Курсовая Основания и фундаменты 3

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

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 21.9.2024

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Строительства, Теплогазоснабжения

и Вентиляции

Курсовой проект Курсовой проект защищен

допущен к защите с оценкой

Руководитель Халюк С.С. Руководитель Халюк С.С.

2010г. 2010г.

ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ В Г. С-Петербург

Курсовой проект

по дисциплине «Механика грунтов. Основания и Фундаменты»

КП .ОФ.КГТУ.08-ССТ-5

Нормоконтролер Проект выполнил

студент гр. 08-ССТ-5

2010 г Черников В.А.

Калининград 2010 г.

Содержание.

1.	Исходные данные для проектирования	3
2.	Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки	5
2.1.	Геологические характеристики грунтов	5
2.2.	Определение наименований грунтов	6
2.3.	Определение расчетной и нормативной глубины промерзания	8
3.	Разработка варианта фундамента	9
3.1.	Фундамент на естественном основании	9
3.2.	Фундамент на улучшенном основании	12
3.3.	Свайный фундамент	15
4.	Определение технико-экономических показателей	19
5.	Расчет остальных фундаментов	21
6.	Гидроизоляция и дренаж	23
	Список используемой литературы	24

1.Исходные данные.
Курсовой проект выполняется на основании выданного задания. Задание представляет собой сборочный цех машиностроительного завода в С- Петербурге. Строительство дома ведется на площадке со спокойным, слабохолмистым рельефом. Грунт площадки имеет три слоя, один из которых – верхний насыпной слой не рассматривается. Второй слой представляет собой образец – суглинок. Третий слой представляет собой супесь. Сведения о нагрузках, действующих на обрез фундамента, сведены в таблицу:

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	1-е сочетание
№ схемы	Вариант	№ фунд-та	N₀₁₁, кН	М₀₁₁, кН·м	Т₀₁₁, кН
Схема № 6 Жилой дом	Нечетный	1	420	180	-
		2	390	80	-
		3	300	20	-
		4	500	210	-

Номер грунта	Наименование грунта	Для расчёта по деформациям			Удельный вес твёрдых частиц, g₈, кН/м³	Влажность, W	Предел текучести, W₁₁	Предел раскатывания, W_р	Коэф. Фильтрации, k_ф, см/с	Модуль деформации, Е, кПа
Номер грунта	Наименование грунта	Удельный вес грунта, g₁₁, кН/м³	Угол внутреннего трения, j, град	Сцепление, С₁₁, кПа	Удельный вес твёрдых частиц, g₈, кН/м³	Влажность, W	Предел текучести, W₁₁	Предел раскатывания, W_р	Коэф. Фильтрации, k_ф, см/с	Модуль деформации, Е, кПа
6	Суглинок	18,2	18	20	26,7	0,31	0,39	0,26	2,7*10^-7	9000
11	Супесь	19,2	24	8	26,5	0,22	0,24	0,18	2,1*10^-5	14000

2.Оценка инженерно – геологических

условий и свойств грунта.
2.1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ   ГРУНТОВ.
   Площадка строительства №13 находится в городе С-Петербург и инженерно-геологические условия её освещены тремя выработками: скважина №1, скважина №2, скважина №3, скважина №4, скважина №5.

     Образец №6 - суглинок, для которого известны следующие характеристики:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,7 кН/м³

Влажность W=0,31

Предел текучести W_L=0,39

Предел раскатывания W_р=0,26

Коэффициент фильтрации k_ф=2,7х 10^-7 см/с

Модуль деформации Е=9000 кПа

   Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=18,2 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁₁=18 град

Сцепление С₁₁=20 кПа

   Образец №11 - супесь, со следующими характеристиками:

Удельный вес твердых частиц грунта γ_s=26,5 кН/м³

Влажность W=0,22

Предел текучести W_L=0,24

Предел раскатывания W_р=0,18

Модуль деформации Е=14000 кПа

Коэффициент фильтрации k_ф=2,1х10^-5см/с

   Для расчета по деформациям:

