Реферат: Основания и фундаменты 2. Фундаменты реферат

Реферат - Фундаменты и их конструктивные решения Фундаменты

Фундаменты и их конструктивные решения

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим её на основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности, технологичности устройства и экономичности. Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется обрезом фундамента. Нижняя плоскость фундаментса, непосредственно соприкасающиеся с основанием, называется подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Если основание состоит из мелкозернистого грунта (песка мелкого или пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта; её назначают не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала. В непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее о,5 м, считая от природного уровня грунта при планировке подсыпкой, и от планировочной отметки при планировке участка срезкой.

По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн; столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а в ряде случаях и под стены; сплошные , представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также не достаточно прочных грунтах в основании; свайные в виде отдельных погружённых в грунт стержней для передачи через них на основание нагрузок от здания.

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жёсткие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не возникают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жёстких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон. ^ Ленточные фундаменты По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену и простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50…150 мм. Однако прямоугольное сечение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путём её уширения.

Теоретической формой сечения фундамента в этом случае является трапеция. Устройство таких трапецеидальных фундаментов связано с определёнными трудозатратами, поэтому практически такие фундаменты в зависимости от расчётной ширины подошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы с соблюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине принимают 20…25 см, а по высоте соответственно- 40…50 см. По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные.

Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м- из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина – от 015 до 0,25 м. Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фундаментов требует проведения опалубочных работ. Кладку бутовых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором). Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением его в толщу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более одной трети ширины фундамента. Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного индустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать работы. Бутовые и бутобетонные фундаменты весьма трудоёмкие при возведении, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом. Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления, которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительство уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева.

^ Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 50…150 мм, которая тщательно должна быть утрамбована. Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм . Вертикальные колодцы, образующие торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6…10 мм. Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки шириной 300 мм, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной от 780 до 2380 мм. В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм. При такой конструкции прочность материала фундамента используется полнее и в результате получается экономия бетона. Этой же цели соответствует устройство так называемых прерывистых фундаментов, в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3…0,5 м друг от друга. Промежутки между ними заполняют песком. ^ Столбчатые фундаменты При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов применяют 2,5…3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками.

Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных-0,6 на 0,6 м; бетонных-0,4 на 0,4 м. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4…5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5…0,6м). Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий.

^ Сплошные фундаменты.

Их возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания. Для выравнивания неравномерностей осадки от воздействия нагрузок, передаваемые через колонны каркасных зданий, в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрёстные ленточные фундаменты. Их выполняют из железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту.

При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Сплошные фундаменты устраивают также в том случае, если пол подвала испытывает значительный подпор грунтовых вод. В практике строительства под инженерные сооружения (телевизионные башни, дымовые трубы и др.) применяют сплошные фундаменты коробчатого типа.

^ Свайные фундаменты

Используют их при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение естественного основания экономичности или технически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения. Кроме того, эти фундаменты применяют и для зданий, возводимых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет получить более экономичное решение. По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями-стойками, а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называют висячими.

^ По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте. Железобетонные сваи изготавливают сплошные квадратного (от 250 на 250 до 400 на 400мм) и прямоугольного (250 на 300мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3…6 м. Трубчатые сваи могут быть с заострённым концом или с открытым.

Деревянные сваи во избежание их быстрого загнивания используют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготавливают из хвойных пород диаметром в верхнем отрубе не менее 180мм; кроме того, ствол деревянной сваи необходимо покрыть битумными или дегтевыми мастиками для предотвращения их загнивания. Для защиты сваи от размочаливания при забивке на верхний конец её надевают стальной бугель, а на нижний –стальной башмак.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. По верху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетонным ростверком, который может быть сборным или монолитным. При деревянных сваях ростверк выполняют также из дерева.

Выбор того или иного вида фундамента определяется в результате технико-экономического сравнения по основным показателям.

www.ronl.ru

Реферат - Основания и фундаменты

Основания и фундаменты

Содержание

Введение

1. Грунтовые условия строительной площадки

1.1 Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-82

1.2 Физико-механические характеристики грунтов

1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)

2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании

2.1 Глубина заложения фундамента

2.2 Определение размеров подошвы фундамента

2.2.1 Стена по оси «А» без подвала

2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала

2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом

2.4 Расчет деформации оснований. Определение осадки

2.4.1 Фундамент по оси «Б»

2.4.2 Фундамент по оси «В»

2.5. Конструирование фундаментов мелкого заложения

2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала

2.7 Выводы по варианту фундаментов мелкого заложения

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

3.1 Определение величин и невыгодных сочетаний нагрузок, действующих на фундамент в уровне поверхности земли или отметки верха ростверка

3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний

3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента).

3.5 Расчет осадок свайных фундаментов

3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа

3.7 Заключение по варианту свайных фундаментов

4. Рекомендации по производству работ и устройству гидроизояции

Заключение по проекту

Список использованной литературы

Введение

Цель данного курсового проекта – проектирование и расчет фундаментов для химического корпуса со стенами из стеновых панелей, внутренний каркас из сборных ж/б колонн с продольным расположением ригелей.

Размеры в плане 27х36 м.

Здание имеет подвал в осях В-Г. Отметка пола подвала – 3 м.

Отметка пола первого этажа 0.00 м на 0.15 м выше отметки спланированной поверхности земли.

Место строительства – поселок Кировский заданы отметки природного рельефа – 38,2м и уровня грунтовых вод 34,8м .

Также известны инженерно-геологические условия, физические характеристики грунтов и их гранулометрический состав.

В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.

Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров и выбор вариантов фундаментов, расчет оснований по деформациям, расчет осадки.

Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай и расчетный отказ.

Слой 1- Насыпь

Характеристики не определяются

2-й слой Пылевато-глинистый

· класс – нескальный грунт

· группа – осадочный несцементированный

· подгруппа – обломочный пылевато-глинистый

· тип – определяется по числу пластичности:

· вид – не определяется т.к. включения отсутствуют

· разновидность – определяется по показателю текучести:

— Супесь пластичная

· коэффициент пористости

· Вывод: Супесь, пластичная.

3-й слой Песчаный

· класс – нескальный грунт

· группа – осадочный несцементированный

· подгруппа – обломочный песчаный

· тип – песок Средней крупности

· вид – определяется по коэффициенту пористости:

-Средней плотности

· разновидность – определяется по степени влажности:

· -влажный

· засоленность – не определена.

Вывод: песок средней крупности, средней плотности, влажный.

4-й слой Пылевато-глинистый

· класс – нескальный грунт

· группа – осадочный несцементированный

· подгруппа – обломочный пылевато-глинистый

· тип – определяется по числу пластичности:

– значит глина

· вид – не определяется т.к. включения отсутствуют

· разновидность – определяется по показателю текучести:

· — глина полутвердая

· Коэффициент пористости

Вывод: глина полутвердая.

Физико-механические характеристики грунтов

1 Слой- насыпь.

2 Слой- супесь пластичная.

e=0.6

E=20 МПа

φn =25

cn =14 кПа

3 Слой- песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой.

e=0.65

Sr =0.98

φn =35

cn =1 кПа

Е=30 Мпа

4 Слой- глина полутвердая

e=0.8

Il =0.095

cn =73.2 кПа

φn =20.4

E=25.6 МПа

Таблица 1. — Физико-механические свойства грунтов

№ слоя	Мощность слоя м	Отметка подошвы слоя м	Полное наименование грунта	Физические характеристики	Механические характеристики
r г/см3	rS г/см3	w	e	Sr	WL	WP	IP %	IL %	cn КПа	jn град	Е МПа
1	0.5	36,6	Насыпь	1,6	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	3.9	33,4	Супесь пластичная	1,99	2,72	0.17	0.6	-	0,2	0,14	6	0,5	14	25	20
3	4,6	28,6	Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой.	2	2,67	0.24	0.65	0,98	-	-	-	-	1	35	30
4	7.2	21,4	Глина полутвердая	1,93	2.72	0.28	0.8	-	0.46	0.25	21	0.27	50,5	18,5	19,5

Строительная площадка имеет спокойный рельеф с абсолютной отметкой 38,2м. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием слоев. Наблюдается согласное залегание пластов с малым уклоном (i=1-2%). Грунтовые воды залегают на абсолютной отметке 34,8м т.е. на глубине 3,4 от поверхности, и принадлежат к второму слою.

Послойная оценка грунтов:

1-й слой – насыпь, толщиной 1,6 м – как основание не пригоден.

2-й слой – супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить вполне хорошим естественным основанием, R0=262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.

3-й слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой, толщиной 4.8 м. По модулю деформации Е=30 МПа малосжимаем и может служить хорошим естественным основанием, R0=400 кПа следовательно песок прочный

4-й слой – глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести ( IL =0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемый- не пригоден как естественное основание. По прочности R0=273кПа среднепрочный.

2.1 Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундаментов назначается в результате совместного рассмотрения инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание.

Различают нормативную dfn и расчетную df глубину промерзания грунтов.

Нормативная глубина промерзания dfn – это среднее ( за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке.

здесь:

· d0– теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта (для супесей 0.28)

· Mt – сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.( для поселка Кировский –71,7)

Расчетная глубина промерзания:

kh – коэффициент влияния теплового режима здания.

Для фундаментов в бесподвальной части здания при t=18 градусов:

для части здания с подвалом при t=5 градусов:

df =0.7*2,37=1.659м

Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается с учетом уровня подземных вод dw

В нашем случае dw =3,4 м

в части здания без подвала: df + 2м =3.896м, что >3,4 м

в части здания с подвалом: df +2м =3.659м, что >3,4 м

глубину заложения фундамента принимаем не менее df .

Размеры подошвы фундаментов подбираются по формулам сопротивления материалов для внецентренного и центрального сжатия от действия расчетных нагрузок.

При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку:

Рср ≤ R

Рmax ≤1.2R

Pmin >0

R – расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности.

gC1 и gC2 – коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3

gC1 = 1.2 – для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылева- то-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.

0,25< IL £ 0,5

gC2 = 1.1

К = 1.1 – т.к. прочностные характеристики грунта ( с и j) приняты по таблицам СНиП.

Mg Mg Mc – коэффициенты зависящие от jII

Kz =1 т.к. b – ширина подошвы фундамента < 10 м.

gII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

(gII )1 – то же, залегающих выше подошвы фундамента.

сII – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

Среднее давление по подошве ф-та:

; ;

N0– нагрузка на фундамент

N0=(Nn +Nвр ) gf; gf =1

gmt – среднее значение удельного веса грунта и бетона.

А – площадь подошвы фундамента

для ленточного А= b×1м

для столбчатого А=b2 м

В данном курсовом проекте для определения размеров подошвы фундамента использован графоаналитический метод решения.

2.2.1 Стена по оси «А» без подвала

Нагрузки:

N0=1400 кН

Т0=130 кН

М0=200 кНм

d=1.8м; Р =1400/b2 + 20×1.8=1400/b2 + 36 = f1 (b)

P	b
1436	1
386	2
191,5	3
123,5	4

Расчетное сопротивление:

Mg =0,78

Mg =4,11

Mc =6,67

Принимаем фундамент ФВ8-1 2700х2400 мм.

bтр = 2,4 м, принимаем b=3м.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

R(2,7)= =313,8 кПа

Pср =230кПа

Pcp <R

Pmax £1.2R; 350,4<376,5

Pmin >0; 109,3>0

Недогруз 26 %, ни чего не меняем т. к. при других размерах подошвы фундамента не выполняется неравенство Рmax ≤1.2R.

2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала

Нагрузки:

N0=2700 кН

Т0=110 кН

М0=190 кНм

d=1,8 м; db =0 м

Р =2700/b2 + 20×1,8=2700/b2 + 36 = f1 (b)

P	b
2736	1
711	2
336	3
204,75	4

Расчетное сопротивление:

Mg =0,78

Mg =4,11

Mc =6,67

]

bтр = 3,1м, принимаем b=3,6м, фундамент ФВ11-1 3600х3000мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

Pср =286,1 кПа

Pcp <R ;286,1<357,4

Pmax £1.2R; 346<357,4·1.2

Pmin >0; 226,32>0

R=1.2·(15,6·3,6+214,7)=357,4; P<R; 286,1<357,4

Недогруз 19%

2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом

d1 – глубина заложения фундамента, приведенная от пола подвала

d1 = hs + hcf ×gcf /gII1

hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.

hcf – толщина конструкции пола подвала (0.15м)

gcf – расчетное значение удельного веса пола подвала(22 кH/м3 )

d1 =1,8+0,15·22/16,4=2м

db – глубина подвала

Нагрузки:

N0=2200 кН

Т0=80 кН

М0=170 кНм

d1 =2 м; db =4,8 м

Р =2200/b2 + 20×4,8=2200/b2 +96 = f1 (b)

P	b
1073	1,5
646	2
340,4	3
233,5	4

Расчетное сопротивление

кН/м3

град

Mg =1,68

Mg =7,71

Mc =9,58

bтр = 1,6м, принимаем b=2,1м, фундамент ФВ4-1 2100х1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800х500мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

; ;

Pср =617,7кПа

Pcp <R

Pmax £1.2R; 1036<1.2·1033,5

Pmin >0; 336>0

R=1.2·(33,6·2,1+790,7)=1033,5; P<R; 617,7<1033,5

Недогруз 40 %, ни чего не изменяем т. к. принятые колонны имеют сечение 0,8х0,5 м, а это наименьший фундамент для таких колонн.

2.4. Расчет деформации оснований. Определение осадки.

Осадка оснований S, с использованием расчетной схемы линейно-деформируемоей среды определяется методом послойного суммирования:

где:

b — безразмерный коэффициент = 0.8

szpi – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.

hi и Ei – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

n – число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.

Для рассмотрения разности осадок возьмем бесподвальную часть здания, сравним осадки фундаментов под внешней и внутренней стенами.

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

где:

№	Высота слоя, м	Удельный вес грунта, кН/м3	szgi, кН/м2	sобщ, кН/м2
1
2	1,8	19,9	35,82	35,82
3	1,4	10,75	15,05	50,87
4	4,8	10,08	48,38	147,64
5	σzw -6.2м	10	62	209,64
6	7,2	19,3	138,96	348,6

gi – удельный вес i-го слоя грунта .

Нi – толщина i-го слоя.

szg0– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

szg0=0,2γ2 +γ1 ·h2 =4+25.6=29,6 кН/м2

Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

szp =P0×a, где:

P0 = Pcp — szg0 — дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фундамента.

P0 =286,1-29,6=256,5 кПа

a — коэффициент, принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины

hi = 0.4b = 0.4×3,3 =1,3м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×szg0) и f(szp ) — Сжимаемая толщина Нс =7м, szp =21,88кПа

Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа

szg = к75,132Па

0.2×szg = 15,02кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя	hi	Еi	σzp кров.	σzp под.	σzp сред.	σ
1	1,3	20000	256,5	210,84	233,67	0,0122
2	1,3	20000	210,84	120,55	165,70	0,0086
3	0,4	20000	120,55	111,73	116,14	0,0019
4	1,3	30000	111,73	62,82	87,28	0,0030
5	1,3	30000	62,82	40,27	51,55	0,0018
6	1,3	30000	40,27	27,74	34,01	0,0012
0,0286

S = 2,86 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

2.4.2 Фундамент по оси «В»

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

где:

№	Высота слоя, м	Удельный вес грунта, кН/м3	szgi, кН/м2	sобщ, кН/м2
1
2	1,8	19,9	35,82	35,82
3	1,4	10,75	15,05	50,87
4	4,8	10,08	48,38	147,64
5	σzw -6.2м	10	62	209,64
6	7,2	19,3	138,96	348,6

gi – удельный вес i-го слоя грунта .

Нi – толщина i-го слоя.

szg0– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

szg0=76,47 кН/м2

Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента :

szp =P0×a, где:

P0 = Pср — szg0 — дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фунадмента.

P0 = 617,7 –76,47=541,23 кПа

hi = 0.4b, где b – ширина фундамента

hi = 0.4×2,1 = 0,8 м

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×szg0) и f(szp ) — Сжимаемая толщина Нс = 4,8 м szp =39,94 кПа

Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа

szg = 147,64кПа

0.2×szg =29,53кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя	hi	Еi	σzp кров.	σzp под.	σсред.	S
1	0,8	30000	541,23	437,314	489,27	0,0104
2	0,8	30000	437,314	335,021	386,17	0,0103
3	0,8	30000	335,021	153,168	244,09	0,0065
4	0,8	30000	153,168	101,751	127,46	0,0034
5	0,8	30000	101,751	72,525	87,14	0,0023
6	0,8	30000	72,525	52,229	62,38	0,0017
0,0346

В связи с отсутствием данных о последующих слоях вычислить осадку в этих слоях не возможно, однако исходя из того, что осадка в слое №14 мала, осадкой последующих слоев можно пренебречь.

S = 0.0346 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании.

где:

DS – разность осадок фундаментов в здании

L – расстояние между этими фундаментами

(3,46-2,89)/600 = 0.00095 < 0.002 – условие выполнено

Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно.

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -1800 мм.

-по оси «Б» (в бесподвальнй части здания) – сборный под колонны ФВ10-1 3,3х3м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки –1800 мм.

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-1 2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

-по оси «Г» (в подвальной части здания) – ленточный, сборный. Плиты железобетонные Ф16; блоки фундаментные марки – ФС 6. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -3450 мм.

2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала

Характеристики грунта

1. Нормативные:

γn =19,9 кН/м3

φn =25 град

Cn =14 кПа

2. Расчетные:

γ1 =γn /γq =19.9/1.05=18.95 кН/м3

φ1 =φn /φq =25/1.15=21.70

С1 =Сn /Cq =14/1.5=9.3 кПа

3. Засыпка:

γ11 =γ1 х0,95=8,95х0,95=17,97 кН/м3

φ11 =φ1 х0,9=21,7х0,9=19,53 0

С11 =С1 х0,5=9,3х0,5=4,65 кПа

Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала

σа =σаφ +σас +σaq

σаφ =γ11 ·z·λа

λа =tg2=0.49

σаφ =17.97·0.49·2=17.61 кН/м2

σас =

σaq =1.2qн ·λa =1.2·0.49·10=5,88 кН/м2

2.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения

Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.

В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:

свайный фундамент в «кусте» ( для внутренних колонн по оси Б)

Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.

3.1.1. Определение нагрузок.

Нагрузки собираются по I и II предельному состоянию:

I-е пр. сост. где: gf =1.2

II-е пр. сост. где: gf =1

для «куста» по оси Б

N01 =2700·1.2=3240 kH

N011 =2700·1=2700 kH

3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.

В.Р.=-3,15 м

hр =1,5 м

Н.Р.=-4,65 м.

3.1.3.Выбираем железобетонную сваю С 7-30.

Тип –висячая, с упором в слой полутвердой глины

Вид- забивная

С квадратным сечением 0,3х0,3 м, длиной 7м.

где:

gс – коэффициент условий работы свай в грунте.(1)

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа)

A – площадь поперечного сечения сваи.(0.09 м2 )

u – наружный периметр поперечного сечения сваи(1.2 м)

fi – расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа)

gcr =1; gcf =1 – коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.

Nc =Fd /gk, где: gk =1.4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи

N	hi	gcfi	zi	fi	gcf ·hi· fi
1	0,4	1	4,6	23,2	9,28
2	1,6	1	5,6	57,2	91,52
3	1,6	1	7,2	60,4	96,64
4	1,6	1	8,8	63,2	101,12
5	2,05	1	10,625	55,2	113,16

Fd =1·(1·3600·0.09+1,2·401,72)=806kH

Расчетнаянагрузка:

Nc = Fd /γk =806/1.4=575,76kH

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний

3.3.1. Число свай

где:

NcI – нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.

Nc – принятая расчетная нагрузка

— коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента

=9 – для «куста»

d – размер стороны сечения сваи = 0.3 м

hp – высота ростверка от уровня планировки до подошвы

gmt (20 кН/м3 )– осредненный удельный вес материала ростверка и грунта на уступах.

1.1– коэффициент надежности

Принимаем число свай равное шести.

3.3.2 Уточнение размеров ростверка в плане

Принимаем прямолинейное расположение свай в фундаменте, расстояние между ними – необходимый минимум 3d (0.9м), расстояние от грани ростверка до грани сваи: с0=0,3d+0.05=0.14м

Расстояние от центра сваи до края ростверка:

0.5d + c0= 0.15 + 0.14 =0.29 м.

Общий габарит ростверка: bp = 3d + 2c0= 0.9 + 2×0.28 = 1.46м.

lр =2·3d+2c0=1,8+2·0,28=2,36м.

Принимаем размеры ростверка в плане 1,5х2,5м.

3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента)

φ1 =25 град h2 =0.4м

φ2 =35 град h3 =4.8м

φ3 =18,5 град h4 =2,05м

φср /4=29,78/4=7,44о

Ширина условного фундамента:

где:

b — расстояние между осями крайних свай

d – размер поперечного сечения сваи

l – расстояние от острия сваи до уровня, с которого происходит передача давления боковой поверхностью сваи на грунт.

by =2·tg(29,78/4)·7,25+0.9+0.3=3,1

Ay =by2 =3.12 =9.61

Условие прочности :

Py < Ry

Ry – расчетное сопротивление грунта условного фундамента

Py — расчетная нагрузка

Py = ( NoII + NfII + NgII +NcII ) / Ay

NfI1 =Vрос* ·γбет ·1,1=(1,5·1.2·1.2-0.9·0.8·0.5+0,3·2,5·1,5)·25·1,1=90,34кН

NgI1 =Vгр ·γгр ·1,2=(2.9·0.275·1.2+0.813·6.2·2+2·1.5·0.95·6.2)·1.2·19,9=713 кН

NcII =97,88кН

NoII =2700кН

Ру =(2700+97,88+713+90,34)/9,61=374,7kH/м2

Ру <R; 374,7<734

Условие прочности выполнено

Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

№	Высота слоя, м	Удельный вес грунта, кН/м3	szgi, кН/м2	sобщ, кН/м2
1
2	1,8	19,9	35,82	35,82
3	1,4	10,75	15,05	50,87
4	4,8	10,08	48,38	147,64
5	σzw -6.2м	10	62	209,64
6	7,2	19,3	138,96	348,6

gi – удельный вес i-го слоя грунта .

Нi – толщина i-го слоя.

szg0– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg – для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

szg0=248,24 кН/м2

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

szp =P0×a, где:

P0 = Pср — szg0 — дополнительное вертикальное давление на основание

Рср – среднее давление под подошвой фундамента.

P0 =617,7–248,24 =369,46 кПа

hi = 0.4b = 0.4×2,5 = 1м

N слоя	Hi	zi		i	zp =P0·
0,00	1	369,460
1	1	1	0,80	0,86	317,736
2	1	2	1,60	0,5628	207,932
3	1	3	2,40	0,3578	132,193
4	1	4	3,20	0,2375	87,747
5	1	5	4,00	0,1658	61,256

Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×szg0) и f(szp ) — Сжимаемая толщина Нс =4,6 м szp = 70кПа

szg = 324 кПа

0.2×szg = 64.8 кПа – условие выполнено

Аналитическая проверка: szp = 0.2×szg ± 5 кПа =64,8±5 условие выполнено

Расчет осадки:

hi	Еi	σzp кров.	σzp под.	σzp сред.	S
1	19500	369,46	317,74	343,60	0,018
1	19500	317,74	207,93	262,84	0,013
1	19500	207,93	132,93	170,43	0,009
1	19500	132,19	87,74	109,97	0,006
1	19500	87,75	61,26	74,51	0,004
0,049

S = 0.049×0.8 = 0.039 м =3,9 см

Осадка не превышает допустимые 8 см.

3.6 Подбор оборудования для погружения свай. Определение расчетного отказа

Глубина погружения сваи Sa от одного удара молота или от работы вибропогружателя в течение 1 минуты называется отказом.

Определяется по формуле:

где: h = 1500 кПа – для ж/б свай

gg = 1

x2 = 0.2 – коэффициент восстановления

М =0,8 — коэффициент зависящий от грунта под концом сваи.

Еd =1,75·a·N – расчетная энергия удара молота

Еd = 1.75×25×575,76 = 25189,5 Дж=25,2 кДж

N = 575,76 кН – расчетная нагрузка на сваю.

Выбираем паро-воздушный молот одиночного действия СССМ-570:

расчетная энергия удара 27 кДж

масса молота 2,7 т

масса ударной части 1,8т

Высота подъема цилиндра 1,5м

условие применимости:

m1 = 27 кН – масса молота

m2 = 15,9 кН — вес сваи

m3 = 0.3 кН – масса подбабка

km = 5

<km =5- условие выполнено

Заключение по варианту свайных фундаментов

Назначаем свайные фундаменты из забивных свай по ГОСТ 19804.1-79*

квадратного сечения 0,3х0,3м, длиной 7м. Марка сваи С 7-30, несущая способность Fd =806кН. Ростверки монолитные железобетонные высотой 1,5м. Несущий слой-глина полутвердая с IL =0.27. Оборудование для погружения — паро-воздушный молот одиночного действия ССС-570 с Еd =25.2 кДж. Расчетный отказ-0,004м.

3.7 Рекомендации по производству работ и устройству гидроизоляции

Земляные работы должны выполнятся комплексно-механизированным способом в соответствии со СНиП 3.02.07-87. Ширина по дну траншеи с учетом ширины конструкции фундаментов и необходимостью спуска людей с добавлением 0,6м.

Наружную поверхность фундаментов, стен подвала покрывают двумя слоями горячего битума.

Выполнив курсовой проект я научился рассчитывать как фундаменты мелкого заложения, так и свайные фундаменты.

После проведенных расчетов как основной вариант принимаем фундаменты мелкого заложения:

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки -4800 мм.

Как второй вариант строительства можно принят свайный фундамент, со сваями длиной 7м марки С7-30.

1. Механика грунтов, основания и фундаменты( методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 1202) ДВГТУ 1984. г.Владивосток

2. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990

3. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат 1988

www.ronl.ru

Реферат - Основания и фундаменты 2

--PAGE_BREAK--4 Слой- глина полутвердая e=0.8

Il=0.095

cn=73.2 кПа

φn=20.4

E=25.6 МПа

--PAGE_BREAK--1.3 Оценка грунтовых условий (заключение по стройплощадке)

Послойная оценка грунтов:

1-й слой – насыпь, толщиной <metricconverter productid=«1,6 м» w:st=«on»>1,6 м – как основание не пригоден.

2-й слой – супесь, пластичная. Толщина слоя <metricconverter productid=«3.9 м» w:st=«on»>3.9 м. Модуль деформации Е=20 МПа указывает на то, что данный слой среднесжимаем и может служить вполне хорошим естественным основанием, R=262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.

3-й слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой, толщиной <metricconverter productid=«4.8 м» w:st=«on»>4.8 м. По модулю деформации Е=30 МПа малосжимаем и может служить хорошим естественным основанием, R=400 кПа следовательно песок прочный

4-й слой – глина полутвердая, мощность <metricconverter productid=«7.2 м» w:st=«on»>7.2 м. По показателю текучести ( IL=0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемый- не пригоден как естественное основание. По прочности R=273кПа среднепрочный. 2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании 2.1 Глубина заложения фундамента

Различают нормативную dfnи расчетную df глубину промерзания грунтов.

Нормативная глубина промерзания dfn– это среднее ( за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке. <img width=«227» height=«28» src=«ref-1_1579905353-442.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034"> здесь:

· d– теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта (для супесей 0.28)

· Mt– сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.( для поселка Кировский –71,7)

Расчетная глубина промерзания: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1579905795-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035"> kh– коэффициент влияния теплового режима здания.

Для фундаментов в бесподвальной части здания при t=18 градусов:

для части здания с подвалом при t=5 градусов:

df=0.7*2,37=1.659м

В нашем случае dw=3,4 м

в части здания без подвала: df+ 2м =3.896м, что ><metricconverter productid=«3,4 м» w:st=«on»>3,4 м

в части здания с подвалом: df+2м =3.659м, что ><metricconverter productid=«3,4 м» w:st=«on»>3,4 м

глубину заложения фундамента принимаем не менее df.

2.2 Определение размеров подошвы фундамента

При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку: Рср ≤ R

Рmax≤1.2R

Pmin>0 R– расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности. <img width=«410» height=«49» src=«ref-1_1579905994-875.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> gC1 и gC2– коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3

gC1= 1.2 – для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылева- то-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.

0,25< IL £0,5

gC2= 1.1 К = 1.1 – т.к. прочностные характеристики грунта ( с и j) приняты по таблицам СНиП.

MgMgMc– коэффициенты зависящие от jII

Kz=1 т.к. b– ширина подошвы фундамента < <metricconverter productid=«10 м» w:st=«on»>10 м.

gII– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

(gII)1 – то же, залегающих выше подошвы фундамента.

сII– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

Среднее давление по подошве ф-та: <img width=«89» height=«43» src=«ref-1_1579906869-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">; <img width=«113» height=«24» src=«ref-1_1579907145-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">; <img width=«72» height=«44» src=«ref-1_1579907379-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> N– нагрузка на фундамент N=(Nn+Nвр) gf; gf=1 gmt– среднее значение удельного веса грунта и бетона.

А – площадь подошвы фундамента

для ленточного А= b×1м

для столбчатого А=b2м

продолжение --PAGE_BREAK--2.2.1 Стена по оси «А» без подвала

Нагрузки: <img width=«109» height=«43» src=«ref-1_1579907607-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

N=1400 кН

Т0=130 кН

М0=200 кНм

d=1.8м; Р=1400/b2 + 20×1.8=1400/b2 + 36 = f1(b)

1436

386

191,5

123,5

Расчетное сопротивление: <img width=«101» height=«25» src=«ref-1_1579908516-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

Mg=0,78

Mg =4,11

Mc =6,67

257,64

332,52

Принимаем фундамент ФВ8-1 2700х2400 мм.

bтр= <metricconverter productid=«2,4 м» w:st=«on»>2,4 м, принимаем b=3м.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента <img width=«137» height=«44» src=«ref-1_1579909846-349.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

R(2,7)= <img width=«136» height=«21» src=«ref-1_1579912515-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">=313,8 кПа

Pср=230кПа

Pcp<R

Pmax£1.2R; 350,4<376,5

Pmin>0; 109,3>0

<img width=«204» height=«44» src=«ref-1_1579912780-466.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054"> Недогруз 26 %, ни чего не меняем т. к. при других размерах подошвы фундамента не выполняется неравенство Рmax≤1.2R.

2.2.2 Стена по оси «Б» без подвала

Нагрузки: <img width=«109» height=«43» src=«ref-1_1579907607-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">

N=2700 кН

Т0=110 кН

М0=190 кНм

d=1,8 м; db=0 м

Р =2700/b2+ 20×1,8=2700/b2+ 36 = f1(b)

2736

711

336

204,75

Расчетное сопротивление: <img width=«97» height=«24» src=«ref-1_1579914443-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">

Mg=0,78

Mg =4,11

Mc =6,67

<img width=«312» height=«44» src=«ref-1_1579915737-604.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">]

257,64

332,52

bтр= 3,1м, принимаем b=3,6м, фундамент ФВ11-1 3600х3000мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента

Pср=286,1 кПа

Pcp<R;286,1<357,4

Pmax£1.2R; 346<357,4·1.2

Pmin>0; 226,32>0

R=1.2·(15,6·3,6+214,7)=357,4; P<R; 286,1<357,4

<img width=«213» height=«44» src=«ref-1_1579919296-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> Недогруз 19%

продолжение --PAGE_BREAK--2.2.3 Стена по оси «В» с подвалом

<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_1579900958-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">d1– глубина заложения фундамента, приведенная от пола подвала

d1 = hs+ hcf×gcf/gII1

hs– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м.

hcf– толщина конструкции пола подвала (0.15м)

gcf– расчетное значение удельного веса пола подвала(22 кH/м3)

d1=1,8+0,15·22/16,4=2м

db– глубина подвала

Нагрузки: <img width=«109» height=«43» src=«ref-1_1579907607-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">

N=2200 кН

Т0=80 кН

М0=170 кНм <img width=«255» height=«51» src=«ref-1_1579913518-738.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">

d1=2 м; db=4,8 м

Р =2200/b2+ 20×4,8=2200/b2+96 = f1(b)

1073

1,5

646

340,4

233,5

Расчетное сопротивление <img width=«55» height=«24» src=«ref-1_1579921040-153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074"> кН/м3

<img width=«56» height=«24» src=«ref-1_1579921193-152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">град

Mg=1,68

Mg =7,71

Mc =9,58

948,8

1110

bтр= 1,6м, принимаем b=2,1м, фундамент ФВ4-1 2100х1800мм, это наименьший фундамент подходящий под колонны сечением 800х500мм.

Проверка с учетом пригруза на выступах фундамента <img width=«137» height=«44» src=«ref-1_1579909846-349.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">

Pср=617,7кПа

Pcp<R

Pmax£1.2R; 1036<1.2·1033,5

Pmin>0; 336>0

R=1.2·(33,6·2,1+790,7)=1033,5; P<R; 617,7<1033,5

<img width=«215» height=«44» src=«ref-1_1579926051-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> Недогруз 40 %, ни чего не изменяем т. к. принятые колонны имеют сечение 0,8х0,5 м, а это наименьший фундамент для таких колонн. 2.4. Расчет деформации оснований. Определение осадки.

Осадка оснований S, с использованием расчетной схемы линейно-деформируемоей среды определяется методом послойного суммирования: <img width=«136» height=«70» src=«ref-1_1579926539-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">

где:

b— безразмерный коэффициент = 0.8

szpi– среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения на верхней и нижней границах слоя по вертикали проведенной через центр подошвы фундамента.

hiи Ei– соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта.

n– число слоев, на которые разбита сжимаемая толщина основания.

продолжение --PAGE_BREAK--2.4.1 Фундамент под стену по оси «Б» Эпюра напряжений от собственного веса грунта:

<img width=«136» height=«70» src=«ref-1_1579926919-331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087"> где:

№

Высота слоя, м

Удельный вес грунта, кН/м3

szgi, кН/м2

sобщ, кН/м2

1,8

19,9

35,82

1,4

10,75

15,05

50,87

4,8

10,08

48,38

147,64

σzw-6.2м

209,64

7,2

19,3

138,96

348,6

gi– удельный вес i-го слоя грунта .

Нi– толщина i-го слоя.

szg– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

szg=0,2γ2+γ1·h2=4+25.6=29,6 кН/м2

Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg– для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента:

szp=P×a, где: P0 = Pcp— szg0 — дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фундамента.

P0 =286,1-29,6=256,5 кПа

a— коэффициент, принимаемый по таблице СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины <img width=«48» height=«41» src=«ref-1_1579927250-170.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">

hi = 0.4b = 0.4×3,3 =1,3м <img width=«394» height=«265» src=«ref-1_1579927420-5294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089"> Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×szg) и f(szp) — Сжимаемая толщина Нс=7м, szp=21,88кПа

Аналитическая проверка: szp= 0.2×szg±5 кПа

szg = к75,132Па

0.2×szg= 15,02кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя

Еi

σzp кров.

σzp под.

σzp сред.

1,3

20000

256,5

210,84

233,67

0,0122

1,3

20000

210,84

120,55

165,70

0,0086

0,4

20000

120,55

111,73

116,14

0,0019

1,3

30000

111,73

62,82

87,28

0,0030

1,3

30000

62,82

40,27

51,55

0,0018

1,3

30000

40,27

27,74

34,01

0,0012

0,0286

S= <metricconverter productid=«2,86 см» w:st=«on»>2,86 см

Осадка не превышает допустимые <metricconverter productid=«8 см» w:st=«on»>8 см.2.4.2 Фундамент по оси «В»

Эпюра напряжений от собственного веса грунта: <img width=«136» height=«70» src=«ref-1_1579926919-331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">

где:

№

Высота слоя, м

Удельный вес грунта, кН/м3

szgi, кН/м2

sобщ, кН/м2

1,8

19,9

35,82

1,4

10,75

15,05

50,87

4,8

10,08

48,38

147,64

σzw-6.2м

209,64

7,2

19,3

138,96

348,6

gi– удельный вес i-го слоя грунта .

Нi– толщина i-го слоя.

szg– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы

szg=76,47 кН/м2

Строим вспомогательную эпюру 0.2×szg– для дальнейшего определения сжимаемой толщи основания.

Определим напряжение от внешней нагрузки, т.е. от фундамента: szp=P×a, где: P0 = Pср— szg0 — дополнительное вертикальное давление на основание

Р – среднее давление под подошвой фунадмента.

P0 = 617,7 –76,47=541,23 кПа

hi= 0.4b, где b– ширина фундамента

hi= 0.4×2,1 = <metricconverter productid=«0,8 м» w:st=«on»>0,8 м <img width=«440» height=«320» src=«ref-1_1579933215-6753.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092"> Сжимаемую толщу основания определяем графически – в точке пересечения графиков

f(0.2×szg) и f(szp) — Сжимаемая толщина Нс= <metricconverter productid=«4,8 м» w:st=«on»>4,8 мszp=39,94 кПа

Аналитическая проверка: szp= 0.2×szg±5 кПа

szg = 147,64кПа

0.2×szg=29,53кПа – условие выполнено

Расчет осадки:

N слоя

Еi

σzp кров.

σzp под.

σсред.

0,8

30000

541,23

437,314

489,27

0,0104

0,8

30000

437,314

335,021

386,17

0,0103

0,8

30000

335,021

153,168

244,09

0,0065

0,8

30000

153,168

101,751

127,46

0,0034

0,8

30000

101,751

72,525

87,14

0,0023

0,8

30000

72,525

52,229

62,38

0,0017

0,0346

S= <metricconverter productid=«0.0346 см» w:st=«on»>0.0346 см

Осадка не превышает допустимые <metricconverter productid=«8 см» w:st=«on»>8 см.

Необходимо проверить разность осадок фундаментов в здании. <img width=«79» height=«41» src=«ref-1_1579939968-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093"> где: DS– разность осадок фундаментов в здании

L– расстояние между этими фундаментами

(3,46-2,89)/600 = 0.00095 < 0.002 – условие выполнено

Величины осадок различных фундаментов в здании допустимы, разность осадок также в норме, следовательно фундаменты подобраны верно. продолжение --PAGE_BREAK--2.5 Конструирование фундаментов мелкого заложения

После проведенных расчетов принимаем фундаменты:

-по оси «А»( в бесподвальной части здания) – сборный под колонны ФВ8-1 2,7х2,4м Глубина заложения фундамента от планировочной отметки <metricconverter productid="-1800 мм" w:st=«on»>-1800 мм.

-по оси «В» (в подвальной части здания) – сборный под колонны ФВ4-1 2,1х1,8м. Глубина заложения фундамента от планировочной отметки <metricconverter productid="-4800 мм" w:st=«on»>-4800 мм.

2.6 Определение активного давления грунта на стену подвала Характеристики грунта

1. Нормативные:

γn=19,9 кН/м3

φn=25 град

Cn=14 кПа

2. Расчетные:

γ1=γn/γq=19.9/1.05=18.95 кН/м3

φ1=φn/φq=25/1.15=21.70

С1=Сn/Cq=14/1.5=9.3 кПа

3. Засыпка:

γ11=γ1х0,95=8,95х0,95=17,97 кН/м3

φ11=φ1х0,9=21,7х0,9=19,53 0

С11=С1х0,5=9,3х0,5=4,65 кПа

Построение эпюры активного давления грунта на стену подвала

σа=σаφ+σас+σaq

σаφ=γ11·z·λа

λа=tg2<img width=«68» height=«51» src=«ref-1_1579940207-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">=0.49

σаφ=17.97·0.49·2=17.61 кН/м2

σас=<img width=«305» height=«48» src=«ref-1_1579940473-843.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">

σaq=1.2qн·λa=1.2·0.49·10=5,88 кН/м22.7 Заключение по варианту фундаментов мелкого заложения Несмотря на немаленькие недогрузки все фундаменты рациональны и на свайный фундамент переходить нет необходимости, так как залегающие грунты вполне пригодны и для такого варианта фундаментов.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов

В данном проекте необходимо произвести расчет для свайного фундамента:

свайный фундамент в «кусте» ( для внутренних колонн по оси Б) Выбор типа, вида, размеров свай и назначение габаритов ростверков Рассчитываем свайный фундамент под стену «В» с подвалом.

3.1.1. Определение нагрузок.

Нагрузки собираются по Iи IIпредельному состоянию:

I-е пр. сост. <img width=«84» height=«27» src=«ref-1_1579941316-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096"> где: gf=1.2

II-е пр. сост. <img width=«91» height=«27» src=«ref-1_1579941529-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> где: gf=1

для «куста» по оси Б

N1=2700·1.2=3240 kH

N11=2700·1=2700 kH

3.1.2. Назначаем верхнюю и нижнюю отметки ростверка.

В.Р.=-<metricconverter productid=«3,15 м» w:st=«on»>3,15 м

hр=1,5 м

Н.Р.=-<metricconverter productid=«4,65 м» w:st=«on»>4,65 м.

3.1.3. Выбираем железобетонную сваю С 7-30.

Тип –висячая, с упором в слой полутвердой глины

Вид- забивная

С квадратным сечением 0,3х0,3 м, длиной 7м.

продолжение --PAGE_BREAK--3.2 Определение несущей способности и расчетной нагрузки свай

где:

gс– коэффициент условий работы свай в грунте.(1)

R– расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи.(3600 кПа)

A– площадь поперечного сечения сваи.(<metricconverter productid=«0.09 м2» w:st=«on»>0.09 м2)

u– наружный периметр поперечного сечения сваи(<metricconverter productid=«1.2 м» w:st=«on»>1.2 м)

fi– расчетное сопротивление i-го слоя (по боковой поверхности сваи, кПа)

gcr=1; gcf=1 – коэффициенты условий работы грунта, соответственно, под нижним концом сваи и учитывающий влияние способа погружения на расчетное сопротивление грунта.

Nc=Fd/gk, где: gk=1.4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Определение сопротивления грунта по боковой поверхности сваи

<img width=«213» height=«73» src=«ref-1_1579941751-605.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> Fd=1·(1·3600·0.09+1,2·401,72)=806kH

Расчетнаянагрузка:

Nc= Fd/γk=806/1.4=575,76kH

3.3 Определение числа свай в свайном фундаменте и проверки по 1 группе предельных состояний

3.3.1. Число свай <img width=«391» height=«49» src=«ref-1_1579942961-799.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">где: NcI– нагрузка на фундамент в уровне поверхности земли.

Nc– принятая расчетная нагрузка

<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1579943760-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"> — коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента

<img width=«15» height=«15» src=«ref-1_1579943760-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">=9 – для «куста»

d– размер стороны сечения сваи = <metricconverter productid=«0.3 м» w:st=«on»>0.3 м

hp– высота ростверка от уровня планировки до подошвы

gmt(20 кН/м3)– осредненный удельный вес материала ростверка и грунта на уступах.

1.1– коэффициент надежности

Принимаем число свай равное шести.3.3.2 Уточнение размеров ростверка в плане Принимаем прямолинейное расположение свай в фундаменте, расстояние между ними – необходимый минимум 3d(0.9м), расстояние от грани ростверка до грани сваи: с0=0,3d+0.05=0.14м

Расстояние от центра сваи до края ростверка:

0.5d+ c= 0.15 + 0.14 =0.29 м.

Общий габарит ростверка: bp= 3d+ 2c= 0.9 + 2×0.28 = 1.46м.

lр=2·3d+2c=1,8+2·0,28=2,36м.

Принимаем размеры ростверка в плане 1,5х2,5м.

3.4 Проверка напряжений в свайном основании по 2 группе предельных состояний (по подошве условного свайного фундамента) φ1=25 град h2=0.4м

φ2=35 град h3=4.8м

φ3=18,5 град h4=2,05м

φср/4=29,78/4=7,44о Ширина условного фундамента: <img width=«240» height=«44» src=«ref-1_1579944775-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104"> где:

b- расстояние между осями крайних свай

d– размер поперечного сечения сваи

l– расстояние от острия сваи до уровня, с которого происходит передача давления боковой поверхностью сваи на грунт.

by=2·tg(29,78/4)·7,25+0.9+0.3=3,1

Ay=by2=3.12=9.61

Условие прочности :

Py< Ry

Ry– расчетное сопротивление грунта условного фундамента

Py — расчетная нагрузка Py= ( NoII+ NfII+ NgII+NcII) / Ay

NfI1=Vрос*·γбет·1,1=(1,5·1.2·1.2-0.9·0.8·0.5+0,3·2,5·1,5)·25·1,1=90,34кН

NgI1=Vгр·γгр·1,2=(2.9·0.275·1.2+0.813·6.2·2+2·1.5·0.95·6.2)·1.2·19,9=713 кН

NcII=97,88кН

NoII=2700кН

Ру=(2700+97,88+713+90,34)/9,61=374,7kH/м2

Ру<R; 374,7<734 Условие прочности выполнено

продолжение --PAGE_BREAK--

www.ronl.ru

Фундаменты и их конструкции

Содержание1. Фундаменты и их конструкции 2

2. Ленточный фундамент 3

3. Столбчатый фундамент 4

4. Сплошной фундамент 5

5. Свайный фундамент 6

6. Список литературы 10 Фундаменты и их конструкцииФундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим его на основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности и экономичности.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называют поверхностью фундамента или обрезом, а нижнюю его плоскость, непосредственно соприкасающуюся с основанием, - подошвой фундамента

Поскольку ремонт или замена некачественно выполненного фундамента связаны как с финансовыми, так и трудовыми затратами, ошибки при выборе конструкции фундамента недопустимы.

Высота фундамента – это расстояние между обрезом и подошвой.

Глубина заложения фундамента - расстояние между планировочной отметкой поверхности земли до подошвы. При этом необходимо учитовать глубину промерзания грунта.

По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, столбчатые, сплошные, свайные.Ленточные фундаменты.

По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железо-бетонные. На рис. 4.7 показан ленточный фундамент из бутового камня и бутобетона.Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фундаментов требует проведение опалубочных работ. Кладку бутовых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов.

Бутобетонные фундаменты состоят из бетона с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более 1/3 ширины фундамента.

Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления.Столбчатые фундаменты.

Столбчатые фундаменты используют при незначительных нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов целесообразно заменять на столбчатые. Столбчатые фундаменты имеют вид отдельных опор, устраиваемых под стены, столбы или колонны.

Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными.

Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундамента - 4 - 5 м, когда устройство ленточного непрерывного фундамента невыгодно вследствие большого его объема и, следовательно, большого расхода материалов. Столбы перекрывают сборными железобетонными балками, на которых возводят стены. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры здания.

Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5- 0,6 м.Сплошные фундаменты.

Сплошные фундаменты (фундаментные плиты) применяют при неравномерной сжимаемости грунтов, слабых, разрушенных, размытых, насыпных грунтах, необходимости защиты от высоких грунтовых вод или значительном увеличении нагрузки от веса здания. Их выполняют из монолитного железобетона. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Под инженерные сооружения применяю сплошные фундаменты коробчатого типа.Свайные фундаменты.

Свайные фундаменты состоят из отдельных свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Свайные фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки.

Сваи различаются по материалу, методу изготовления и погружения в грунт, характеру работы в грунте.

По материалу сваи бывают деревянные, бетонные, железобетонные, асбестоцементные, стальные и комбинированные.

По методу изготовления и погружения в грунт сваи бывают забивные, погружаемые в грунт в готовом виде, и буронабивные, изготавливаемые непосредственно в грунте.

В зависимости от характера работы в грунте различают два вида свай: сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки своими концами опираются на прочный грунт, например, скальную породу и передают на него нагрузку. Их применяют, когда глубина залегания прочного грунта не превышает возможной длины сваи. Свайные фундаменты на сваях-стойках практически не дают осадки. Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи.

А) Висячие сваи

Б) Сваи-стойки

1 - плотный известняк;

2 - суглинок илистый пластичный;

3 - ил;

4 - илистый песок;

5 - торф;

6 - растительный слой;

7 - ростверк.Деревянные сваи дешевые, но недолговечны, поскольку они быстро загнивают, находясь в грунте с переменной влажностью.

Деревянные сваи изготавливают из хвойных пород: сосны, кедра, лиственницы, реже из дуба. Диаметр деревянной сваи в тонком конце должен быть не менее 18 см. Нижний конец сваи заостряют на длину, равную 1,5-3 диаметра бревна, и на него надевают стальной наконечник — башмак, предохраняющий заостренный конец сваи от разрушения во время его погружения в грунт. На верхний конец сваи надевают стальное кольцо - бугель, предохраняющий древесину от раскалывания и размочаливания во время ударов молота.

Железобетонные сваи чаще всего бывают квадратного сечения с заостренным концом и со стальным башмаком или обоймой на обратной стороне сваи. Железобетонные "сваи могут быть с ненапрягаемой и предварительно напряженной арматурой". Железобетонные сваи долговечны и способны выдерживать значительные нагрузки. Расстояния между осями свай определяется расчетным способом.

Сваи устанавливают двумя способами : забивают в грунт ( забивные сваи из металлических, асбестоцементных труб, деревянных столбов ), либо используют специально пробуренные в грунте скважины диаметром 200 - 300 мм, вставляют вертикальную арматуру и заполняют монолитным бетоном

(буронабивные сваи). Размеры забивных железобетонных свай приведены в таблице.

Тип свай и характер армирования	Сечение, см	Длина, м
Сплошные, с напряженной арматурой	30 35 40	3-12 8-16 13- 60
Сплошные, с поперечной ненапрягаемей арматурой	30 35 40	3-16 8-20 13-60
Сплошные, без поперечного армирования	25 30	5 - 8 3 - 9
Составные, с поперечным армированием	30 35 40	14-20 14-35 14- 26
С круглой полостью	25; 30; 40	3 - 8

Перед забивкой выполняют разметку свайного поля с использованием геодезических приборов, рулеток. Для этого устраивают обноски с продольными и поперечными рядами свай, в качестве которой служит натянутый шнур или тонкая - проволока, натянутая в виде сетки осей свайного основания. Опуская отвес в местах пересечения осей, находят центр свай, которые помечают вбитыми в землю колышками с указанием порядкового номера сваи.

Существуют следующие основные схемы забивки свай:

рядовая, секционная и две спиральных (от краев к середине в обычных условиях, от середины к краям при плотном грунте).

Недостатком забивных свай является динамическое воздействие на людей и здания, поэтому были разработаны безударные способы погружения готовых свай.

Существуют вибрационный способ, способ вдавливания, вибровдавливании, винтовой, погружение свай с подмывом, электроосмос.

Вибрационным способом обычно погружают полые сваи и стальной шпунт, поскольку такие конструкции свай при погружении встречают меньшее сопротивление грунта. В зависимости от массы свай используют низкочастотные (400 колебаний в минуту) или высокочастотные погружатели (1500 колебаний в минуту). Последние применяются при погружении свай небольшой массы. Вибрационный способ наиболее эффективен при несвязных водонасышенных грунтах.

Способ вдавливания коротких свай (до 6 м) более безопасен для окружающих сооружений, чем вибрационный и виброударный способы. Однако в плотных грунтах перед вдавливанием необходимо бурить лидирующие скважины небольшого диаметра.

При вибровдавливании свая погружается от комбинированных воздействий вибрации и статической нагрузки. Этот способ более эффективен, чем простое вдавливание.

Винтовые сваи изготавливают стальными или комбинированными: нижняя винтовая часть - стальная; верхняя - железобетонная. Такие сваи применяются в качестве фундаментов и анкеров при строительстве мачт, линий электропередачи, радиосвязи и т. п.

С подмывом под давление воды не менее 0,5 МПа могут погружаться сваи-стойки, если нет опасности осадки близлежащих сооружений. Расположение подмывных трубок бывает центральным или боковым. Центральное расположение более предпочтительно, поскольку при боковом расположении подмывные трубки часто повреждаются и заполняются грунтом. В связи с размывом грунта под пятой сваи за 1-1,5 м до проектной отметки подмыв прекращают, дальше сваю погружают без подмыва.

Электроосмос используют при погружении свай в плотные глинистые грунты. После кратковременного воздействия постоянного тока у стенок погружаемой сваи-катода собирается грунтовая вода, понижаются силы трения между сваей и грунтом. Список литературы

1. Буга П.Г. Гражданские – промышленные и сельскохозяйственные здания. 1987г., стр. 27-35

2. www.hou.ru

3. www.framebuild.ru

4. www.zabivkasvai.ru

www.coolreferat.com