Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
Обновлено: 18.05.2024
Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
1. Исходные данные для проектирования
1.1 Исходные данные
.2 Характеристика площадки. Инженерно - геологические и гидрогеологические условия
.3 Строительная классификация грунтов площадки
. Расчет фундаментов на естественном основании
.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундамента
.2 Определение размеров подошвы фундамента
.3 Проверка напряжений в основании фундамента
.4 Расчет осадки фундаментов
.5 Расчет осадки во времени
. Вариант свайных фундаментов
.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента Назначение глубины заложения ростверка
3.2 Определение несущей способности сваи и расчётной нагрузки, допускаемой на сваю
3.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической нагрузки на сваю
. Экономическое сравнение вариантов
.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам
.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного
1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
.1 Исходные данные
Номер слояМощность слоя, мГлубина подошвы слоя, мОтметка подошвы слоя, мОтметка Уровня подземных вод, мНаименование грунта по типуПлот-ность r , г/см 3 Плот- ность частиц rS , г/см 3 Влаж-ность w Предел теку-чести wl , %Предел плас-тичности wP , %Коэффициент фильтрации kf , см/с 10,20,2144,8142,0Растительный слой1,50-----24,04,2140,8Песок пылеватый2,002,660,25008 ´ 10 -4 33,07,2137,8Супесь2,082,670,1921156 ´ 10 -5 45,512,7132,3Глина2,012,740,2744242 ´ 10 -8 56,018,7126,3Песок средней крупности1,992,640,20004 ´ 10 -2
Отметка поверхности природного рельефа NL = 145,0 м; нормативная глубина промерзания грунта dfn = 2,2 м.
Типы грунтов по заданному геологическому разрезу (вариант № 24) с нормативными значениями характеристик физических свойств грунтов сведены в таблицу 1.
Конструктивная схема здания представлены на рис. 1, там же приведены усилия по обрезу фундамента.
1.2 Характеристика площадки. Инженерно - геологические и гидрогеологические условия
Оценка инженерно-геологичеких условий площадки начинаем с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным (табл. 1) строим геологический разрез, а также в колонке скважины показываем уровень воды, зафиксировав его отметку.
рис. 2 План-контур строительной площадки
Для количественной оценки прочностных и деформационных свойств грунтов площадки строительства вычисляются производные характеристики их физических свойств, к которым относятся:
а) для песчаных грунтов - коэффициент пористости и степень влажности;
б) для пылевато-глинистых грунтов - число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности.
Коэффициент пористости определяется по формуле:
Для наших грунтов получаем:
Степень влажности грунта определяется по формуле:
Тип пылевато-глинистых грунтов устанавливается по числу пластичности, определяемому по формуле :
Для слоёв № 2, 3, 4, 5 получаем:
Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов определяем по формуле
Для слоёв № 3, 4 получаем:
Таким образом, исходя из полученных результатов, грунт слоя № 2 является песок пылеватый, средней плотности; слоя № 3 - супесь; слоя № 4 - глина; слой № 5 является песком средней крупности, средней плотности насыщенный водой.
В целях наглядного представления строительных свойств грунтов площадки строительства их классификационные показатели сводим в табл.2:
1.3 Строительная классификация грунтов площадки
В механике грунтов выделяют два существенно различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные и нескальные.
Скальными называют твердые горные породы, которые в невыветрелом состоянии и при отсутствии тектонической раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и значительной прочностью.
Нескальными - грунты, состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной мощности.
На площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно супесь, суглинок и глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,3 м. Отметка уровня подземных вод равна 152,0 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в слое суглинка, под которым находится слой глины - водоупора.
2. Расчет фундаментов на естественном основании
2.1 Выбор типа и конструкции фундамента. Назначение глубины заложения фундамента.
Для заданного производственного корпуса устраиваем отдельный фундамент стаканного типа из сборных элементов, глубина заложения которого зависит от:
- инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки;
- глубины промерзания грунта;
конструктивных особенностей подземной части здания.
Рассмотрим влияние каждого из этих факторов по отдельности.
Анализируя физико-механические свойства грунтов площадки строительства (табл. 2) видим, что 1-й слой грунта не может быть использован в качестве основания фундамента. Исходя из этого, глубина заложения фундамента должна отвечать условию
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле
Принимаем kh = 0,7 (табл. 1 СНиП [1]). Получаем:
Таким образом, принимаем d = 3,9 м.
.2 Определение размеров подошвы фундаментов
Ширину подошв фундаментов под наружную и внутреннею стены определим графическим способом, предложенным Н.В. Лалетиным :
для фундамента под наружную стену с усилием в плоскости обреза N 0II = =1150 кН ширина подошвы фундамента составит приблизительно 1,8 м (из дальнейших расчетов);
для фундамента под внутреннею стену с усилием в плоскости обреза N 0II = =1350 кН ширина подошвы фундамента составит приблизительно 2,1 м (из дальнейших расчетов). Увеличиваем глубину заложения до 4,5
В порядке приближения площадь подошвы фундамента определяется по формуле:
Для фундамента Ф1.
грунт фундамент свая строительный
тогда ширина подошвы фундамента
Для фундамента Ф2.
тогда ширина подошвы фундамента
В соответствии с ГОСТ 13579-78 и ГОСТ 13580-78 выбираем:
для наружной стены здания ФА 43-46 3000х1800, А 1 =7,2 м 2 ,
для внутренней стены здания ФА 49-52 3000х2100, А 1 =7,92 м 2 .
1) а=3000, а 1 =2100, b=1800, b 1 =1800.
2) а=3000, а 1 =2100, b=2100, b 1 =1500.
Схематический чертеж фундамента стаканного типа
Подсчитаем нагрузки и воздействия, передающиеся на основание.
h пр = q / g¢ II =10/16=0,6 м.
При этом боковое давление грунта на отметке планировки:
s¢ б1 = s¢ б2 = g¢ II ×h пр × tg 2 (45 - j /2) = 16 × 0,6 × tg 2 (45 - 24/2) = 4,05 кПа.
Определение усилия от собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах:
Нормальная вертикальная нагрузка:
NII = N0II + GфII + GгрII = 1150 + 110,95 + 316,34= 1577 кН;
Нормальная вертикальная нагрузка:
NII = N0II + GфII + GгрII = 1350 + 112,93 + 379,85= 1843 кН.
2.3 Проверка напряжений в основании фундамента
Для фундамента под наружную стену здания должны выполняться условия
pmax £ 1,2 R ;
pmin > 0.
Определим расчётное сопротивление грунта основания
kz = 1;
gII = кН/м3;
g¢II = кН/м3;
сII = 15,88 кПа;
Среднее давление под подошвой фундамента
p = N II /A = 1577/(3 × 1,8) = 292,04 кПа.
Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента
pmax = N II /A + M II /W = 1577 + 40 × 6/(3 2 × 1,8) = 306,91кПа;
pmin = N II /A - M II /W = 1577 - 40 × 6/(3 2 × 1,8) = 277,28 кПа.
Расхождение между p и R составляет 36 %.
Для фундамента под внутреннею стену здания должно выполняться условие p £ R . Среднее давление под подошвой фундамента
p = N II /A = 1843/(3 × 2,1) = 292,51 кПа.
Расчётное сопротивление грунта основания
Расхождение между p и R составляет 36,7 %.
2.4 Расчёт осадки фундамента
Осадку фундамента будем определять методом послойного суммирования. Ширина подошвы b = 1,8 м; глубина заложения d = 4,5 м; среднее давление под подошвой фундамента p = 292,04 кПа; напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента szg ,о = g¢×d + gw ×hw = =16 × 4,5 + 10 × 0,8 = 80 кПа, дополнительное давление p о = =292,04 - 80 = =212,04 кПа.
Расчёт осадки фундамента крайнего ряда
№z , м2z / b szg , кПа aszp , кПа szp,i , кПаEi , МПаsi , мм 000800212,04 10,720,894,676480,86182,3544197,197225,764,409378421,441,6109,352960,563119,37852150,8664625,763,373411532,162,4124,029440,35875,9103297,6444225,762,183353542,883,2138,582440,23750,2534863,081925,761,41052753,64150,91280,16635,1986442,7260621,571,140946264,324,8165,095360,12225,8688830,5337621,570,8153661 13,332983 Эпюры напряжений в основании фундамента под наружный фундамент
Теперь определим значение конечной осадки отдельно стоящего фундамента внутри здания по методу послойного суммирования. Ширина подошвы b = 2,1 м; глубина заложения d = 4,5 м; среднее давление под подошвой фундамента p = 292,51кПа; напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента szg ,о = g¢×d + gw ×hw = 16 × 4,5 + 10 × 0,8 = 80 кПа, дополнительное давление p о = 292,51 - 80 = 212,51 кПа.
Расчёт осадки внутреннего фундамента
№z , м2z / b szg , кПаa szp , кПа szp,i , кПаEi , МПаsi , мм 000800212,51 10,840,897,122560,849180,42099196,465525,765,125186821,681,6114,245120,535113,69285147,0569225,763,836267532,522,4131,367680,32969,9157991,8043225,762,394895343,363,2148,037480,21345,2646357,5902121,571,794187354,24162,73160,14731,2389738,251821,571,1917112 14,342248
Эпюры напряжений в основании фундамента под внутренний фундамент
2.5 Расчет осадки фундамента во времени
Выполним расчёт консолидации основания ленточного фундамента с шириной подошвы b = 1,8 м, глубиной заложения d = 4,5 м. Под подошвой фундамента залегает пласт супеси мощностью h = 2,7 м. Конечная осадка фундамента s = 1,333 см. Коэффициент фильтрации kf = 6 × 10 -5 см/с = =1893,4см/год =18,934 м/год.
Коэффициент относительной сжимаемости:
Вычисляем значение коэффициента консолидации:
График осадки фундамента во времени
3. Проект свайного фундамента
.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка
Для нашего здания принимаем отдельно стоящие свайные фундаменты, состоящие из свай и балочного ростверка. Глубину заложения ростверка принимаем из условия промерзания и принимаем глубину заложения подошвы ростверка d р = 1,5 м.
Для выбора марки сваи необходимо определить её длину:
l = l з + l н + h = 0,5 + 0,8 + 5,7= 7 м.
По каталогу принимаем сваю марки С7-30 с характеристиками:
- расход арматуры на сваю 42,08 кг;
расход бетона на сваю 0,73 м 3 ;
масса сваи 1,6 т.
3.2 Определение несущей способности сваи и расчётной нагрузки, допускаемой на сваю
Несущая способность сваи-стойки определяется по формуле
gс = 1 (СНиП [3]);
R = 20000 кПа;
А = 0,09 м 2 ;
Расчёт свайных фундаментов и свай по несущей способности грунтов производится исходя из условия
N £ Fd / gk = P; P = 1800/1,4 = 1286 кН;
а по несущей способности сваи
N £ gcj(RbA + RscAs) = P1; P1 = 14500×0,09 + 225000×0,000452 = 1406 кН.
В дальнейших расчётах будем использовать меньшее значение, т.е. расчётная нагрузка, передаваемая на сваю N £ 1285,7 кН.
3.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической нагрузки на сваю
Среднее давление под ростверком р р = Р / (3 × d) 2 = 1285,7 / (3 × 0,3) 2 = 1587,3 кПа.
Определяем площадь подошвы ростверка:
Определяем вес ростверка с грунтом на уступах:
Для наружной и внутренней стен здания соответственно получаем
n = (1150×1,2 + 29,24)/1285,7 = 1,09; n = (1350×1,2 + 29,24)/1285,7 = 1,28
принимаем по 3 сваи.
Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3 × d, т.е. равным 0,9 м.
Схема расположения свай в ростверке
Размеры плиты ростверка в направлении оси Х: 0,2 + 0,3 / 2 + 0,9 × sin60 о + +0,3 / 2 + 0,2 = 1,48 м, размеры плиты ростверка в направлении оси У: 0,2 + +0,3 / 2 + 0,9 + 0,3 / 2 + 0,2 =1,6 м. Принимаем размеры подошвы ростверка с учетом модуля 1,5 ´ 1,8 м. При этом вес ростверка и расположенного на его ступенях грунта G Р,ГР1 = 1,1 × 1,5 × 1,8 × 20 × 1,5 = 89,1 кН
Определим фактическую нагрузку на сваю
для наружной стены М OI = 1,2 × (40 + 8 × 1,5) = 62,4 кН × м,
Р max = (1380 + 89,1)/3 ± 62,4 × 0,45 × (0,45 2 + 0,45 2 ) = 489,7 ± 11,372
N (N0I + Gф)/n = (1150×1,2 + 95)/3= 492 кН;
для внутренней стены
N (N0I + Gф)/n = (1350×1,2 + 95)/3= 572 кН.
Р max = 501 < 1543 кН
Р min = 489,5 кН > 0
Р ср = 491,7 < 1285,7 кН
Перенапряжение более 5 % допускаем, т.к. конструктивно принимали большее количество свай, чем требовалось по расчету.
Основания фундаментов из свай-стоек по деформациям не рассчитываются.
4. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного
.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам
Расчёт стоимости устройства свайного ленточного фундамента
Наименование работ и конструктивных элементовКоличествоСтоимость (руб)единицыобщаяРазработка грунта под фундаменты жилых и гражданских зданий145,5м 3 3,3510 Фундаменты железобетонные, отдельные (под колонны)69,4м 3 21,11465 Устройство песчаной подготовки2,44м 3 4,511 Итого1986
Подсчитываем объем работ на устройство фундамента мелкого заложения, результаты сводим в таблицу.
Расчёт стоимости устройства свайного ленточного фундамента
Наименование работ и конструктивных элементовКоличествоСтоимость (руб)единицыобщаяРазработка грунта под фундаменты жилых и гражданских зданийм 3 3,3495 Забивка свай67,9м 3 63,04278 Устройство песчаной подготовки2,44м 3 4,511 Итого4784
4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного
По вышеприведенным расчетам видно, что более экономично выгодный вариант - фундамент мелкого заложения. С точки зрения простоты устройства фундамента - фундамент мелкого заложения менее трудоемкий. Поэтому принимаем за основной вариант фундамент мелкого заложения.
Список литературы
- Вотяков И.Ф. «Механика грунтов, основания и фундаменты»: Задание на курсовой проект и методические указания по его выполнению для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство». - Гомель: БелГУТ, 1996
- Б.И. Далматов, Н.Н. Морарескул, В.Г. Науменко «Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений»: Учебное пособие для студентов вузов по специальности «Промышленное и гражданское строительство»: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986
- М.Н. Гольдштейн, А.А. Царьков, И.И. Черкасов «Механика грунтов, основания и фундаменты»: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1981
- СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» - М.: Гос. комитет СССР по делам стр-ва, 1986
- СНБ 5.01.01-99 «Основания и фундаменты зданий и сооружений» - Минск, 1999г.
- СНиП III-4-80* «Строительные нормы и правила», ч.3 «Правила приемки и производства работ», глава 4 «Техника безопасности в строительстве» - М., 1989
Теги: Механика грунтов, основания и фундаменты Курсовая работа (теория) Строительство
Механика грунтов, основания и фундаменты
Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Определение физико-механических характеристик грунтов. Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании. Определение глубины заложения ростверка. Выбор сваебойного оборудования.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.01.2013 |
| Размер файла | 5,4 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Проектирование фундаментов механического цеха. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты»: 70.02.01 /БГТУ; /Клевцевич И.И. ПГС-17; Кафедра ГТК - Орша: 2012 - 61 стр., 31 рис., 11 таблиц.
Ключевые слова: грунт, фундамент, глубина заложения, свая, арматура, расчетное сопротивление, несущий слой.
Содержит результаты расчёта и конструирования ж/б фундамента, сравнение вариантов и расчет фундаментов во всех сечениях.
1. Исходные данные
2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства
2.1 Определение физико-механических характеристик грунтов
3. Вариантное проектирование
3.1 Расчет фундаментов мелкого заложения на естественном основании
3.1.1 Определение глубины заложения фундаментов
3.1.2 Определение размеров фундамента
3.1.3 Определение осадок фундаментов
3.1.4 Проектирование фундамента
3.2 Проектирование свайного фундамента
3.2.1 Определение глубины заложения ростверка
3.2.2 Определение длины сваи
3.2.3 Определение несущей способности сваи
3.2.4 Определение количества свай
3.2.5 Проектирование ростверка
3.2.6 Определение осадки методом эквивалентного слоя
3.2.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи
4. Технико-экономическое сравнение вариантов
5. Расчет фундамента в сечении 2-2
5.1 Определение глубины заложения фундаментов
5.2 Определение длины сваи
5.3 Определение несущей способности сваи
5.4 Определение количества свай
5.5 Проектирование ростверка
5.6 Определение осадки методом эквивалентного слоя
5.7 Выбор сваебойного оборудования и определение отказа сваи
6. Расчёт осадок фундаментов во времени
6.1 Расчёт осадок фундаментов мелкого заложения во времени в сечении 3-3
6.2 Расчёт осадок свайных фундаментов во времени в сечении 3-3
6.3 Расчёт осадок свайных фундаментов во времени в сечении 2-2
7. Технология производства работ
Целью курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов, оснований и фундаментов» является изучение вопросов проектирования, устройства фундаментов и их оснований для различных сооружений, возводимых в разнообразных геологических условиях. От правильно выбранного основания и конструкции фундамента, а также от правильного их устройства во многом зависит нормальная эксплуатация зданий и сооружений.
Проектирование зданий и сооружений заключается в выборе основания, типа, конструкции и основных размеров фундамента и в совместном расчёте оснований и фундаментов как одной из частей сооружения.
Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.
Для успешного усвоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, сопротивление материалов, строительную механику, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительные конструкции, технологию и организацию строительного производства, технику безопасности и экономику строительства.
Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.
Для успешного усвоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, сопротивление материалов, строительную механику, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительные конструкции, технологию и организацию строительного производства, технику безопасности и экономику строительства.
Деформации грунтов оснований зависят от приложенной нагрузки, размеров и конструктивных особенностей фундаментов, а также от типа самого сооружения и специфики его конструктивной схемы.
Существует и обратная связь - основные размеры, конструкция фундаментов и схема сооружения во многом зависит от особенностей напластования грунтов основания на строительной площадке, их сжимаемости и нагрузок, которые они могут воспринять. При проектировании оснований и фундаментов необходимо решать две задачи: первая - выбрать вид и тип фундамента, а также определить его основные размеры (глубину заложения, размеры и форму подошвы) и вторая - выполнить подбор и расчёт сечений фундаментов. В соответствии с учебными программами первая задача решается в курсе оснований и фундаментов, а вторая - в курсе строительных конструкций.
Работа грунтов, слагающих основание, под действием нагрузок от веса здания и сооружений имеют некоторую специфику, в частности их прочность в сотни раз меньше, а деформативность в тысячи раз больше прочности и деформативности материалов, из которых возводят здания и сооружения. Результатом неправильной оценки физико-механических свойств оснований обычно являются неравномерные осадки фундаментов здания, а при достижении значительных величин - привести к полному разрушению.
Анализ причин аварий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации зданий, показал, что их значительная часть происходила в результате ошибок, допущенных при проектировании и устройстве оснований и фундаментов. Устранение последствий этих ошибок в большинстве случаев влечёт за собой значительные материальные затраты, как правило, превышающие первоначальную стоимость фундаментов.
Важным фактором является и выбор способа производства работ при устройстве оснований и фундаментов. Неправильное производство работ в некоторых случаях приводят к нарушению природной структуры грунтов, что сказывается на снижении их прочностных свойств и деформативности.
Курсовая работа: Основания и фундаменты
3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента).
3.5 Расчет осадок свайных фундаментов
3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа
3.7 Заключение по варианту свайных фундаментов
4. Рекомендации по производству работ и устройству гидроизояции
Заключение по проекту
Список использованной литературы
Цель данного курсового проекта – проектирование и расчет фундаментов для химического корпуса со стенами из стеновых панелей, внутренний каркас из сборных ж/б колонн с продольным расположением ригелей.
Размеры в плане 27х36 м.
Здание имеет подвал в осях В-Г. Отметка пола подвала – 3 м.
Отметка пола первого этажа 0.00 м на 0.15 м выше отметки спланированной поверхности земли.
Место строительства – поселок Кировский заданы отметки природного рельефа – 38,2м и уровня грунтовых вод 34,8м .
Также известны инженерно-геологические условия, физические характеристики грунтов и их гранулометрический состав.
В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.
Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров и выбор вариантов фундаментов, расчет оснований по деформациям, расчет осадки.
Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай и расчетный отказ.
1. Грунтовые условия строительной площадки
Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-82
Характеристики не определяются
2-й слой Пылевато-глинистый
· класс – нескальный грунт
· группа – осадочный несцементированный
· подгруппа – обломочный пылевато-глинистый
· тип – определяется по числу пластичности:
·
· вид – не определяется т.к. включения отсутствуют
· разновидность – определяется по показателю текучести:
- Супесь пластичная
· Вывод: Супесь, пластичная.
3-й слой Песчаный
· класс – нескальный грунт
· группа – осадочный несцементированный
· подгруппа – обломочный песчаный
· тип – песок Средней крупности
· вид – определяется по коэффициенту пористости:
-Средней плотности
· разновидность – определяется по степени влажности:
· -влажный
· засоленность – не определена.
Вывод: песок средней крупности, средней плотности, влажный.
4-й слой Пылевато-глинистый
· класс – нескальный грунт
· группа – осадочный несцементированный
· подгруппа – обломочный пылевато-глинистый
· тип – определяется по числу пластичности:
– значит глина
· вид – не определяется т.к. включения отсутствуют
· разновидность – определяется по показателю текучести:
· - глина полутвердая
Вывод: глина полутвердая.
2 Слой- супесь пластичная.
3 Слой- песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой.
4 Слой- глина полутвердая
Таблица 1. - Физико-механические свойства грунтов
1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)
Строительная площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 38,2м . Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием слоев. Наблюдается согласное залегание пластов с малым уклоном (i=1-2%). Грунтовые воды залегают на абсолютной отметке 34,8м т.е. на глубине 3,4 от поверхности, и принадлежат к второму слою.
