Курсово. Основания и фундаменты. Оценка инженерногеологических условий строительной площадки

• Название: Оценка инженерногеологических условий строительной площадки
• Анкор: Курсово
• Дата: 01.03.2021
• Размер: 1.68 Mb.
• Имя файла: Основания и фундаменты.docx
• Тип: Документы; #180809
• страница: 7 из 7

Проверка прочности подстилающего слоя

При наличии в пределах сжимаемой толщи основания слабых грунтов или грунтов с расчетным сопротивлением меньшим, чем давление на несущий слой (рис. 2.3.), необходимо проверить давление на них, чтобы уточнить возможность применения при расчете основания теории линейной деформируемости грунтов. Последнее требует, чтобы полное давление на кровлю подстилающего слоя не превышало его расчетного сопротивления:

σ_zgz+ σ_zpz R_z
Характеристики подстилающего слоя γ=18,93кН/м³, С_n=26 кПа, ϕ_n=21,6°



Рис. 2.3. Расчетная схема к проверке давления на подстилающий слой.
Дополнительное и природное вертикальные напряжения в грунте на глубине z определяются по формулам:



где h_z=1,12м, σ_zpz=214,54 кПа, σ_zgz=52,88 кПа.

Площадь подошвы условного фундамента

А_z= N_II/ σ_zpz=2366,41/214,54=11,03м²

где N_II – вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента;

Для квадратного фундамента:


Расчетное сопротивление подстилающего слоя определим по формуле:

R=[(γ_C1*γ_C2)]/k*[M_γ*k_Z*γ_II*b+M_q*(d+h_z)*γ_II′+(M_q-1)d_b*γ_II′+M_c*C_II]

Коэффициент условий работы γ_C1=1 и γ_C2=1.2 (по таблиц3 СНиП при соотношении L/H<1.5), коэффициенты к=1.1 k_Z=1 т.к b<10 м. Безразмерные коэффициенты M_γ=0.56, M_q=3,24, M_c=5,84 (для ϕ_II=21,6°); γ’_II= 17,85 кН/м³.
R=(1*1,2/)/1.1*[0.56*1*2.8*18,93+3,24*(2,2+1,12)*17,85+

+(3,24-1)*1.4*17.85+5.84*19]=425.43 кПа

σ_zgz+ σ_zpz=214,54+52,88=267,62 кПа R_z=294,89 кПа

∆=[(294,89-267,62)/294,89]*100%=9,2%<10%

3. 
   Расчет и подбор арматуры
   

Характеристики бетона и арматуры для фундамента.

Бетон тяжелый класса В20. Расчетные сопротивления бетона равны

R_b= 11,5МПа и R_bt= 0,9 МПа. Рабочая арматура сетки класса A400,

Rs=350 МПа. Грунт основания имеет условное расчетное сопро­тивление R₀=0,397 МПа, а глубина заложения фундамента равна d=2,2 м. Давление под подошвой фундамента равно Р_II=0.299МПа.



Рис.2.5.1. Расчетные сечения

Выполним проверку условия прочности нижней ступени фунда­мента по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, начинающийся в сечении III-III. Для единицы ширины этого сечения (b=1 мм)

Q=0,5(а–h_c–2h₀)b Р_II =0,5(2800-300-2850)10,299 =119,6 Н. Поскольку Q_b,min=0,5R_btbh₀₁=0,50,91300=135 Н > Q=103,25 Н, то прочность нижней ступени по наклонному сечению обеспечена.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента из условия расчета на изгиб в сечениях I-I и II-II.

Изгибающие моменты определим по формуле:

М₁=0,125 Р_II (а-h_c)²а=0,125^.0,299(2800-300)²2800=654,0610⁶ Н^.мм;

M₂=0,125 Р_II (а-a₁)²а=0,125^.0,299(2800-1300)^2.2800=235,4610⁶ Н^.мм.

Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента определим из условий:

A_sI=М_I/(0,9h₀R_s)=654,0610⁶/(0,9*850*350)= 2442,8мм;

A_sII=М_II/(0,9h₀₁R_s)=235,4610⁶/(0,9*300*350) =2491,64мм.

Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой 1216 A400 (A_s=2413 мм²). Соответственно получим фактический процент армирование расчетных сечений:

=[A_s/(a₁h₀)] 100=[2443/(1300*850)] 100=0.221%

=[A_s/(ah₀₁)] 100=2443/(2800*300) 100=0.29%, что больше μ_min= 0,10%.

Средний шаг стержней в сетке вычислим по формуле:

s = (a −100)/(n−1) = (2800 −100)/(12−1) = 245,45 250мм.

4. 
   Расчет стабилизации осадки фундамента во времени
   

По фильтрационной теории консолидация осадка полностью водонасыщенных грунтов для заданного времени t равно:

S_t=U*S

U – степень консолидации;

S – конечная стабилизационная осадка.

Стабилизационная конечная осадка фундамента равна S=6,68 см.

Коэффициент фильтрации грунтов:

для мелкого песка К_ф=98 м/год;

для среднего песка - К_ф=122 м/год.

Мощность сжимаемой толщи Н_с=z₈=6,25 м.

Средний коэффициент фильтрации для всей сжимаемой толщи равен:

К_фm=Н_с/(∑h_i/К_фi)=6,25/[(3,175/98 )+(3,075/122 ]=108,5 м/год

Удельный вес воды: γ_w=10 кН/м³

Средний коэффициент относительной сжимаемости:

m_vm=∑К_ф/n=(98 + 122)/2=0,9*10^-3 кПа^-1

h_i – толщина отдельных слоев грунта до глубины H_C;

m_vi – коэффициент относительной сжимаемости i-того слоя;

Средний коэффициент консолидации:

С_vm=К_фm/(m_vm*γ_w)= 0,21*10^-5 / 0,9*10^-3 =0.023 м²/год

Время консолидации равно:

t=4*N*H_C²/(π²* С_vm)

Значения U и N берем из таблицы (стандартные значения), зависящие от вида сжимающих напряжений. В нашем случае эпюра сжимающих напряжений имеет вид треугольника.

Вычисления сводим в таблицу 4.

Таблица 4

U=St/S	N	t, год, (день)	St=U*S, см
0	0	0	0
0.3	0.06	2,8 (1022)	0,84
0.5	0.24	11,2 (4088)	5,6
0.7	0.69	39,20 (11753)	27,05
0.8	1.08	50,4 (18396)	35,28
0.9	1.77	82,54 (30127)	74,29
0.95	2.54	118,45 (43235)	112,53
1	∞	∞	8.6

График стабилизации осадки фундамента во времени


3.Устроиство фундаментов на разных отметках.
P1`=299.86 кПа, С1=26 кПа, ¥1=21.6º

При необходимости заложения соседних фундаментов на разных отметках их допустимая разность исходя из условий

dh=≤ a(tg¥1+ С1/ P1 )

где- а расстояние между фундаментами в свету

¥1 и С1 расчетные значения соответственно угла внутреннего трения и

удельного сцепления грунта

P1-среднее давление под подошвой выше расположенного фундамента от

Их расчетных нагрузок (для расчета основания несущей способности)




P_II=N_II/А=2343,14/7.84=298.9 кПа

dh=≤ a(tg¥1+ С1/ P1 )=6.125(tg21.6+26/298.9)=2.95 м

Список использованной литературы

1. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. Москва,

«Стройиздат», 1978 г.

2. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. Москва,

«Стройиздат», 1990 г.

3. Цытович Н.А. Механика грунтов. Москва, «Высшая школа», 1979 г.

4. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. Москва, «АСВ», 1994 г.

5. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. Москва, «Высшая школа», 1990

6. Пилягин А.В. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений. Москва, Ассоциации строительных вузов, 2006 г.

7. Справочник проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения» под общей редакцией Е.А.Сорочана и Ю.Г.Трофименкова, Москва, Стройиздат,1985г.

8. Загиров Ш.Ш., Айдаев А.С. Методическое указание к выполнению курсового проекта по дисциплине «Основаниям и Фундаментам» для специальности 27 02 01 «Промышленное и гражданское строительство», 2010 г.

9. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования. Москва. 1995 г.

10. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М 1986 г.

11. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Москва 1986 г.

12. СНиП II-7-80. Строительство в сейсмических районах.

13. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. Москва 1985 14. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

15. ГОСТ 13579-78. Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия

16. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений М 1986 г.

17. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс;