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

• Название: Курсовой проект пояснительная записка тема Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном основании мелкого заложения для здания с подвалом
• Дата: 06.12.2022
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: Проектирование фундамента в открытом котловане на естественном о.rtf
• Тип: Курсовой проект; #831373

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 w_L=24 %

Влажность на границе раскатывания w_Р=18%

Природная влажность грунта w=23,4%

Число пластичности:

грунт фундамент заложение здание

I_p= w_L-w_Р

I_p= 0,24-0,18=0,06
Тип грунта: супесь

б) Определение разновидности супеси по индексу текучести.
I_L= (w-w_Р)/(w_L-w_Р)_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.
-1,

ρ_s=2,66 т/м³;

ρ=1,99 т/м³;

w=25,4%.

-1=0,68
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)
=0,254;

ρ_s=2,66 т/м³;

ρ_w=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 I_P=0,06, а их разновидности по показателю текучести I_L=0,9;

Природная влажность w=0,23 (23%);

Влажность на границе текучести W_L=0,3 (30%);

Влажность на границе раскатывания W_P=0,18 (18%).
I_p= w_L-w_Рp = (0,3-0,18)=0,12_L= (w-w_Р)/(w_L-w_Р)_L= (0,23-0,18)/(0,12)=0,417
б) Определяем тип пылевато-глинистого грунта по I_p.

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).




ρ_s=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 I_L по методу интерполяции.
I_L=0 - 250_L=0,42 - x_L=0 - 250_L=1 - 180_L=0,41
-й СЛОЙ - ГЛИНИСТЫЙ ГРУНТ
h=13,0 м.
а) Определение типа производств по числу пластичности I_P, а их разновидности по показателю текучести I_L.
I_P=w_L-w_PP=0,53-0,305=0,225 (22,5%)_L=(w-w_P)/I_LL=(0,337-0,305)/0,225=0,14 (14%)

w=33,7 (0,337) - природная влажность (%)

w_P=30,5 (0,305) - влажность на границе текучести

w_L=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 I_L.
I_L=0,14.
В соответствии с ГОСТом 25 100-82 определяем, что это глина полутвердая.

в) Определение коэффициента пористости глинистого грунта (глина полутвердая)




ρ_s=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

№ слоя	Наименование грунта	γs=ρsхg	γ=ρхg	IP	IL	е	Sr	R0	φ	c
1	Насыпной грунт	-	1,70	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь пластичная	2,67	1,93	6	0,9	0,707	-	250	16°	14
3	Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой	2,66	1,99	-	-	0,67	1	100	15°	40
4	Суглинки тугопластичные	2,74	1,93	12	0,41	0,74	-	198	18°	12
5	Глина полутвердая	2,73	1,92	22,5	0,14	0,9	-	284	27°	-

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:

	Нагрузка на фундамент		При наличие подвала нагрузка увеличивается на
Стена А кН/м3	Постоянная	441	15
	временная	25	2
Колонна В кН/м3	Постоянная	1095	65
	Временная	171	6

Расчетная нагрузка действующая по обрезу фундамента
N_II=N_п*n+N_B*n_c*n`
n=n`=1 - коэффициент перегрузок применение для расчета фундаментов по II группе предельных состояний по деформациям;

n_c=0,9 - коэффициент сочетания постоянных и временных нагрузок.

- Стена А:
N_II=N_п*1+N_B*0,9*1=(441+15)*1+(25+2)*0,9*1,0=456+24,3=480,3 (кН/м³)

N_II=480,3 - расчетная нагрузка на фундамент по стене.
- Колонна В:
N_II=(1095+65)*1+(171+6)*0,9*1=1160+159,3=1319,3 (кН/м³).
Определение глубины заложения фундамента F_L 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 h_ц=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) w_L находиться на глубине 7 м от планировочной отметки D_L.
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=d_в+h_c+h_cf-h_ц

d=(2,4+0,3+0,2-1)=1,9
d_в - размер от чистого пола подвала до 1-го этажа (2,4);

h_c=0,3;

h_cf - конструктивные части подвала;

h_ц=1.

Определяем сезонную глубину промерзания для супесей в районе строительства по СНиПу:
d_f=k_n*d_fn
k_n=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.
d_fn=

d_f=0,6*1,57=0,942
т.к. d_f=0,942 м окончательно принимаем глубину заложения = 1,9 м (Высота цоколя).
d>d_f; 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:

N_II=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.

γ_ср - 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.

V_бетона=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.
V_гр=А_k^-x*1п.м.=0,38 (п.м.- прогонный метр)

V_гр=А_k*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 γ_с1 и γ_с2 - это коэффициенты условия работы грунтового основания и здания с основанием определяется в соответствии со СНиП 2.02.01-83*

γ_с1 =1.1

γ_с2 =1.0

k=1 - коэффициент надежности. (φ и с определены, как задано в проекте)

M_q=3,87;

M_γ=0,72;

M_c=6,47;

k_z=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.

γ_II1=17,0;

γ_II2=19,3.

кН/м
с₂ =0 - расчетное сопротивление удельного сцепления грунта.

d₁ - приводимая глубина заложения наружного и внутреннего фундамента от пола подвала в (м).
, где
h_s =0,3 м - толщина слоя грунта от подошвы фундамента до низа пола подвала.

h_cf =0,2 м - толщина конструкции пола подвала.
м
d_в=1,9 м - глубина подвала расстояние от уровня планировки до подвала.

d_в = 2 м - глубина подвала.

Принимаем d_в=1,9 м.

Значения R при В=2,0 м.

Проверяем фактическое среднее значение P действующего под подошвой фундамента.
Для оси 1: b=2
N_п=392,3 кН/м

N_ФЛ=γ_m/δ*b_ФЛ*h_ak=24*1,2*0,3=8,64

N_ФБС=23,75

N_гр=V_гр*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).