Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном о. Курсовой проект пояснительная записка тема Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном основании мелкого заложения для здания с подвалом
![]()
|
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный открытый университет» филиал в г.Кропоткине Кафедра Промышленное и гражданское строительство КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Тема: «Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном основании мелкого заложения для здания с подвалом» по дисциплине: Основания и фундаменты специальность: 270102 Промышленное и гражданское строительство Группа 31 ПГС Студент Шифр варианта 207393 Преподаватель г.Кропоткин, 2010г СОДЕРЖАНИЕ Введение . Классификация грунтов (на участке). Определение расчетов различных расчетных сопротивлений слоёв грунта Построение инженерно-геологического разреза . Расчет фундамента мелкого заложения .1 Определение расчетных нагрузок на фундамент .2 Определение глубины заложения подошвы фундамента . Определение размеров подошвы ленточного фундамента мелкого заложения для здания с подвалом а) Определение размеров подошвы фундамента б) Расчетное сопротивление грунта основания Приложение 1 - Инженерно-геологический разрез строительной площадки. ВВЕДЕНИЕ Курсовой проект №1 по теме «Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном основании мелкого заложения для зданий с подвалом» рабочей учебной программы разработан на базе изученного материала 6 семестра 3 курса и выполнен на основании задания на проектирование по варианту № 2. Грунты - это горные породы, почвы, техногенные образования, которые залегают в верхней части земной коры и являются объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты бывают скальные и дисперсные. В данном проекте рассмотрены дисперсные грунты. Дисперсные грунты - грунты, состоящие из отдельных минеральных частиц, зерен разного размера, слабо связных друг с другом. Дисперсные грунты: . Связные (глина, ил, сапропеля (грязи)); . Несвязные (песок, крупно-обломочный грунт). Расчет оснований ведется по двум группам предельных состояний, при этом учитывается совместная работа оснований и конструкций. Основание - часть массива грунтов непосредственно воспринимающих нагрузки от фундамента. Фундамент - подземная часть здания или сооружения, которая предназначается для передачи нагрузок на основания. Для расчета оснований и фундамента необходимо знать свойства грунтов, которые разделяются на: механические; физические. В зависимости от передаваемой нагрузки на грунт и конструктивной схемы здания в данном проекте устраивают ленточный фундамент. Котлован - выемка в грунтовом массиве, служащая для устройства фундаментов, монтажа подземных конструкций, прокладки тоннелей. Котлованы вырывают, как правило, при возведении заглубленной части объемных сооружений (фундаментов, подвальных этажей: технических помещений, предназначенных для размещения оборудования санитарно-технических и технологических систем). ВАРИАНТ 2 . КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ Определение табличных расчетных сопротивлений слоёв грунта. Инженерно-геологический разрез строительной площадки 1-й СЛОЙ - НАСЫПНОЙ ГРУНТ Глубина отбора образца h=2 м Плотность частиц грунта ρ=1,7 т/м3 Удельный вес грунта γ=17 кН/м -й СЛОЙ - ГЛИНИСТЫЙ ГРУНТ Глубина отбора образца h=4 м а) Определение типа пылевато-глинистого грунта по числу пластичности. Влажность на границе текучести wL=24 % Влажность на границе раскатывания wР=18% Природная влажность грунта w=23,4% Число пластичности: грунт фундамент заложение здание Ip= wL-wР Ip= 0,24-0,18=0,06 Тип грунта: супесь б) Определение разновидности супеси по индексу текучести. IL= (w-wР)/(wL-wР)L= (0,234-0,18)/(0,24-0,18)=0,9 Консистенция грунта: супесь пластичная. -й СЛОЙ - ПЕСЧАНЫЙ ГРУНТ Глубина отбора образца h=6 м а) Определение типа песчаного грунта производится по гранулометрическому составу. Содержание частиц размеров более 2 мм составляет 3%, что не превышает 25%. Вывод: не гравелистый. Содержание частиц размеров от 2-х до 0,5 мм составляет 12%, что не превышает 50%. Вывод: песок не крупный. Содержание частиц размером от 0,5 до 0,25 мм составляет 21%, что не превышает 50%. Вывод: песок не средней плотности. Содержание частиц размером от 0,25 до 0,1 мм составляет 42%, что не превышает 75%. Вывод: песок пылеватый. Данный грунт относится к пылеватым пескам. б) Определение типа песчаного грунта по коэффициенту пористости. ![]() ![]() ρs=2,66 т/м3; ρ=1,99 т/м3; w=25,4%. ![]() ![]() По ГОСТ 25 100-82 определяем, что это песок средней плотности (пылеватый песок). в) Определение разновидности песка по степени влажности. (Степень влажности наполнения пор водой) ![]() ρs=2,66 т/м3; ρw=1,0 т/м3;=0,68 ![]() Вывод: песок средней плотности. По ГОСТ 25 100-82 определяем, что это песок пылеватый, средней плотности. г) Определение расчетного сопротивления R0 В соответствии со СНиПом 2.02.01-83*. -й СЛОЙ - ГЛИНИСТЫЙ ГРУНТ Глубина отбора образца 10 м. а) Определение типа и разновидности грунта. Определение типа производится по числу пластичности IP=0,06, а их разновидности по показателю текучести IL=0,9; Природная влажность w=0,23 (23%); Влажность на границе текучести WL=0,3 (30%); Влажность на границе раскатывания WP=0,18 (18%). Ip= wL-wРp = (0,3-0,18)=0,12L= (w-wР)/(wL-wР)L= (0,23-0,18)/(0,12)=0,417 б) Определяем тип пылевато-глинистого грунта по Ip. Согласно ГОСТ 25 100-82 определяем, что это суглинок. в) Определяем тип по числу текучести. Согласно ГОСТ 25 100-82 определяем, что это суглинок тугопластичный. г) Определение коэффициента пористости глинистого грунта (суглинки тугопластичные). ![]() ![]() ρs=2,74 кН/м3 ρ=1,93 кН/м3 w=0,23 (23%) В соответствии с СНиПом 2.02.01-83* определяем, что R0=198. Найдем IL по методу интерполяции. IL=0 - 250L=0,42 - xL=0 - 250L=1 - 180L=0,41 -й СЛОЙ - ГЛИНИСТЫЙ ГРУНТ h=13,0 м. а) Определение типа производств по числу пластичности IP, а их разновидности по показателю текучести IL. IP=wL-wPP=0,53-0,305=0,225 (22,5%)L=(w-wP)/ILL=(0,337-0,305)/0,225=0,14 (14%) w=33,7 (0,337) - природная влажность (%) wP=30,5 (0,305) - влажность на границе текучести wL=53% (0,53) - влажность на границе текучести В соответствии с ГОСТ 25 100-82 определяем, что это глина. б) Определяем разновидность глины по показателю текучести IL. IL=0,14. В соответствии с ГОСТом 25 100-82 определяем, что это глина полутвердая. в) Определение коэффициента пористости глинистого грунта (глина полутвердая) ![]() ![]() ρs=2,73 кН/м3 ρ=1,92 кН/м3 w=0,337 (23%) г) Определяем расчетное сопротивление по методу интерполяции. ,5 - 0 - 1 R0=284 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
2. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ 2.1 Определение расчетных нагрузок на фундамент При проектировании ленточных фундаментов расчет ведется для одного метра его длины и определяется ширина подошвы фундамента. Проектирование оснований и фундаментов по II группе предельных состояний по деформациям. Нормативные нагрузки на фундаменты стен (1 и 2) от веса сооружений, включая нагрузки от веса перекрытия под подвалом составляют:
Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента NII=Nп*n+NB*nc*n` n=n`=1 - коэффициент перегрузок применение для расчета фундаментов по II группе предельных состояний по деформациям; nc=0,9 - коэффициент сочетания постоянных и временных нагрузок. - Стена А: NII=Nп*1+NB*0,9*1=(441+15)*1+(25+2)*0,9*1,0=456+24,3=480,3 (кН/м3) NII=480,3 - расчетная нагрузка на фундамент по стене. - Колонна В: NII=(1095+65)*1+(171+6)*0,9*1=1160+159,3=1319,3 (кН/м3). Определение глубины заложения фундамента FL должна определяться с учетом конструктивных особенностей здания нагрузок и воздействий на основание, глубины заложения фундамента примыкающих зданий и сооружений, а так же оборудования, геологических условий площадки строительства и гидрогеологических условий и глубины сезонного промерзания оттаивания грунтов. Здание имеет подвал. Относительная отметка пола подвала -2,40 м. Отметка пола 1-го этажа ±0.000 на 1 м выше планировочной отметки, т.е. высота цокольной части здания hц=1,0 м. Место строительства Нижний Новгород. Грунтовые условия строительной площадки: С поверхности до глубины 2 м - насыпной грунт; Ниже до глубины 5,3 м - супесь текучая; До глубины 9,9 м - песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой. Уровень грунтовых вод (УГВ) wL находиться на глубине 7 м от планировочной отметки DL. 2.2. Определяем глубину заложения подошвы фундамента, исходя из конструктивных особенностей здания. При отметке пола подвала 2,4 м и толщине конструкций пола 0,2 м, глубина заложения фундамента определяется следующим образом: d=dв+hc+hcf-hц d=(2,4+0,3+0,2-1)=1,9 dв - размер от чистого пола подвала до 1-го этажа (2,4); hc=0,3; hcf - конструктивные части подвала; hц=1. Определяем сезонную глубину промерзания для супесей в районе строительства по СНиПу: df=kn*dfn kn=0,6 - определяется по СНиПу 2.02.01-83* табл.1 коэффициент учитывает влияние теплового режима. ![]() M=31,8 - безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютного значения среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе. СНиП по строительной климотологии и геофизике. d0 - величина, зависящая от вида грунта под подошвой фундамента. В соответствии со СНиП 2.02.01-83* под подошвой фундамента супесь. Следовательно, d0=0,28. dfn= ![]() ![]() df=0,6*1,57=0,942 т.к. df=0,942 м окончательно принимаем глубину заложения = 1,9 м (Высота цоколя). d>df; 2,1>0,942. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ЗДАНИЯ С ПОДВАЛОМ Проектирование фундамента для здания с подвалом. Ширина наружных стен жилого дома под стены которого необходимо запроектировать фундамент составляет 640 мм. Расчетная нагрузка действующая на фундамент: NII=480,3 кН/м3 Длина здания L=49,2 м; Высота h=32,2 м; Отметка пола подвала =2,4 м; Глубина заложения фундамента =1,9 м; Отметка пола 1-го этажа на 80 см выше планировочной отметки. Грунты и основания: 1. Слой насыпной мощностью h=2,0 м. Расчетная величина удельного веса грунта γ II=17 кН/м3. . Слой пылевато-глинистый мощностью h=2,0 м. Расчетная величина удельного веса грунта γ II=19,3 кН/м3. Удельный вес твёрдых частиц грунта γ s=26,7 кН/м3. Угол внутреннего трения φ=16°. Закладываем песчаную подушку R0=0,40 МПа или 400 кПа - расчетное сопротивление грунта. а) Определяем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента при значении расчетного сопротивления для слоя грунта, лежащего под подошвой фундамента. ![]() ![]() R0 - расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента. γср - удельный вес стеновых блоков фундамента и грунта на обрезах фундамента (20 кН/м3). По этим размерам принимаем типовую фундаментную подушку для стен по оси 1 - ФЛ20.12-3 с характеристиками: В=2000 мм; L=1200 мм; h=300 мм. Vбетона=0,98 м3; m=2,44 т. Принимаем 3-и стеновых бетонных блока марки ФБС 24-6-6-Т с характеристиками: L=2400 мм; h=580 мм; b=600 мм; m=1,90 т; V=0,6 м3. Объем грунта по оси 1. Vгр=Аk-x*1п.м.=0,38 (п.м.- прогонный метр) Vгр=Аk*h=0,38*2,1=0,798 м3. Полученные размеры ленточного фундамента b=2,0 м является предварительной, т.к. ширина определена исходя из найденного сопротивления основания. б) Находим уточненное расчетное сопротивление грунта основания R по формуле СНиПа 2.02.01-83*: ![]() ![]() где γс1 и γс2 - это коэффициенты условия работы грунтового основания и здания с основанием определяется в соответствии со СНиП 2.02.01-83* γс1 =1.1 γс2 =1.0 k=1 - коэффициент надежности. (φ и с определены, как задано в проекте) Mq=3,87; Mγ=0,72; Mc=6,47; kz=1; d=1,9 м (глубина заложения от уровня планировки). γ'II - это среднее значение (по слоям) удельного веса грунта залегающего выше отметки заложения фундамента при наличии подземных вод определяется путём взвешивания. ![]() ![]() h - мощности вышележащих слоёв грунта соответственно: h1=1,2 м; h2=1,6 м. γII1=17,0; γII2=19,3. ![]() ![]() с2 =0 - расчетное сопротивление удельного сцепления грунта. d1 - приводимая глубина заложения наружного и внутреннего фундамента от пола подвала в (м). ![]() ![]() hs =0,3 м - толщина слоя грунта от подошвы фундамента до низа пола подвала. hcf =0,2 м - толщина конструкции пола подвала. ![]() ![]() dв=1,9 м - глубина подвала расстояние от уровня планировки до подвала. dв = 2 м - глубина подвала. Принимаем dв=1,9 м. Значения R при В=2,0 м. ![]() Проверяем фактическое среднее значение P действующего под подошвой фундамента. Для оси 1: b=2 Nп=392,3 кН/м NФЛ=γm/δ*bФЛ*hak=24*1,2*0,3=8,64 NФБС=23,75 Nгр=Vгр*γ’II= 1,47*17,98=26,16 Р - среднее давление. ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем разницу между R и P. P=283,6 кПа˂R R0=284 кПа; R=167 кПа. R+R0=445 кПа. Принимаем марку железобетонных плит ленточных сборных фундаментов: ФЛ 10.24-3 и ФЛ 12.24-3. Согласно пункта 2.41 СНиП 2.02.01-83* среднее давление на основание подошвы фундамента не должно превышать R (расчетного сопротивления основания). |