Послойная оценка грунтов:
1-й слой – насыпь, толщиной 1,6 м – как основание не пригоден.
2-й слой – супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить вполне хорошим естественным основанием, R0 =262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.
3-й слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой, толщиной 4.8 м . По модулю деформации Е=30 МПа малосжимаем и может служить хорошим естественным основанием, R0 =400 кПа следовательно песок прочный
4-й слой – глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести ( IL =0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемый- не пригоден как естественное основание. По прочности R0 =273кПа среднепрочный.
2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании
2.1 Глубина заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание.
Различают нормативную dfn и расчетную df глубину промерзания грунтов.
Нормативная глубина промерзания dfn – это среднее ( за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке.
· d0 – теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта (для супесей 0.28)
· Mt – сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.( для поселка Кировский –71,7)
Расчетная глубина промерзания:
kh – коэффициент влияния теплового режима здания.
Для фундаментов в бесподвальной части здания при t=18 градусов:
для части здания с подвалом при t=5 градусов:
Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается с учетом уровня подземных вод dw
В нашем случае dw =3,4 м
в части здания без подвала: df + 2м =3.896м , что >3,4 м
в части здания с подвалом: df +2м =3.659м , что >3,4 м
глубину заложения фундамента принимаем не менее df .
2.2 Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундаментов подбираются по формулам сопротивления материалов для внецентренного и центрального сжатия от действия расчетных нагрузок.
При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку:
R – расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности.
gC 1 и gC 2 – коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3
gC 1 = 1.2 – для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылева- то-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.
К = 1.1 – т.к. прочностные характеристики грунта ( с и j) приняты по таблицам СНиП.
Kz =1 т.к. b – ширина подошвы фундамента < 10 м.
gII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента
(gII ) 1 – то же, залегающих выше подошвы фундамента.
сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
Среднее давление по подошве ф-та:
; ;
N0 – нагрузка на фундамент
gmt – среднее значение удельного веса грунта и бетона.
А – площадь подошвы фундамента
для ленточного А= b×1м
для столбчатого А=b 2 м
В данном курсовом проекте для определения размеров подошвы фундамента использован графоаналитический метод решения.
2.2.1 Стена по оси «А» без подвала
d=1.8м; Р =1400/b 2 + 20×1.8=1400/b 2 + 36 = f1 (b)
| P | b |
| 1436 | 1 |
| 386 | 2 |
| 191,5 | 3 |
| 123,5 | 4 |
| R | b |
| 257,64 | 0 |
| 332,52 | 4 |
bтр = 2,4 м, принимаем b=3м.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
R(2,7)= =313,8 кПа
2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала
Р =2700/b 2 + 20×1,8=2700/b 2 + 36 = f1 (b)
| P | b |
| 2736 | 1 |
| 711 | 2 |
| 336 | 3 |
| 204,75 | 4 |
]
| R | b |
| 257,64 | 0 |
| 332,52 | 4 |
bтр = 3,1м, принимаем b=3,6м, фундамент ФВ11-1 3600х3000мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
R=1.2·(15,6·3,6+214,7)=357,4 ; P<R; 286,1<357,4
2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом
d1 – глубина заложения фундамента, приведенная от пола подвала
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.
hcf – толщина конструкции пола подвала (0.15м)
gcf – расчетное значение удельного веса пола подвала(22 кH/м 3 )
db – глубина подвала
Р =2200/b 2 + 20×4,8=2200/b 2 +96 = f1 (b)
| P | b |
| 1073 | 1,5 |
| 646 | 2 |
| 340,4 | 3 |
| 233,5 | 4 |
кН/м 3
град
| R | b |
| 948,8 | 0 |
| 1110 | 4 |
bтр = 1,6м, принимаем b=2,1м, фундамент ФВ4-1 2100х1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800х500мм.
Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента
; ;
Недогруз 40 %, ни чего не изменяем т. к. принятые колонны имеют сечение 0,8х0,5 м, а это наименьший фундамент для таких колонн.
2.4. Расчет деформации оснований. Определение осадки.
Осадка оснований S , с использованием расчетной схемы линейно-деформируемоей среды определяется методом послойного суммирования:
b - безразмерный коэффициент = 0.8
szpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.
hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.
n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.
Для рассмотрения разности осадок возьмем бесподвальную часть здания, сравним осадки фундаментов под внешней и внутренней стенами.
2.4.1 Фундамент под стену по оси «Б»
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:
gi – удельный вес i-го слоя грунта .
Нi – толщина i-го слоя.
szg 0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:
P0 = Pcp - szg 0 - дополнительное вертикальное давление на основание
Р – среднее давление под подошвой фундамента.
a - коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков
Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа
0.2×szg = 15,02кПа – условие выполнено
Осадка не превышает допустимые 8 см.
Эпюра напряжений от собственного веса грунта:
gi – удельный вес i-го слоя грунта .
Нi – толщина i-го слоя.
szg 0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы
Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.
Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента :
P0 = Pср - szg 0 - дополнительное вертикальное давление на основание
Р – среднее давление под подошвой фунадмента.
P0 = 617,7 –76,47=541,23 кПа
a - коэффициент , принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
hi = 0.4b , где b – ширина фундамента
Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков
Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа
0.2×szg =29,53кПа – условие выполнено
В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое №14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.
Осадка не превышает допустимые 8 см.
Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.
где:
DS – разность осадок фундаментов в здании
L – расстояние между этими фундаментами
(3,46-2,89)/600 = 0.00095 < 0.002 – условие выполнено
Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно.
2.5 Конструирование фундаментов мелкого заложения
После проведенных расчетов принимаем фундаменты:
-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.
-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-1 2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.
-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -3450 мм.
Курсовая работа: Механика грунтов
5. По коэффициенту пористости и виду грунта по крупности частиц определить категорию по плотности сложения песчаного грунта.
e = 0,53– песок плотный, так как e <0,55.(Приложение, табл.1)
6. Определить коэффициент водонасыщения и вид песчаного грунта по влажности
Вывод: т.к. коэффициент водонасыщения < 0.8, значит песок насыщенный водой.
7. Определить по таблице расчетное сопротивление R0 песчаных грунтов
Вывод: пески средней крупности, плотные (Прил. табл.6) R0 = 500 кПа
8. На геологическом разрезе построить эпюры R0 в масштабе в 1см–100кПа.
9. Определить коэффициент пористости (e) для всех слоев глинистого грунта
10. Опред. число пластичности (ID ) и по нём опред. вид глинистого грунта
11. Определить показатель консистенции (индекс текучести) IL и по его значению опред. вид грунта по консистенции
12. По табл. опред. расчетное сопротивление глинистых грунтов R0 кПа.
1 слой - R01 = 249 кПа;
2 слой - R02 = 240 кПа (Прил. табл.5).
13. На геологическом разрезе построить эпюру R0 для глинистых гр. в масштабе в 1 см – 100 кПа.
еi = где e0 - коэффициент пористости (п.4 и п.9)
1 слой: е1 =;
2 слой: е2 =;
3 слой: е3 =
15. Определить коэф. относительной сжимаемости (mv ) каждого слоя, используя данные задания. (а – коэф. сжимаемости, Р1 =100кПа, Р2 =300кПа)
mv = где =
mv1 =
mv2 =
mv3 =
16. Определить модуль деформации (Е0 ), (песок, супесь=0.3, суглинок =0.35; глина =0.42).
18. Построить графики зависимости сопротивления сдвигу по каждому слою, используя данные задания и расчетов.
геологический разрез грунт давление
19. Опред. приток воды () по каждому слою, используя данные задания при условии, что Н равно мощности слоя, h=1.5м, R=0,4Н, r=1,2м.
к – коэф. фильтрации и равен 1,1х10 -5 (скв№1).
20. Опред. напряжение в грунтовом массиве по каждому слою от действия сосредоточенной силы Р=500кН, при условии, что Z=0,6h (h- мощность слоя), r=0.1Z.
r0 =;
r1 ;
r2 ;
r3 ;
R=,
где kz – коэффициент, учитывающий ширину подушки фундамента при b <10м
| Коэф. | 1 слой | 2 слой | 3 слой |
| Mg | 0,29 | 0,56 | 1,81 |
| Мq | 2,17 | 3,24 | 8,24 |
| Mc | 4,69 | 5,84 | 9,97 |
R1 =
R2 =
R3 =
23. По скв. №1 построить эпюру природного давления грунтов
где - удельный вес i-того слоя;
hi - мощность слоя грунта, м.
=(18.5-10)/1.87=4.5кН/м 3
\ =(22-10)/1.40=8.57кН/м 3
\ =(20.1-10)/1.53=6.60кН/м 3
где a0 = коэффициент относительной сжимаемости;
е0 – начальный коэффициент пористости;
m - коэффициент сжимаемости, берется из задания для каждого слоя.
25. Опред. величину активного давления на подпорную стенку и равнодействующую активного давления по каждому слою при условии: Н равно мощности слоя
;
Равнодействующая активного давления
26. Определить глубину расположения точки h0 , где активное давление равно нулю
где с – сцепление;
- угол внутреннего трения грунта;
- удельный вес грунта, кН/м3.
1. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.–М.: Госстандарт,1986.
2. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. –М: Стройиздат,1985.
3. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебник/ С.Б.Ухов–М.: издательство АСВ, 1994.- стр.527.
4. Проектирование оснований и фундаментов. В. А. Веселов–М.: Стройиздат, 1990.
Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов строительных специальностей 1-70 02 01 "Промышленное и гражданское строительство", 1-70 02 02 "Экспертиза и управление недвижимостью"
Библиографическое описаниe
Механика грунтов, основания и фундаменты : методические указания к выполнению курсового проекта для студентов строительных специальностей 1-70 02 01 "Промышленное и гражданское строительство", 1-70 02 02 "Экспертиза и управление недвижимостью" / сост.: С. Н. Банников [и др.] ; Белорусский национальный технический университет, Кафедра "Геотехника и экология в строительстве". – Минск : БНТУ, 2011. – 67 с.
Аннотация
Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
Учебный портал для студентовПятница, 17.09, 16:47
-->| -->Главная » -->Файлы » Механика грунтов оснований и фундаментов » Курсовые работы |
| -->В категории материалов : 9 -->Показано материалов : 1-9 |
| Учебные пособия и методические указания | Курсовые работы |
| Прочее |
Кафедра Механика грунтов, оснований и фундаментов.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ на тему: «Проектирование фундаментов под 9 этажное здание в открытом котловане».
(Факультет ТЭС, 4 курс, 5 группа)
Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
Учебный портал для студентовПятница, 17.09, 16:47
Кафедра Механика грунтов, оснований и фундаментов.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ на тему: «Проектирование фундаментов под 9 этажное здание в открытом котловане».
(Факультет ТЭС, 4 курс, 5 группа)
(часть 2 - свайные фундаменты)
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Основания и фундаменты"
Целью методических указаний является ознакомление студентов с существующими конструктивными элементами фундаментов мелкого заложения, различных типов свай, а также с оборудованием для забивки свой и для бурения скважин.
Механика грунтов основания и фундаменты курсовой
Механика грунтов основания и фундаменты. (в вопросах и ответах) (Учебное пособие)
Автор: Малышев М.В., Болдырев Г.Г.
(Программа djvu в архиве)
Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебное пособие для строительных вузов. (Учебное пособие)
Автор: Знаменский В.В., Ухов С.Б., Семенов В.В.
(Программа djvu в архиве)
Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий.
(Методические указание с примерами расчетов к выполнению курсового проекта) (Методические указание)
Составители: доценты А.М. Корнилов, Л.А. Егорова, А.Е. Монастырский, проф., к.т.н. Л.И. Черкасова.
Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий. (часть 2 - свайные фундаменты)
(Методические указания с примерами расчетов к выполнению курсового проекта и практических занятий для студентов, обучающихся по направлению "Строительство" 270100) (Методические указание)
Составители: А.М. Корнилов
Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения гражданских зданий.
Методические указания с примерами расчетов к выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по направлению Строительство 653500
Составители: доценты А.М. Корнилов, к.т.н. Л.И. Черкасова.
Расчет свайных фундаментов. (Методические указание)
Примеры расчёта фундаментов неглубокого заложения, свайных фундаментов и оснований по ll предельному состоянию ( по деформациям) для гражданских зданий.
Методические указание к выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по направлению Строительство 653500.
фундаменты от А до Я. Строительство и ремонт фундаментов. (Учебное пособие)
Автор: Боданов Ю.Ф.
Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений. (Учебное пособие)
Автор: Пилягин А.В.
Проектирование оснований и фундаментов. (Учебное пособие)
Автор: В.А. Веселов
Лабораторные работы по дисциплине Механика грунтов. (Методические указание)
Составители: Л.И. Черкасова, С.М. Проскуряков, И.М. Юдина
Журнал лабораторных работ по дисциплине "Механика грунтов"
Составители: Л.И. Черкасова, Д.Ю Чунюк, Г.В. Алексеев, А.Е. Беспалов
Каталог конструкций элементов фундаментов гражданских и административных зданий.
(Методические указание)
Составители: Черкасова Л.И., Беспалов А.Е., Алексеев Г.В.
Бланк задания на курсовой проект.
Курсовая работа. (Геология - задание 12, Конструкция - задание 4) ГСХ.
Проектирование основания и фундамента 13 этажного жилого дома в городе Великий Устюг.
Курсовой проект.
Читайте также: