У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

вариантов фундаментов8 2

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-13

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 11.4.2025

Содержание

Содержание 1

1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки 1

1.1. Исходные данные и размещение здания 1

1.2. Вычисление дополнительных характеристик 3

1.3. Определение расчетного сопротивления грунта основания 5

1.4. Выводы 7

2. Разработка вариантов фундаментов 8

2.1. Расчёт фундамента на естественном основании 8

2.1.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента 8

2.1.2. Расчёт по прочности грунта основания 8

2.1.3. Проверка фундамента по деформациям 9

2.1.4. Расчёт по прочности материала фундамента. 11

2.1.5. Расчёт технико-экономических показателей 12

2.2. Расчёт фундамента на забивных железобетонных сваях 13

2.2.1. Определение глубины заложения подошвы ростверка 13

2.2.2. Выбор типа, длины и марки сваи. 13

2.2.3. Определение расчётного сопротивления сваи 14

2.2.4. Расчёт и конструирование ростверка 15

2.2.5. Проверка прочности ростверка 16

2.2.6. Расчёт осадки свайного фундамента 17

2.2.7. Расчёт технико-экономических показателей 19

2.3. Расчёт фундамента на искусственном основании 20

2.3.1. Выбор материала подушки 20

2.3.2. Определение глубины заложения подошвы фундамента 20

2.3.3. Определение расчётного сопротивления грунта основания 21

2.3.4. Расчёт по прочности грунта основания 21

2.3.5. Расчёт по деформациям 23

2.3.6. Проверка прочности фундамента 24

2.3.7. Расчёт технико-экономических показателей 25

2.4. Выводы 26

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Исходные данные и размещение здания

В соответствии с заданием, требуется запроектировать фундамент для сварочного цеха в городе Петрозаводске. План и разрез здания, составленные по заданию, приведены на рисунке ниже.

Рисунок 1. План сварочного цеха.

Рисунок 2. Поперечный разрез здания.

Размещение здание на участке строительства производится, исходя из требования, по которому здание должно в возможно меньшей степени испытывать неравномерные осадки.

Рисунок 3. Размещение здания в пределах площадки строительства.

Согласно принятому размещению здания на площадке строительства, принимаем геологический разрез по скважинам 4-2 в качестве расчетного для оценки инженерно-геологических условий площадки строительства.

Рисунок 4. Геологический разрез по скважинам 4-2-5.

На рисунке: 16 – песок серовато-жёлтый пылеватый, 3 – глина коричневато-серая, пылеватая, ленточная, 5 – суглинок серый, пылеватый с линзами песка и гравия.

Таблица 1. Расчётные характеристики физико-механических свойств грунта

Номер грунта	Наименование грунта	Для расчёта по 1 группе пред. состояний	Для расчёта по 2 группе пред. состояний	Уд. вес тв. частиц грунта γS, кН/м3	Влажность, W	Предел текучести, WL	Предел раскатывания, WP	Коэффициент фильтрац., kф, см/с	Модуль деформации E, кПа
Уд. вес грунта γ1, кН/м3	Угол внутр. трения φ1	Сцепление с1, кПа	Уд. вес грунта γ2, кН/м3	Угол внутр. трения φ2	Сцепление с2, кПа
16	Песок пылеватый	16.3	24	-	19.0	28	-	26.8	0.29	-	-	2.2×10-4	11000
3	Глина	15.5	12	10	18.1	14	14	26.9	0.39	0.46	0.27	2.2×10-8	4000
5	Суглинок	16.1	15	21	19.0	18	28	26.6	0.31	0.41	0.27	4.3×10-7	12000

Вычисление дополнительных характеристик

Удельный вес скелета грунта
1. Песок: .
  1. Глина: .
    1. Суглинок: .
  2. Коэффициент пористости:
    1. Песок: . Следовательно, в соответствии с табл. 1 [1] песок является рыхлым.
    2. Глина: .
    3. Суглинок: .
  3. Объем пор:
    1. Песок: .
    2. Глина: .
    3. Суглинок: .
  4. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:
    1. Песок: .
  5. Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению:
    1. Песок: .
    2. Глина: .
    3. Суглинок: .

Степень влажности грунта:
1. Песок: . Следовательно, согласно [1] песок явялется водонасыщенным.
  1. Глина: .
    1. Суглинок: .
  2. Число пластичности:
    1. Глина: . Следовательно, грунт является глиной.
    2. Суглинок: . Следовательно, грунт является суглинком.
  3. Показатель текучести:
    1. Глина: . Глина находится в мягкопластичном состоянии.
    2. Суглинок: . Суглинок находится в тугопластичном состоянии.
  4. Коэффициент относительной сжимаемости:
    1. Песок: , где , а - коэффициент Пуассона для песка.
    2. Суглинок: , где , а - коэффициент Пуассона для суглинка.
    3. Глина: , где , а - коэффициент Пуассона для суглинка.

Определение расчетного сопротивления грунта основания

Величина расчётных сопротивлений при ширине подошвы фундамента определяются по формуле:

, где

- коэффициенты, принимаемые по табл. 3 [2] и равные 1.1 и 1.2 соответственно для песка, 1.25 и 1.2 соответственно для глины;

поскольку принимаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;

поскольку ;

- глубина заложения фундамента;

- расчётное значение удельного сцепления грунта;

, , - коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [2] в зависимости от ;

- средневзвешенное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента.

Таблица 2. Значения коэффициентов , , для грунтов.

Грунт
Песок	28	0.98	4.93	7.4
Глина	14	0.29	2.17	4.69
Суглинок	18	0.43	2.73	5.31

Таблица 3. Значения величин , для расчетных точек в грунте.

№ точки	, кН/м3	, кПа
1	17.27	134.69
2	17.71	176.73
3	16.59	219.23
4	11.60	462.76
5	11.79	358.55
6	13.98	564.75

Рисунок 5. Эпюра расчётных сопротивлений грунта.

Выводы

На основании проведённых расчётов и оценке инженерно-геологических условий площадки, можно утверждать, что на данной площадке возможно строительство данного промышленного здания. При этом наиболее целесообразным видится применение фундаментов на естественном основании ввиду сложности возведения свайного фундамента из-за наличия мощного пласта песка. В качестве несущего слоя грунта целесообразно принять песок, чтобы избежать больших затрат на устройство глубокого котлована. Песок находится в рыхлом, водонасыщенном состоянии вследствие чего возможно развитие больших осадочных деформаций. Окончательный вывод о возможности устройства фундамента на естественном основании можно сделать лишь после проведения необходимых расчётов.

Разработка вариантов фундаментов

Расчёт фундамента на естественном основании

Определение глубины заложения подошвы фундамента

Нормативная глубина сезонного промерзания для г. Петрозаводска составляет 1.4м. Расчётное значение глубины промерзания определится:

С учётом конструктивных размеров фундамента принимаем заложение фундамента на глубине: . Расчётное сопротивление грунта на этой глубине составляет . Расчёт будем производить для наиболее нагруженного фундамента №2.

Расчёт по прочности грунта основания

Расчётная комбинация усилий для этого фундамента будет:

Требуемая площадь подошвы фундамента:
.
1. Принимаем размеры подошвы, руководствуясь табл. 2.1 [3]:
  .
  Фактическая площадь подошвы фундамента:
  .
  1. Давление подошвы фундамента на грунт:
    ,
    где .
  2. Проверка прочности по грунту:
    , где: и .
  3. Конструкция фундамента:

Рисунок 6. Конструкция фундамента.

Проверка фундамента по деформациям

Выполняется методом послойного суммирования.

Таблица 4. К расчёту осадки фундамента

Грунт	№ точки	, см	, кПа				, кПа	, кПа	, кПа
Песок	0	0	30.74		0	1.000	196.26	44.159	11000
1	117	40.17	0.975	0.775	152.101
69.475
2	237	51.26	1.975	0.421	82.626
35.916
3	357	62.35	2.975	0.238	46.71
16.09
4	462	72.05	3.85	0.156	30.62
Глина	10.41	4000
5	582	140.27	4.85	0.103	20.21

Рисунок 7. Определение осадок фундамента послойным суммированием.

Природное напряжение на уровне подошвы фундамента:
.
1. Дополнительное давление:
  .
  1. Формулы вычисления напряжений в грунте:
    ; .
  2. Осадка фундамента вычисляется:
    .
  3. Проверка осадки фундамента:
    , где - допускаемая осадка для здания с железобетонным каркасом.

Расчёт по прочности материала фундамента.

Проектируется фундамент стаканного типа из бетона класса B12.5. Характеристики бетона:
при эксплуатации бетона в условиях высокой влажности в соответствии с табл. 15 [4];
; .
1. Расчёт на продавливание.
  1. Продавливающая сила:
    , где
    - часть площади подошвы фундамента, находящаяся за пределами нижней грани пирамиды продавливания,
    - реактивное давление грунта от нагрузок 2 группы предельных состояний.
    1. Проверка прочности на продавливание:
      , где
      - коэффициент, принимаемый для тяжёлых бетонов равным 1.0,
      - средняя линия наклонной грани пирамиды продавливания,
      - полезная высота сечения, принятая при толщине защитного слоя 35мм.
  2. В соответствии с п. 8.2.2 [3] расчёт на действие поперечной силы можно не производить поскольку выполняется условие:
    .

Рисунок 8. Расчётная схема для расчёта на продавливание.

Расчёт технико-экономических показателей

При расчёте технико-экономических показателей использовались укрупнённые единичные расценки, приведённые в табл. 3 [5] и прил. 3 [6].
1. Особенности технического решения фундамента и производства работ:
  1. крепление котлована не требуется, принимается уклон откосов 1:1;
    1. водоотлив осуществляется из приямков;
    2. устраивается подстилающий слой из бетона толщиной 100мм.

Таблица 5. Объемы работ и конструкций.

№ п/п	Наименование работ и конструкций	Подсчёт объемов
	Отдельный железобетонный монолитный фундамент под колонну (табл. 2.1 [3])
	Подстилающий слой из бетона толщиной 100мм
	Разработка грунта под фундамент
	Водоотлив при среднем притоке воды, количество мокрого грунта менее 50%

Таблица 6. Стоимость работ по устройству отдельного монолитного фундамента под сборную колонну.

№ п/п	Виды работы, элемент конструкции	Ед. изм.	Кол-во	Стоимость работ, р.	Ссылка
единичная	общая
	Фундамент	м3	4.93	21.00	103.53	Б.II.1 [5]
	Подстилающий слой из бетона	м3	0.8	34.73	27.78	II.2 [6]
	Отрывка грунта	м3	4.93	4.10		А.I.1 [5]
Поправка на мокрый грунт (количество менее 50%)	-	-		-	А.I.3 [5]
	Водоотлив	м3	4.93	1.85	9.12	А.III.1 [5]
	ИТОГО:	165.69

Расчёт фундамента на забивных железобетонных сваях

Определение глубины заложения подошвы ростверка

Подошву ростверка располагаем ниже расчётной глубины промерзания, определённой в п. 2.1. Следовательно, глубина заложения ростверка составит: .

Выбор типа, длины и марки сваи.

Поскольку грунты, в которые будет погружаться свая относятся к сжимаемым по [1], то по характеру статической работы данную сваю можно отнести к сваям трения.
1. Заделку сваи в ростверк принимаем равной .
  1. В качестве несущего слоя грунта принимаем слой №3.
  2. Длина сваи определяется:
    ,
    где - мощности прорезаемых слоёв грунта, расположенных выше несущего;
    - величина заделки сваи в несущий слой.
  3. Руководствуясь табл. 9.1 [3] принимаем сваю С7-30. Размеры поперечного сечения данной сваи: 300×300, длина: 7м, марка бетона: B15, сечение продольной арматуры: 4Ø12 класса А-I.

Определение расчётного сопротивления сваи

По материалу сваи:

где - коэффициент условий работы сваи, принимаемы при размере поперечного сечения сваи равным 1.0;
- коэффициент продольного изгиба, при низком ростверке равен 1.0;
- коэффициент условий работы бетона, равный 1.0 для забивных свай;
- расчётное сопротивление сжатию бетона сваи;
- площадь поперечного сечения сваи;
- расчётное сопротивление арматуры сжатию;
- площадь поперечного сечения арматуры.
1. По грунту:
  
  где - определяется по табл. 9.3 [3];
  - площадь поперечного сечения сваи;
  - периметр поперечного сечения сваи;
  - расчётное сопротивление гранта по боковой поверхности сваи, определяется по табл. 9.4 [3];
  - толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью;
  , - коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи – по табл. 9.5 [3] (принимаем погружение свай дизельными молотами).
  1. Несущая способность сваи определяется:
    ,
    где - коэффициент надёжности, зависящий от способа определения несущей способности сваи (для расчётного метода равен 1.4).

Рисунок 9. Схема к определению несущей способности сваи по грунту.

Расчёт и конструирование ростверка

Условное давление под подошвой ростверка:
.
1. Ориентировочная площадь подошвы ростверка:
  .
  1. Приближённый вес ростверка и грунта на его уступах:
    .
  2. Требуемое число свай:
    .
    Следовательно, принимаем 8 свай.
  3. Проверка давления на сваю
    1. Уточняем вес ростверка:
      .
    2. Уточняем вес грунта на уступах ростверка:
      .
    3. Проверка давления на сваю:
      .

Проверка прочности ростверка

Ростверк конструируется из бетона класса прочности B25 Характеристики бетона:
при эксплуатации бетона в условиях высокой влажности в соответствии с табл. 15 [4];
; .
1. Расчёт на продавливание колонной не требуется поскольку под горизонтальной проекцией подколонника размещены сваи.
  1. Проверка прочности на продавливание угловой сваей:
    
    где , - расстояния от внутренних граней угловой сваи до наружных граней ростверка;
    , - расстояния от плоскостей внутренних граней свай до ближайшей грани подколонника;
    , - коэффициенты, принимаемые по табл. 9.9[3] при и соответственно.
  2. Проверка прочности наклонных сечений ростверка:
    ,
    где - сумма расчётных усилий всех свай, находящихся за пределами наклонного сечения;
    - коэффициент, принимаемый по табл. 4 [1] при ;
    - ширина подошвы ростверка;
    - рабочая высота ростверка (принимается защитный слой бетона 35мм).
  3. Проверка прочности на местное смятие под торцом сваи:
    ,
    где - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия;
    - расчётное сопротивление бетона смятию.

Рисунок 10. Конструкция ростверка

Расчёт осадки свайного фундамента

Осреднённое значение угла внутреннего трения в пределах длины сваи:
.
1. Соответственно, угол α определится:
  .
  Тогда размер от наружных граней крайних рядов свай до границы массива:
  .
  В соответствии с п 9.4.6 [3]: для пылевато-глинистых грунтов с , что соответствует показателю, определённому в п. 1.2. Следовательно, принимаем . Аналогичные рассуждения можно провести и для другой стороны ростверка.
  1. Размеры условного фундамента составят: . Площадь условного фундамента:
  2. Давление на грунт по подошве условного массива:
    ,
    где .
  3. Природное напряжение на уровне подошвы фундамента:
    .
  4. Дополнительное давление:
    .
  5. Формулы вычисления напряжений в грунте:
    ; .
  6. Проверка по деформациям:
    .

Таблица 7. Расчёт осадки свайного фундамента.

Грунт	№ точки	, см	, кПа				, кПа	, кПа	, кПа
Глина	0	0	160	1.21	0	1.000	116	9.86	4000
1	90	176	0.545	0.915	106.14
26.216
2	182	193	1.103	0.689	79.924
Суглинок	37.932	12000
3	342	223	2.073	0.362	41.992

Рисунок 11. Схема к определению осадок свайного фундамента.

Расчёт технико-экономических показателей

Таблица 8. Объёмы работ и конструкций.

№ п/п	Наименование работ и конструкций	Подсчёт объемов
	Железобетонные забивные сваи (табл. 9.1 [3])
	Монолитный железобетонный ростверк
	Земляные работы

Таблица 9. Стоимость работ по устройству отдельного свайного фундамента под сборную колонну.

№ п/п	Виды работы, элемент конструкции	Ед. изм.	Кол-во	Стоимость работ, р.	Ссылка
единичная	общая
	Установка свай	м3	5.04	63	317.52	Б.IV.1 [5]
	Устройство ростверка	м3	1.45	21	30.45	Б.II.1 [5]
	Отрывка грунта	м3	1.45	4.10	5.95	А.I.1 [5]
	ИТОГО:	353.92

Расчёт фундамента на искусственном основании

Выбор материала подушки

В качестве материала для искусственного основания принимаем крупный песок средней плотности сложения в теле подушки.

Коэффициент пористости в этом случае принимаем , руководствуясь табл. 1 [2]. Удельный вест твёрдых частиц грунта принимаем в соответствии с табл. 2 [5].
1. Удельный вес скелета грунта в этом случае:
  ,
  что больше минимально рекомендуемой величины согласно [1].
  1. Удельный вес грунта подушки с учётом взвешивающего действия воды:
    ,
    где - объём пор, вычисляемый по формуле:

Определение глубины заложения подошвы фундамента

Аналогично п. 2.1.1 принимаем глубину заложения подошвы фундамента .

Определение расчётного сопротивления грунта основания

В соответствии с табл. 1 прил. 3 [2] расчётное сопротивление принятого грунта основания применительно к фундаменту, имеющему ширину и глубину заложения , составляет .

Расчёт по прочности грунта основания

Требуемая площадь подошвы фундамента:
.
1. Принимаем размеры подошвы, руководствуясь конструктивными соображениями:
  .
  Фактическая площадь подошвы фундамента:
  .
  1. Давление подошвы фундамента на грунт:
    ,
    где .
  2. Уточнённое значение расчётного сопротивление грунта подушки:
    ,
    где - ширина подошвы фундамента;
    - коэффициент, принимаемый для песчаных оснований (кроме пылеватых песков).
  3. Проверка прочности по грунту:
    .
  4. Природное напряжение на уровне подошвы фундамента:
  5. Дополнительное давление:
    .
  6. Принимаем толщину висячей подушки и проверяем условие прочности по грунту на уровне кровли слабого подстилающего слоя.
    1. Природное напряжение на уровне низа подушки:
      .
    2. Для данных размеров фундамента и толщины подушки коэффициенты η и ζ определяются:
      ;
      .
    3. Дополнительное вертикальное напряжение на уровне низа подушки:
      ,
      где - определяется в зависимости от η и ζ по табл. 6.3 [3].
    4. Площадь подошвы условного фундамента:
      .
      Ширина уловного фундамента:
      .
    5. Величина расчётного сопротивление на уровне кровли слабого слоя
      
      где - средневзвешенное значение удельных весов грунтов, залегающих выше подошвы условного фундамента:
      .
    6. Проверка прочности:
      .

Расчёт по деформациям

Таблица 10. К расчёту осадки фундамента

Грунт	№ точки	, см	, кПа				, кПа	, кПа	, кПа
Грунт подушки	0	0	29.82	1.17	0	1.000	343.18	59.03	35000
1	70	37.03	0.78	0.828	284.15
112.56
2	140	44.24	1.56	0.500	171.59
60.59
3	200	50	2.22	0.323	111
Песок	40.99	11000
4	270	56.89	3	0.204	70.01
22.65
5	340	63.36	3.78	0.138	47.36
13.73
6	410	69.83	4.56	0.098	33.63
5.83
7	457	120.67	5.08	0.081	27.80
Глина	12000

Расчёт производится аналогично приведённому в п. 2.1.3.
1. Осадка фундамента вычисляется по формуле:
  
  где модуль деформативности для грунта подушки принимается в соответствии с прил. 1 [2]
  1. Проверка осадки фундамента:
    , где - допускаемая осадка для здания с железобетонным каркасом.

Рисунок 12. Определение осадок фундамента послойным суммированием.

Проверка прочности фундамента

Проектируемый фундамент стаканного типа из бетона класса B12.5. Характеристики бетона:
при эксплуатации бетона в условиях высокой влажности в соответствии с табл. 15 [4];
; .
1. Расчёт на продавливание не требуется ввиду того, что нижнее основание пирамиды продавливания совпадает с подошвой фундамента
  1. В соответствии с п. 8.2.2 [3] расчёт на действие поперечной силы можно не производить поскольку выполняется условие:
    .

Рисунок 13. Конструкция фундамента.

Расчёт технико-экономических показателей

Таблица 11. Объёмы работ и конструкций.

№ п/п	Наименование работ и конструкций	Подсчёт объёмов
	Отдельный железобетонный монолитный фундамент под колонну (табл. 2.1 [3])
	Песчаная подушка
	Разработка грунта под фундамент
	Водоотлив при среднем притоке воды, количество мокрого грунта менее 50%

Таблица 12. Стоимость работ по устройству отдельного фундамента на песчаной подушке под сборную колонну.

№ п/п	Виды работы, элемент конструкции	Ед. изм.	Кол-во	Стоимость работ, р.	Ссылка
единичная	общая
	Фундамент	м3	2.47	21.00	51.87	Б.II.1 [5]
	Песчаная подушка	м3	78	4.50	351	А.V.1 [5]
	Отрывка грунта	м3	5.38	4.10		А.I.1 [5]
Поправка на мокрый грунт (количество менее 50%)	-	-		-	А.I.3 [5]
	Водоотлив	м3	2.47	1.85	4.57	А.III.1 [5]
	ИТОГО:	435.01

Выводы

По результатам проведённых расчётов можно сделать вывод о том, что наиболее экономически рациональным в условиях данной строительной площадки будет возведение фундамента на естественном основании. Приблизительная стоимость возведения отдельного фундамента под сборную колонну составит 165.69р., в то время как стоимость возведения этого же фундамента с использованием забивных свай составит около 353.92р., а при устройстве фундамента на искусственном основании (песчаной подушке) - 435.01р.

Сравнение вариантов проводилось для фундамента №2 как наиболее нагруженного и типового.

Литература

Ласточкин В.С. Механика грунтов. Основания и фундаменты. (II): м/у по выполнению курсового проекта, Л. 1985.
1. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
  1. Далматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: учебное пособие, М. 1999.
  2. СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции.
  3. Ласточкин В.С. Механика грунтов. Основания и фундаменты. (I): м/у по выполнению курсового проекта, Л. 1985.
  4. Карлов В.Д. Основания и фундаменты: м/у по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта, СПб., 2003.

Министерство образования РФ

СПбГАСУ

Кафедра геотехники

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

проектирование и расчет фундаментов промышленных зданий

Вариант 88

Работу выполнил

Сурков А.В.

Группа 4-П-3 1.

Работу проверил преподаватель

Ланько С.В.

Санкт - Петербург

2013г.

1. Поэзия Николая Алексеевича Некрасова
2. Московский колледж управления и новых технологий RESERCH OF RELIBILITY UGMENTTION OF STORGE ND INFORMTION HIDING BY MENS OF STEGNOGRFY SYSTEMS K
3. Методичні рекомендації до проходження передкваліфікаційної практики для студентів напряму підготовки 6
4. подлечить световую волну следует её какимто образом зафиксировать и обычная фотография для
5. Методика обработки экспериментальных данных
6. Информатика для групп- 2291-11 2291-12 Общие вопросы информатики Информатика предмет и задачи.
7. Сочинский государственный университет в лице ректора Романовой Г
8. Расчет импульсного усилителя
9. традиционный на вере в разум предков; 2 рациональный на вере в собственный разум; 3 харизматический на ве
10. НОВОЙ ДРАМЫ КОНЦА НАЧАЛА В

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе