Курсовой проект по фундаментам. Курсовой проект проектирование оснований и фундаментов в открытых котлованах

• Название: Курсовой проект проектирование оснований и фундаментов в открытых котлованах
• Анкор: Курсовой проект по фундаментам.docx
• Дата: 05.04.2018
• Размер: 42.39 Kb.
• Имя файла: Курсовой проект по фундаментам.docx
• Тип: Курсовой проект; #17638

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет "ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ В ОТКРЫТЫХ КОТЛОВАНАХ»

Выполнил:  студент группы Э21

Шавилов В.А.
Проверил: преподаватель кафедры МГрОиФ

Юдина Ирина Михайловна


Москва 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ:

1. 
   Краткая характеристика проектируемого здания.
   
2. 
   Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки.
   
3. 
   Определение расчетных нагрузок на фундаменты.
   
4. 
   Определение глубины заложения ленточного фундамента под наружную и внутреннюю стены 9 - этажного жилого дома.
   
5. 
   Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения.
   
6. 
   Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
   
7. 
   Расчет столбчатого фундамента под внутренний каркас здания.
   
8. 
   Проектирование песчаной подушки.
   
9. 
   Расчет свайного фундамента 9 - этажного жилого дома.
   
   1. 
      Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
      
   2. 
      Расчет отдельно стоящего свайного фундамента под внутренний каркас здания.
      
   3. 
      Расчет свайного фундамента под наружную стену здания по II группе предельных состояний (по деформациям).
      
10. 
    Расчет осадок фундаментов
    
11. 
    Расчет осадок свайного фундамента под наружную стену здания методом послойного суммирования (СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»).
    
12. 
    Список литературы
    

1. 
   КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО ЗДАНИЯ:
   

Назначение здания: жилое

Вариант геологии: 23

Вариант конструкции: 3

Размеры в плане (в осях): 95,2х12,0м

Количество этажей: 9

Высота здания от спланированной отметки поверхности земли до карниза: 30,6м

Условная отметка пола первого этажа выше спланированной отметки земли: 0,6м

Наличие подвального помещения: под всем зданием

Отметка пола подвала: -2,2 м

Конструктивная схема здания:

Наружные стены здания - кирпичные толщиной  640мм

Внутренние стены здания – сборные панели толщиной 120 мм

Внутренний каркас здания – здание с не полным каркасом

Перекрытия - сборные многопустотные железобетонные плиты толщиной 220мм

Покрытие - сборные железобетонные плиты.

Город строительства: Владимир

2. 
   Определение физико-механических характеристик грунтов строительной площадки.
   

Для каждого из слоев грунта, вскрытых тремя скважинами, определяем расчетные характеристики.

Слой 1: Растительный слой, насыпь

Удельный вес грунта, γ₁ = 15,8кН/м³

Глубина отбора монолита, H = 0,5м

Средняя мощность слоя,

Слой 2: Пылевато-глинистый грунт

Удельный вес грунта, γ₂= 20кН/м³

Удельный вес твердых минеральных частиц, γ_s = 26,8 кН/м³

Природная влажность грунта, W = 25,8%

Влажность грунта на границе текучести, W_L = 25,1%

Влажность грунта на границе раскатывания, W_P = 19,4%

Глубина отбора монолита, Н = 2,3м

Средняя мощность слоя, h = 1,68м

1. 
   Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности I_p:
   

Так как I_P = 5,7% < 7%, то тип рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь.

2. 
   Определяем разновидность пылевато-глинистого грунта по консистенции I_L:
   

Так как I_L= 1,12 > 1, то разновидность рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь текучая.

3. 
   Определяем коэффициент пористости e:
   

4. 
   Определяем условно - расчётное сопротивление R₀ рассматриваемого грунта:
   

Так как е = 0,69 < 0,7, то для рассматриваемого пылевато-глинистого грунта (супеси текучей) условно-расчётное сопротивление грунта не нормируется.

Слой 3: Пылевато-глинистый грунт

Удельный вес грунта, γ₂= 19,8кН/м³

Удельный вес твердых минеральных частиц, γ_s = 26,8 кН/м³

Природная влажность грунта, W = 25,4%

Влажность грунта на границе текучести, W_L = 23,5%

Влажность грунта на границе раскатывания, W_P = 17%

Глубина отбора монолита, Н = 5,0м

Средняя мощность слоя, h = 3,08м

1. 
   Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности I_p:
   

Так как I_P = 6,5% < 7%, то тип рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь.

2. 
   Определяем разновидность пылевато-глинистого грунта по консистенции I_L:
   

Так как I_L= 1,29 > 1, то разновидность рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – супесь текучая.

3. 
   Определяем коэффициент пористости e:
   

4. 
   Определяем условно - расчётное сопротивление R₀ рассматриваемого грунта:
   

Так как е = 0,7 = 0,7, то для рассматриваемого пылевато-глинистого грунта (супеси текучей) условно-расчётное сопротивление грунта не нормируется.

Слой 4: Пылевато-глинистый грунт

Удельный вес грунта, γ₂= 19,8кН/м³

Удельный вес твердых минеральных частиц, γ_s = 27 кН/м³

Природная влажность грунта, W = 25%

Влажность грунта на границе текучести, W_L = 37%

Влажность грунта на границе раскатывания, W_P = 22%

Глубина отбора монолита, Н = 8м

Средняя мощность слоя, h = 3,96м

1. 
   Определяем тип пылевато-глинистого грунта по показателю (числу) пластичности I_p:
   

Так как 7% < I_P = 15% < 17%, то тип рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – суглинок.

2. 
   Определяем разновидность пылевато-глинистого грунта по консистенции I_L:
   

Так как 0 < I_L= 0,2 < 1, то разновидность рассматриваемого пылевато-глинистого грунта – суглинок полутвёрдый.

3. 
   Определяем коэффициент пористости e:
   

4. 
   Определяем условно - расчётное сопротивление R₀ рассматриваемого грунта:
   

Так как 0,6 < е=0,76 < 0,8, то для рассматриваемого пылевато-глинистого грунта (суглинок полутвёрдый) условно-расчётное сопротивление грунта определяется методом интерполяции.

Вид глинистого грунта	Коэффициент пористости, е	R0 (кПа) при консистенции грунта
		IL=0	IL=1
Суглинки	0,5	300	250
	0,7	250	180
	1,0	200	100

Для е=0,76:





Для е=0,76иI_L=0,2:

5. 
   Вывод:
   

Исследуемый слой грунта представляет собой суглинок полутвердый.

Условно-расчетное сопротивление R₀=224,8кПа.

Слой 5: Песчаный грунт

Удельный вес грунта: γ₅= 20,6кН/м³

Удельный вес твердых минеральных частиц: γ_s = 27 кН/м³

Природная влажность грунта: W = 22,2%

Глубина отбора монолита: H = 12м

Средняя мощность слоя:  h = 5,37м

1. 
   Определяем вид песчаного грунта по гранулометрическому составу:
   

Вес частиц крупнее 2 мм → 0% (нет)

Вес частиц крупнее 0,5 мм → 0% (нет)

Вес частиц крупнее 0,25 мм → 62% (0+62)

Вес частиц крупнее 0,1 мм → 82% (62+20)

Т.к. вес частиц крупнее 0,25 мм составляет  82,0 % (что более 75%) то рассматриваемый вид песчаного грунта – песок средней крупности.

2. 
   Определяем плотность сложения песчаного грунта по коэффициенту пористости e:
   

Т.к. е= 0,6 < 0,75, то разновидность рассматриваемого песчаного грунта – песок средней крупности средней плотности.

3. 
   Определяем разновидность песчаного грунта по степени влажности S_r:
   

Т.к. 0,8 ˂ S_r = 0,999 < 1, то рассматриваемый грунт – песок средней крупности средней плотности, насыщенный водой.

4. 
   Определяем условно-расчетное сопротивление R_o рассматриваемого грунта:
   

Для песка средней крупности, средней плотности насыщенного водой условно-расчетное сопротивление составит R₀ =400 кПа.

Выводы:

1. 
   Исследуемая территория относится к условно благоприятной для строительства в связи с залеганием слабых грунтов (слои 1, 2, 3) в активной зоне нагрузок от фундаментов сооружения.
   
2. 
   Разведанная толща грунта до глубины 12м неоднородная, в её составе выделено 5 инженерно-геологических слоёв.
   
3. 
   Физико-механические свойства грунтов приведены в сводной таблице.
   
4. 
   Гидрогеологические условия исследуемой площадки строительства в целом характеризуются наличием водоносного горизонта, приуроченного к ________________ и вскрытого тремя скважинами  на глубине ______________м.
   
5. 
   Ввиду малой прочности ИГС-1, ИГС-2, ИГС-3, не рекомендуется их использование в качестве естественного основания для фундаментов.
   
6. 
   Для проектирования фундаментов мелкого заложения рекомендуется рассмотреть искусственное основание в виде песчаной подушки.
   
7. 
   Выполнить расчет свайного фундамента и рассмотреть его в качестве основного для проектируемого жилого дома.
   

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов строительной площадки.

Таблица 1.

N п/п	Наименование ИГС	γ	γs	W	Ip	IL	Sr	ϕ	c	R0
		кН/м3	кН/м3	%	%	-	-	град	кПа	кПа
1	Растительный слой, насыпь	15,8	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь текучая	20	26,8	25,8	-	-	-	16	8	-
3	Супесь текучая	19,8	26,8	25,4	6,5	1,29	-	15	9	-
4	Суглинок полутвёрдый	19,8	27	25	15	0,2	-	17	16	224,8
5	Песок средней крупности и плотности, насыщенный водой	20,6	27	22,2	-	-	0,999	31	-	400

Рисунок 1. Геологический разрез участка строительства.

3. 
   Определение расчетных нагрузок на фундаменты.
   

Расчет оснований и фундаментов производится по расчетным нагрузкам, которые определяются как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты. При проектировании ленточных фундаментов расчет ведется для одного метра его длины и определяется ширина подошвы фундамента. Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения ведется по II группе предельных состояний по деформациям. При проектировании и расчете свайных фундаментов, определяется число свай, исходя из несущей способности одиночной сваи. Расчет свайных фундаментов ведется по I группе предельных состояний по несущей способности.

Расчетная нагрузка, действующая по обрезу фундамента, для здания с подвалом определяется по формуле:



Где:

nи n' - коэффициенты перегрузок, принимаемые в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования»; для расчета фундаментов по II группе предельных состояний по деформациям n = n'= 1,0; для расчета фундаментов по I группе предельных состояний по несущей способности n = 1,1; n'= 1,4;

n_c - коэффициент сочетания постоянных и временных нагрузок, принимаемый в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования»; n_c = 0,9;

N_n - постоянная нагрузка на ленточный фундамент от стены «А» или на столбчатый фундамент от колонны «Б»;

N_nn - постоянная нагрузка на ленточный фундамент или на столбчатый фундамент от конструкций подвала;

N_в - временная нагрузка на ленточный фундамент от стены «А» или на столбчатый фундамент от колонны «Б»;

N_вn- временная нагрузка на ленточный фундамент или на столбчатый фундамент от подвала;

Определяем нагрузки, действующие по обрезу фундамента, для расчета фундаментов мелкого заложения по II группе предельных состояний по деформациям.

Расчетная нагрузка на ленточный фундамент:



Расчетная нагрузка на столбчатый фундамент:



Определяем нагрузки, действующие по обрезу фундамента, для расчета свайных фундаментов по I группе предельных состояний по несущей способности.

Расчетная нагрузка на ленточный фундамент:



Расчетная нагрузка на столбчатый фундамент:



Расчетные нагрузки, действующие по обрезу фундамента

Проверка:

4. 
   Определение глубины заложения ленточного фундамента под наружную и внутреннюю стены 9-этажного жилого дома.
   

Глубина заложения подошвы фундамента «FL» должна определяться с учетом назначения, конструктивных особенностей сооружения, нагрузок и воздействий на основание, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений, а также оборудования, геологических условий площадки строительства, гидрогеологических условий, глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов.

Конструктивные особенности здания, влияющие на глубину заложения фундаментов:

1. 
   Наличие подвала под всей площадью здания;
   
2. 
   Относительная отметка пола подвала -2,2м;
   
3. 
   Высота цокольной части здания (превышение отметки пола первого этажа над планировочной отметкой) 0,6м;
   
4. 
   Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, +10^оС;
   
5. 
   Место строительства - г. Владимир;
   
6. 
   Грунтовые условия строительной площадки указаны на рис.2 и в табл.1;
   
7. 
   Уровень подземных вод находится на глубине ____ м от планировочной отметки.
   

Рисунок 2. Инженерно-геологический разрез (схема).

Определяем глубину заложения подошвы фундамента, исходя из конструктивных особенностей здания. В здании с подвалом заглубление подошвы фундаментов ориентировочно назначаем на 0,6м (общая толщина подушки 0,3м и пола подвала 0,2м) ниже отметки пола подвала.

Глубину заложения фундамента определяем по формуле:



Где:

d_е - размер от чистого пола подвала до пола первого этажа; d_e = 2,2м;

h_s- величина заглубления подошвы фундамента от низа пола подвала; h_s = 0,3м;

h_cf - толщина принятой конструкции пола подвала; h_cf = 0,2м;

h_ц - высота цокольной части здания; h_ц = 0,6м;



Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов определяется по формуле:



Где:

d₀ - величина, зависящая от вида грунта. Для глин d₀ = 0,3м;

M_t- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в районе строительства; для г. Владимир M_t = 35,6;



Расчетная глубина сезонного промерзания для глины в районе строительства г. Владимир определяется по формуле:



Где:

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. Для наружных фундаментов отапливаемых сооружений k_h = 0,6;

d_fn - нормативная глубина сезонного промерзания грунтов; d_fn = 1,79м;



Полученное значение расчетной глубины сезонного промерзания грунта зависит от инженерно-геологических условий, а также района строительства.

Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента по наибольшей величине из найденных значений (расчетной глубине сезонного промерзания и глубине заложения подошвы фундамента, исходя из конструктивных особенностей). Так как глубина заложения подошвы фундамента, исходя из конструктивных особенностей здания, d = 2,1м больше расчетной глубины сезонного промерзания грунта d_f = 1,07м, то окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента 2,1м.

Принимаем планировочную отметку DL (161.0).

Абсолютная отметка глубины заложения фундамента FL (158.9).

Рисунок 3. Определение глубины заложения подошвы фундамента в здании с подвалом.

5. 
   Определение размеров подошвы фундамента мелкого заложения.
   
6. 
   Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
   
7. 
   Расчет столбчатого фундамента под внутренний каркас здания.
   
8. 
   Проектирование песчаной подушки.
   

1. 
   Расчет свайного фундамента 7-этажного жилого дома.
   
2. 
   Расчет ленточного фундамента под наружную стену здания.
   
3. 
   Расчет отдельно стоящего свайного фундамента под внутренний каркас здания.
   

9. 
   Расчет свайного фундамента под наружную стену здания по II группе предельных состояний (по деформациям).
   
10. 
    Расчет осадок фундаментов
    

Расчет осадок свайного фундамента под наружную стену здания методом послойного суммирования (СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»).

Список литературы