 * 72 м. Высота до низа стропильной
конструкции 12 м. Производственный корпус с мостовыми кранами
грузоподъемностью 120 тон. Сетка колон 6 * 18 м. Выбираем два расчетных
фундамента по осям «А» и «В» ( крайний и средний ряд ).
2 Сбор нагрузок на фундаменты.
2.1 Фундамент крайнего ряда.
| Вид нагрузки | Нормативная | gf | Расчетная |
| кН/м2 | кН | | кН |
Постоянная 1 Гравийная защита 2 Три слоя рубероида 3 Утеплитель ( керамзит ) 4 Пароизоляция 5 Ж/б ребристая плита 6 Ж/б стропильная балка 7 Ж/б колонна 8 Ж/б подкрановые балки 9 Стеновые панели 10 Фундаментные балки | 0,3 0,15 2 0,06 2,8 | 16,2 8,1 108 3,24 151,2 60 100 20 240 15 | 1,3 1,3 1,3 1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 | 21,06 10,53 140,4 4,21 166,32 66 110 22 264 16,5 |
| Итого постоянной | | 721,74 | - | 821,02 |
Временная 1 Снеговая нагрузка 2 Крановая нагрузка | 1 | 54 1200 | 1,4 1,2 | 75,6 1440 |
| Итого временная | | 1254 | - | 1515,6 |
| ВСЕГО | | 1975,74 | - | 2336,62 |
Горизонтальная нагрузка от крана 0,005 1440 =72 кН
Момент на фундаменте М= 10 1440 = 0,72 МНм
2.2 Фундамент среднего ряда
| Вид нагрузки | Нормативная | gf | Расчетная |
| кН/м2 | кН | | кН |
Постоянная 1 Гравийная защита 2 Три слоя рубероида 3 Утеплитель ( керамзит ) 4 Пароизоляция 5 Ж/б ребристая плита 6 Ж/б стропильная балка 7 Ж/б колонна 8 Ж/б подкрановые балки 9 Стеновые панели 10 Фундаментные балки | 0,3 0,15 2 0,06 2,8 | 32,4 16,2 216 6,48 302,4 120 100 20 - - | 1,3 1,3 1,3 1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 - - | 42,12 21,06 280,8 8,42 332,64 132 110 22 - - |
| Итого постоянной | | 813,48 | - | 949,04 |
Временная 1 Снеговая нагрузка 2 Крановая нагрузка | 1 | 108 2400 | 1,4 1,2 | 151,2 2880 |
| Итого временная | | 2508 | - | 3031,2 |
| ВСЕГО | | 3321,48 | - | 3980,24 |
Горизонтальная нагрузка от крана 0,05 2880 = 144 кН
Момент на фундаменте М= 10 1,44 = 1,44 Мпа
3 Инженерно-геологические условия площадки строительства.
3.1 Определение физико-механических характеристик грунтов площадки
строительства.
1 СЛОЙ - Песок крупнозернистый
а) Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2660 - 1606 ) / 1606 = 0.66
zd = z / ( 1 + w ) = 1950 / ( 1 + 0.214 ) = 1606
Песок крупнозернистый средней плотности
б) Степень влажности
Sr = w zs / ( e zw ) = 0.214 2660 / ( 0.66 1000 ) = 0.86
в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) / (1 + e ) = (2660 - 1000 ) / ( 1 + 0.66 ) =1000
Песок крупнозернистый средней плотности,влажный j =
38 С - нет E0 = 30
2 СЛОЙ - Песок крупнозернистый
а) Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2680 - 1522 ) / 1522 = 0.76
zd = z / ( 1 + w ) = 1800 / ( 1 + 0.183 ) = 1522
Песок крупнозернистый в рыхлом состоянии
б) Степень влажности
Sr = w zs / ( e zw ) = 0.183 2680 / ( 0.76 1000 ) = 0.65
в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) / (1 + e ) = (2680 - 1000 ) / ( 1 + 0.76 ) = 954,5
Песок крупнозернистый в рыхлом состоянии,влажный j -
нет С - нет E0 - нет
3 СЛОЙ - Песок среднезернистый
а) Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2670 - 1590 ) / 1590 = 0.68
zd = z / ( 1 + w ) = 1860 / ( 1 + 0.17 ) = 1590
Песок среднезернистый средней плотности
б) Степень влажности
Sr = w zs / ( e zw ) = 0.17 2670 / ( 0.68 1000 ) = 0.67
в) Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды
gsw = ( gs - gw ) / (1 + e ) = (2670 - 1000 ) / ( 1 + 0.68 ) = 994
Песок среднезернистый средней плотности ,влажный j
= 38 С - нет E0 = 25
4 СЛОЙ - Суглинок
а) Число пластичности
Jp = Wl - Wp = 0.219 - 0.100 = 0.119
б) Показатель консистенции
Jl = ( W - Wp ) / ( Wl - Wp ) = ( 0.193 -0.100 ) / ( 0.219 - 0.100 ) = 0.78
Суглинок текуче-пластичный
в) Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2700 - 1685 ) / 1685 = 0.6
zd = z / ( 1 + w ) = 2010 / ( 1 + 0.193 ) = 1685
Суглинок текуче-пластичный
j = 19 С = 25 E0 = 17
5 СЛОЙ - Суглинок
а) Число пластичности
Jp = Wl - Wp = 0.299 - 0.172 = 0.127
б) Показатель консистенции
Jl = ( W - Wp ) / ( Wl - Wp ) = ( 0.15593 -0.172 ) / ( 0.299 - 0.172 ) = - 0,13
Суглинок твердый
в) Коэффициент пористости
е = (zs - zd ) / zd = (2730 - 1610 ) / 1610 = 0.7
zd = z / ( 1 + w ) = 1860 / ( 1 + 0.155 ) = 1610
Суглинок твердый
j = 23 С = 25 E0 = 14
Сводная таблица физико-механических свойств грунта
| Характеристика грунта | Номер слоя грунта |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 Наименование грунта | Песок крупнозернистый | Песок крупнозернистый | Песок среднезернистый | Сугли нок | Сугли нок |
| 2 Удельный вес ( g ) | 1950 | 1800 | 1860 | 2010 | 1860 |
3 Удельный вес твердых частиц (gs) | 2660 | 2680 | 2670 | 2700 | 2730 |
| 4 Влажность (W ) | 0,214 | 0,183 | 0,170 | 0,193 | 0,155 |
5 Влажность на границе раскатывания ( Wp ) | - | - | - | 0,100 | 0,172 |
6 Влажность на границе тякучести (Wl ) | - | - | - | 0,219 | 0,299 |
7 Число пластичности ( Jp ) | - | - | - | 0,119 | 0,127 |
8 Показатель консистенции ( Jl ) | - | - | - | 0,78 | -0,13 |
| 9 Коэффициент пористости ( е ) | 0,66 | 0,76 | 0,68 | 0,6 | 0,7 |
10 Степень влажности ( Sr ) | 0,86 | 0,65 | 0,67 | - | - |
| 11 Условное расчетное сопротивление ( R ) | 500 | 450 | 500 | 230 | 250 |
| 12 Угол внутреннего трения ( j ) | 38 | - | 38 | 19 | 23 |
| 13 Удельное сцепление ( с ) | - | - | - | 25 | 25 |
14 Модуль деформации ( Е0 ) | 30 | - | 25 | 17 | 14 |
3.2 Определение отметки планировки земли
Данные о напластовании грунтов по осям «А» и «Б»
| Ось здания | Мощности слоев | Абсолютная отметка поверхности | Уровень грунтовых вод |
| Раст. слой | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | земли | |
«А» скв. 1 | 0,2 | 1,8 | 2,4 | 2,5 | 3,7 | 14,6 | 134,2 | 132,4 |
«Б» скв.2 | 0,2 | 1,7 | 2,6 | 3,8 | 3,5 | 13,4 | 134,6 | 132,9 |
Отметку планировки земли DL назначаем исходя из минимума земляных работ на
площадке.
DL = ( Hскв 1 + Нскв 2 ) / 2 = ( 134,2 + 134,6 ) / 2 = 134,4 м.
Относительно уровня чистого пола DL = -0,1 м., тогда абсолютная отметка пола
составит 134,5 м.
По данным наплоставания грунтов строим инженерно-геологический разрез по оси
скважин 1 и 2.
3.3 Выводы
В целом площадка пригодна для возведения здания . Рельеф площадки ровный с
небольшим уклоном в сторону скважины 1. Грунты имеют слоистое напластование с
выдержанным залеганием пластов ( уклон кровли грунта не превышает 2 % ).
Подземные воды расположены на достаточной глубине.
В качестве несущего слоя для фундамента на естественном основании может быть
принят 1 слой - песок крупнозернистый. 2 слой песка по своему состоянию ( е
= 0,76 ) песок рыхлый ( е > 0,7 ). Нормы проектирования не допускают
использования в качестве естественного основания песчанных грунтов в рыхлом
состоянии без их предварительного уплотнения.
В качестве альтернативного варианта может быть рассмотрен свайный фундамент с
заглублением свай в 5 слой - суглинок твердый. 2 слой - не может быть
использован, потому что песок находится в рыхлом состоянии. 3 слой - не
рационально использовать, так как он рыхлее 1 слоя. 4 слой - Суглинок -
находится в текуче-пластичном состоянии ( 0.75 < Jl =0.78 < 1
). 5 слой -Суглинок ( Jl < 0 ) находится в твердом состоянии и
может выступать в качестве несущего слоя.
4 Проектирование фундамента на естественном основании
4.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента.
Согласно СНиП 2.02.01-83 (п.2.29а) глубина заложения фундамента на крупных
песках не зависит от глубины промерзания. Глубину заложения фундамента
принимаем из конструктивных соображений.
4.2 Определение размеров подошвы фундамента.
Расчетное сопротивление грунта в основании
R = (gc1 gc2 / k) ( Mg Kz b g
11 + Mg d1 g11` + ( Mg
- 1 ) db g11` + Mc c11
)
gc1 = 1.4 gc2 = 1 К = 1,1
при j = 38 Мg = 2,11 Мg = 9.44 Mc = 10.8
Kz = 1 b = 2.5
g11 = 1000 g11` = 1000 c11 = 0
d1 = 2 м db = 0
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2 1000 + 0 + 0 ) = 1.27
( 5275 + 18880 ) = 307 кПа
задаемся L/b = 1.5
а) Крайний ряд
Aф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 8.76 м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 10,5 м2
Принимаем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Конструирование фундамента
при Rбетона = 0,19 Мпа
и при марке М 100
a = 31 tg a = 0.61
h = ( b - b0 ) / 2 tg a =
= (4.0 - 1.2 ) / 2 0.61 = 2.4 м
Необходимо принять в качестве несущего слоя 2 слой - песок крупнозернистый,
но так как он находится в рыхлом состоянии ( е = 0,76 ) необходимо выполнить
мероприятия по его уплотнению.
( еmax = 0.65 ) j = 38 E = 30 C - нет
пересчитываем расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 2.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27
( 5275 + 22656) = 354,72 кПа
Aф = N / ( R - g d ) = 2.34 / ( 0.354 - 0.02 2 ) = 7,5 м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 9 м2
Оставляем размеры фундамента 2,5 на 4,0 м (Аф = 10 м2 )
Vф = 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 1,6 1,1 + 2,4 1,5 + 3,2 1,9 + 4 2,5) = 11,06 м3
Vгр = 2,5 4 2,4 - 11,06 = 12,94 м3
Gф = 11,06 2400 = 0,265 МН
Gгр = 12,94 1900 = 0,246 МН
Р max ( min ) = ( N + Gф + Gгр ) / А ± М / W
= ( 2.34 + 0.265 + 0.246 ) / 10 ± 0.72 / 6.67 = 0.40 ( 0.18 ) Мпа
W = b L2 / 6 =2.5 42 / 6 = 6.67 м3
Р max £ 1,2 R
0.4 Мпа £ 0,42 Мпа
Рср = 0,29 £ R = 0.354
б) Средний ряд
Aф = N / ( R - g d ) = 3,98 / ( 0.307 - 0.02 2 ) = 14,9 м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 17,9 м2
Принимаем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Конструирование фундамента
пересчитываем расчетное сопротивление
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 2.11 1 3.5 1000 + 9.44 2,4 1000 + 0 + 0 ) = 1.27
( 7385 + 22656) = 380 кПа
Aф = N / ( R - g d ) = 3,98 / ( 0.38 - 0.02 2 ) = 11,64 м2
Увеличиваем на 20 % получаем Аф = 14 м2
Оставляем размеры фундамента 3,5 на 5,0 м (Аф = 17,5 м2 )
Vф = 0,7 1,2 0,4 + 0,5 ( 2 1,3 + 3 1,9 + 4 2,5 +5 3,5 ) = 18,236 м3
Vгр = 3,5 5 2,4 - 18,236 = 23,764 м3
Gф = 18,236 2400 = 0,437 МН
Gгр = 23,764 1900 = 0,452 МН
Р max ( min ) = ( N + Gф + Gгр ) / А ± М / W
= ( 3,98 + 0.437 + 0.452 ) / 17,5 ± 1,92 / 14,6 = 0.41 ( 0.15 ) МПа
W = b L2 / 6 = 3.5 52 / 6 = 14,6 м3
Р max £ 1,2 R
0,41 МПа £ 0,46 МПа
Рср = 0,28 £ R = 0.38
4.3 Расчет осадки фундамента по методу послойного
суммирования осадок.
Вся толща грунтов ниже подошвы фундамента разбивается на отдельные слои толщиной
0,2 bf
Для подошвы каждого слоя определяется :
n дополнительное напряжение от нагрузки на фундамент
szp i = ai + P0 Р0 = Р - szg 0
n природное напряжение от собственного веса грунта
szg i = szg i -1 +Hi gi
Если szp i < 0,2 szg i то нижняя граница сжимаемой
толщи грунтов основания принимается расположенной на уровне подошвы i - го
слоя. В противном случае принимается i = i + 1 и продолжается поиск границы
сжимаемой толщи грунтов.
Расчет осадки фундаментов производим в табличной форме, как сумму осадок
элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи грунтов основания.
а) Крайний ряд ( ось «А» , скв.1 )
0,2 bf = 0,2 2,5 = 0,5 м
szp i = ai + P0 Р0 = Р - szg 0 = 290 - 45,6 = 244,4
szg 0 = g d = 1900 2.4 = 45.6
szg i = szg i -1 +Hi gi
| Отметка слоя | Z (м) | Коэф. a | Напряжения в слоях | Е0 | Осадка слоя (м) |
| | | Природное | 20% | Дополнительное | | |
| 132,00 | 0,0 | 1,000 | 45,6 | 9,12 | 244,4 | 30 | - |
| 131,50 | 0,5 | 0,972 | 55,1 | 11,02 | 237,56 | 30 | 3,96 |
| 131,00 | 1 | 0,848 | 64,6 | 12,92 | 207,25 | 30 | 3,45 |
| 130,50 | 1,5 | 0,682 | 74,1 | 14,82 | 166,68 | 30 | 2,78 |
| 130,00 | 2 | 0,532 | 83,6 | 16,72 | 130,02 | 30 | 2,17 |
| 129,50 | 2,5 | 0,414 | 93,1 | 18,62 | 101,18 | 25 | 2,02 |
| 129,00 | 3 | 0,325 | 102,6 | 20,52 | 79,43 | 25 | 1,59 |
| 128,50 | 3,5 | 0,260 | 112,1 | 22,42 | 63,54 | 25 | 1,27 |
| 128,00 | 4 | 0,210 | 121,6 | 24,32 | 51,32 | 25 | 1,03 |
| 127,50 | 4,5 | 0,173 | 131,1 | 26,22 | 42,28 | 25 | 0,85 |
| 127,00 | 5 | 0,145 | 140,6 | 28,1 | 35,44 | 17 | 1,04 |
| 126,50 | 5,5 | 0,123 | 150,1 | 30 | 30,10 | 17 | 0,89 |
| 126,00 | 6 | 0,105 | 159,6 | 31,9 | 25,66 | 17 | 0,75 |
| Всего | | | | | | 21,8 |
Осадка фундамента S = 0.8 21,8 = 17,44 мм. < 80 мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.126,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 6 м. ).
При наличии в сжимаемой толще грунта меньшей прочности, чем вышележащие слои,
необходимо проверить условие
szp + szg £ Rz
z = 5 м szp + szg = 35,44 + 140,6 = 176,04
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 0,47 1 8,25 2010 + 2,89 2,4 1860 + 0 + 5,48 25
) = 1.27 ( 7794 + 12900 + 137 ) = 264 кПа
bz = Az + a2 - a = 80.4 + 0.752 - 075 = 8.25
Az = N / szp = 2.85 / 35.44 = 80.4
a = ( L - b ) / 2 = ( 4 - 2.5) / 2 = 0.75
szp + szg = 176.04 кПа £ Rz = 264 кПа
Условие выполнилось
б) Средний ряд ( ось «Б» , скв.2 )
0,2 bf = 0,2 3,5 = 0,7 м
szp i = ai + P0 Р0 = Р - szg 0 = 280 - 45,6 = 234,4
szg 0 = g d = 1900 2.4 = 45.6
szg i = szg i -1 +Hi gi
| Отметка слоя | Z (м) | Коэф. a | Напряжения в слоях | Е0 | Осадка слоя (м) |
| | | Природное | 20% | Дополнительное | | |
| 132.00 | 0,0 | 1,000 | 45,6 | 9,12 | 234.4 | 30 | - |
| 131.3 | 0.7 | 0,972 | 58.9 | 11.78 | 227.84 | 30 | 5.32 |
| 130.6 | 1.4 | 0,848 | 72.2 | 14.44 | 198.77 | 30 | 4.64 |
| 129.9 | 2.1 | 0,682 | 85.5 | 17.1 | 159.86 | 30 | 3.73 |
| 129.2 | 2.8 | 0,532 | 98.8 | 19.76 | 124.70 | 25 | 3.49 |
| 128.5 | 3.5 | 0,414 | 112.1 | 22.42 | 97.04 | 25 | 2.72 |
| 127.8 | 4.2 | 0,325 | 125.4 | 25.08 | 76.18 | 25 | 2.13 |
| 127.1 | 4.9 | 0,260 | 138.7 | 27.74 | 60.94 | 25 | 1.71 |
| 126.4 | 5.6 | 0,210 | 152 | 30.4 | 49.22 | 25 | 1.38 |
| 125.7 | 6.3 | 0,173 | 165.3 | 33.06 | 40.55 | 17 | 1.67 |
| 125 | 7 | 0,145 | 178.6 | 35.72 | 33.99 | 17 | 1.40 |
| Всего | | | | | | 28.19 |
Осадка фундамента S = 0.8 28.19 = 22.55 мм. < 80 мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.125,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 7 м. ).
D S = 2.55 - 1.75 = 0.8 cм = 0,008 м
L = 18 м
D S / L = 0.008 / 18 = 0.00044 < 0.002
5 Проектирование свайного фундамента из забивных призматических свай
(вариант 2)
В качестве несущего слоя выбираем 5 слой - Суглинок твердый. В этом случае
минимальная длина свай равна 12 м. ( так как сваи должны быть заглублены в
несущем слое не менее чем на 1 метр ). Принимаем сваи размером сечения
400 * 400 мм. Глубину заделки свай в ростверке принимаем 0,1 м. ( шарнирное
сопряжение свай с ростверком ).
5.1 Расчет на прочность
а) Крайний ряд (скв. 1 )
Несущая способность сваи
Fd = gc ( gcr R A + U S gcf fi hi )
gc = 1 gcr = 1 gcf = 1
R = 10740 кПа А = 0,16 м2 U = 1.6 м
| слои | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
fi | 38,5 | 46,8 | 53 | 56,3 | 59,5 | 9 | 9 | 66,4 |
hi | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 2 | 0,5 | 2 | 1,7 | 1,9 |
Fd = 1 ( 1 10740 0,16 + 1,6 ( 1 38,5 1,4 + 46,8 1,2 + 53 1,2 +
56,3 2 + 59,5 0,5 + + 9 2 + 9 1,7 +66,4 1,9 ) = 2,48 МН
Определяем число свай
n = gr N / Fd = 1.4 2.34 / 2.48 = 1.32
Принимаем 2 сваи
Определяем нагрузку на 1 сваю
Vр = 0,4 ( 0,7 1,2 + 0,7 2,3 ) = 0,98 м3
Vгр = 0,8 0,7 2,3 - 0,98 = 0,31 м 3
Gр = 0,98 2400 = 23 кН
Gгр = 0,31 1900 = 0,6 кН
Nd = 2.34 + 0.023 + 0,006 = 2,37 МН
N = Nd /n ± Mx y / S yi2 ± My x / S xi2 =
= 2.37 / 2 ± 0.72 0.8 / 0.82 + 0.82 = 1.64 (0.74 )
y = 0
N = 1.64 МН £ Fd / gr = 2.48 / 1.4 = 1.77 МН
б) Средний ряд (скв. 2 )
Несущая способность сваи
Fd = gc ( gcr R A + U S gcf fi hi )
gc = 1 gcr = 1 gcf = 1
R = 10740 кПа А = 0,16 м2 U = 1.6 м
| слои | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
fi | 36,75 | 46,2 | 51,5 | 56,6 | 58,6 | 9 | 9,1 | 68,01 |
hi | 0,9 | 2 | 0,6 | 2 | 1,8 | 2 | 1,5 | 1,1 |
Fd = 1 ( 1 10740 0,16 + 1,6 ( 36,75 0,9 + 46,2 2 + 51,5 0,6 +
56,6 2 + 58,6 1,8 + + 9 2 + 9,1 1,5 + 68,1 1,1 ) = 2,49 МН
Определяем число свай
n = gr N / Fd = 1.4 3,98 / 2.49 = 2,49
Принимаем 3 сваи
Определяем нагрузку на 1 сваю
Vр = 0,4 ( 0,7 1,2 + 2,3 2,3 ) = 2,45 м3
Vгр = 0,8 2,3 2,3 - 2,45 = 1,78 м 3
Gр = 2,45 2400 = 59 кН
Gгр = 1,78 1900 = 34 кН
Nd = 3,98 + 0.059 + 0,034 = 4,1 МН
N = Nd /n ± Mx y / S yi2 ± My x / S xi2 =
= 4,1 / 3 ± 1,99 0.8 / 0.82 + 0.82 ± 0,72 0.8 / 0.8
2 + 0.82 + 0.82 = 2,87 ( -0,13 )
N = 2,87 МН > Fd / gr = 2.49 / 1.4 = 1.78 МН
Необходимо увеличить количество свай до 4
N = Nd /n ± Mx y / S yi2 ± My x / S xi2 =
= 4,1 / 4 ± 1,99 0.8 / 4 0.82 ± 0,72 0.8 / 4 0.82 = 1,88 ( -0,19 )
N = 1,88 МН > Fd / gr = 2.49 / 1.4 = 1.78 МН
Необходимо увеличить расстояние между сваями
N = Nd /n ± Mx y / S yi2 ± My x / S xi2 =
= 4,1 / 4 ± 1,99 1 / 4 12 ± 0,72 1 / 4 12 = 1,71 ( 0,35 )
N = 1,71 МН £ Fd / gr = 2.49 / 1.4 = 1.78 МН
5.2 Расчет свайного фундамента по деформациям
j 11,mt = S j 11,i hi / S hi
а) Крайний ряд ( скв. 1 )
j 11,mt = S j 11,i hi
/ S hi = ( 38 1.4+ 0 + 38 2.5 + 19 3.7 + 23 1.9 ) / ( 2.2 + 2.4
+ 2.5+ + 3.7 + 1.9 ) = 22
L = h tg ( j 11,mt / 4 ) = 11.9 tg 5.5 = 11.9 0.096 = 1.14
b = 2 a + 2 0.4 + 1.2 = 4.28 м
б) Средний ряд ( скв. 2 )
j 11,mt = S j 11,i hi
/ S hi = ( 38 0,9+ 0 + 38 3,8 + 19 3.5 + 23 1.1 ) / ( 2.2 + 2.4
+ 2.5+ + 3.7 + 1.9 ) = 22,7
L = h tg ( j 11,mt / 4 ) = 11.9 tg 5.7 = 11.9 0.0998 = 1.19
b = 2 a + 2 0.4 + 1.6 = 4.78 м
Определение осадки
а) Крайний ряд ( ось «А» , скв. 1 )
Vусл.ф = 4,28 2,98 12,7 = 161,98 м3
Gусл.ф = 161,98 20 кН/м3 = 3240 кН
N = 1640 2 = 3280 кН
Рср = ( G + N ) / A = ( 3240 + 3280 ) / 4.28 2.98 = 511.4 кПа
Расчетное сопротивление грунта в основании
R = (gc1 gc2 / k) ( Mg Kz b g
11 + Mg d1 g11` + ( Mg
- 1 ) db g11` + Mc c11
)
gc1 = 1.4 gc2 = 1 К = 1,1
при j = 23 Мg = 0,69 Мg = 3,65 Mc = 6,24
Kz = 1 b = 2.98
g11 = 1860 g11` = 2010 c11 = 25
d1 = 12,7 м db = 0
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 0,69 1 2,98 1860 + 3,65 12,7 2010 + 0 + 6,24 25
) = 1.27 ( 3825 + 93174 + 156 ) = 1233,9 кПа
Рср = 511,4 кПа < R = 1233.9 кПа
0,2 bf = 0,2 4,28 = 0,8 м
Р0 = Р - szg 0 = 511,4 - 241,3 = 270,1
szg 0 = g d = 1900 12.7 = 241,3
szg i = szg i -1 +Hi gi
szp i = ai + P0
| Отметка слоя | Z (м) | Коэф. a | Напряжения в слоях | Е0 | Осадка слоя (м) |
| | | Природное | 20% | Дополнительное | | |
| 121,7 | 0,0 | 1,000 | 241,3 | 48,26 | 270,1 | 14 | - |
| 120,9 | 0,8 | 0,977 | 256,5 | 51,3 | 263,89 | 14 | 15,08 |
| 120,1 | 1,6 | 0,879 | 271,7 | 54,34 | 237,42 | 14 | 13,54 |
| 119,3 | 2,4 | 0,749 | 286,9 | 57,38 | 202,30 | 14 | 11,56 |
| 118,5 | 3,2 | 0,629 | 302,1 | 60,42 | 169,89 | 14 | 9,71 |
| 117,7 | 4 | 0,530 | 317,3 | 63,46 | 143,15 | 14 | 8,18 |
| 116,9 | 4,8 | 0,449 | 332,5 | 66,5 | 121,27 | 14 | 6,93 |
| 116,1 | 5,6 | 0,383 | 347,7 | 69,54 | 103,45 | 14 | 5,91 |
| 115,3 | 6,4 | 0,329 | 362,9 | 72,58 | 88,86 | 14 | 5,08 |
| 114,5 | 7,2 | 0,285 | 378,1 | 75,62 | 76,98 | 14 | 4,40 |
| 113,7 | 8 | 0,248 | 393,3 | 78,66 | 66,98 | 14 | 3,83 |
| Всего | | | | | | 84,22 |
Осадка фундамента S = 0.8 84,22 = 67,38 мм. < 80 мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.113,00 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 8 м. ).
б) Средний ряд ( ось «Б», скв. 2 )
Vусл.ф = 4,78 4,78 12,7 = 290,17 м3
Gусл.ф = 290,17 20 кН/м3 = 5804 кН
N = 1710 4 = 6840 кН
Рср = ( G + N ) / A = ( 5804 + 6840 ) / 4.78 4,78 = 553,39 кПа
Расчетное сопротивление грунта в основании
R = (gc1 gc2 / k) ( Mg Kz b g
11 + Mg d1 g11` + ( Mg
- 1 ) db g11` + Mc c11
)
gc1 = 1.4 gc2 = 1 К = 1,1
при j = 23 Мg = 0,69 Мg = 3,65 Mc = 6,24
Kz = 1 b = 4,78
g11 = 1860 g11` = 2010 c11 = 25
d1 = 12,7 м db = 0
R = ( 1.4 1 / 1.1 ) ( 0,69 1 4,78 1860 + 3,65 12,7 2010 + 0 + 6,24 25
) = = 1.27 ( 6134,65 + 93174 + 156 ) = 1263,2 кПа
Рср = 553,39 кПа < R = 1263,2 кПа
0,2 bf = 0,2 4,78 = 0,9 м
Р0 = Р - szg 0 = 553,39 - 241,3 = 312,09
szg 0 = g d = 1900 12.7 = 241,3
szg i = szg i -1 +Hi gi
szp i = ai P0
| Отметка слоя | Z (м) | Коэф. a | Напряжения в слоях | Е0 | Осадка слоя (м) |
| | | Природное | 20% | Дополнительное | | |
| 121,7 | 0,0 | 1,000 | 241,3 | 48,26 | 312,09 | 14 | - |
| 120,8 | 0,9 | 0,960 | 258,4 | 51,68 | 299,6 | 14 | 19,26 |
| 119,9 | 1,8 | 0,800 | 275,5 | 55,1 | 249,67 | 14 | 16,05 |
| 119 | 2,7 | 0,606 | 292,6 | 58,52 | 189,12 | 14 | 12,16 |
| 118,1 | 3,6 | 0,449 | 309,7 | 61,94 | 140,13 | 14 | 9,01 |
| 117,2 | 4,5 | 0,336 | 326,8 | 65,36 | 104,86 | 14 | 6,74 |
| 116,3 | 5,4 | 0,257 | 343,9 | 68,78 | 80,21 | 14 | 5,16 |
| 115,4 | 6,3 | 0,201 | 361 | 72,2 | 62,73 | 14 | 4,03 |
| Всего | | | | | | 72,41 |
Осадка фундамента S = 0.8 72,41 = 57,93 мм. < 80 мм.
Граница сжимаемой толщи грунта на отм.115,40 м.
(мощность сжимаемой толщи грунтов 6,3 м. ).
D S = 67,38 - 57,93 = 0.95 cм = 0,0095 м
L = 18 м
D S / L = 0.0095 / 18 = 0.00052 < 0.002
Экономическое сравнение вариантов
| ед. | | | стоимость |
| виды работ | изм. | Обоснов. | обьем | расценка | на весь обьем |
1 Фундамент на естественном основании | | | | | |
| 1 Разработка грунта в отвал | 1000м3 | | | | |
| 2 То же с погрузкой | «» | | | | |
| 3 Обратная засыпка пазух | «» | | | | |
| 4 Уплотнение грунта | 100м2 | | | | |
| 5 Устройство монолитного фундамента | м3 | | | | |
| 6 Стоимость арматуры ( 2%) | т | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Итого | | | | | |
2 Свайный фундамент | | | | | |
| 1 Разработка грунта в отвал | 1000м3 | | | | |
| 2 То же с погрузкой | «» | | | | |
| 3 Обратная засыпка пазух | «» | | | | |
| 4 Уплотнение грунта | 100м2 | | | | |
| 5 Погружение свай дизель-молотом | шт | | | | |
| 6 Стоимость 12м свай | м3 | | | | |
| 7 Устройство монолитного фундамента (ростверка) | м3 | | | | |
| 8 Стоимость арматуры (2%) | т | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Итого | | | | | |
ВЫВОД : Экономически целесообразнее применить в данных условиях
свайный фундамент.
Список литературы
1 СНиП 2.02.01-83 « Основания зданий и сооружений »
2 СНиП 2.02.03-85 « Свайный фундамент »
3 СНиП 2.02.02-83 « Нагрузки и воздействия »
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
Ижевский Государственный Технический Университет
Кафедра «Геотехника и строительные материалы»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Основания и Фундаменты»
Выполнил : Павлов К.В.
группа 8-10-2
Проверил: Турчин В.В
ИЖЕВСК 1998