Удельный вес грунта γ₁₁=16,4 кН/м³

Угол внутреннего трения φ₁₁=20град

Сцепление С₁₁=6 кПа
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИМЕНОВАНИЙ ГРУНТОВ.
     Для каждого образца (слоя грунта), залегающего в основании, необходимо определить:

Удельный вес сухого грунта γ_d (кН/м³)

Коэффициент пористости е

Пористость n

Полную влагопроницаемость W_sat

Степень влажности S_r

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γ_sb (кН/м³)

Число пластичности I_p

Показатель текучести I_L

Коэффициент относительной сжимаемости m_v

    Каждый слой грунта рассчитывается по деформациям.

   Суглинок (образец №6)

          Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

      γ_d= γ/(1+W)

      γ_d=18,2/(1+0,31)=23,8 кН/м³

Коэффициент пористости

     е =( γ_s- γ_d)/ γ_d

      е =(26,7 –23,8)/23,8=0,12

        Пористость

         n=e/(1+e)

        n=0,12/(1+0,12)=0,1

         Полная влагонепроницаемость

            W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s ,где γ_W- удельный вес воды; γ_W=10 кН/м³

            W_sat=0,12·10/26,7=0,04

Cтепень влажности

    S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W

    S_r=0,31/0,04=7,75

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=( γ_s- γ_W)/(1+e)

γ_sb=(26,7-10)/(1+0,12)=14,9 кН/м³

Число пластичности

    I_p=W_L-W_p

    I_p=0,39-0,26=0,13

Показатель текучести

    I_L=(W-W_p)/( W_L-W_p)

    I_L=(0,31-0,26)/(0,39-0,26)=0,38

Коэффициент относительной сжимаемости

   m_V=β/E              β =0,52 – для суглинков

   m_V=0,52/9000=5,77х10^-5 1/кПа

     Супесь (образец № 11)

     Расчет по деформациям

Удельный вес сухого грунта

      γ_d= γ/(1+W)

      γ_d=19,2/(1+0,22)=15,7 кН/м³

Коэффициент пористости

    е =( γ_s- γ_d)/ γ_d

     е =(26,5-15,7)/15,7=0,68

Пористость

   n=e/(1+e)

   n=0,68/(1+0,68)=0,4

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s ,где γ_W- удельный вес воды; γ_W=10 кН/м³

W_sat=0,68·10/26,5=0,25

Полная влагонепроницаемость

W_sat=W_max=e· γ_W/ γ_s ,где γ_W- удельный вес воды; γ_W=10 кН/м³

W_sat=0,68·10/26,5=0,25

Cтепень влажности

    S_r=W/W_sat=W· γ_s/ e· γ_W

    S_r=0,22/0,25=0,88

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ_sb=( γ_s- γ_W)/(1+e)

γ_sb=(26,5-10)/(1+0,68)=9,8 кН/м³

Число пластичности

    I_p=W_L-W_p

    I_p=0,24-0,18=0,06

Показатель текучести

    I_L=(W-W_p)/( W_L-W_p)

    I_L=(0,22-0,18)/(0,24-0,18)=0,66

Коэффициент относительной сжимаемости

   m_V=β/E                 β =0,74 – для супесей

   m_V=0,74/14000=5,28х10^-5 1/кПа

Описание грунтов по ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация.»

Суглинок (образец №6) темно-серый, тугопластичный, слабосжимаемый, неводопроницаемый, насыщенный водой.

Супесь (образец №11) желтовато-серая, пластичная, слабоводопроницаемая, слабосжимаемая, насыщенная водой
2.3    Определение расчетной и нормативной

глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта определяется по формуле (2) СНиП 2.02.01-83. Для районов, где глубина промерзания не более 2,5м:df_n=do×ÖM_t,

M_t- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных

       значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимается по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".

do - величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин 0,23м.

M_t=14,6+13,7+7,4+5,6+1,9=43,2 для г. С- Петербург

                        df_n=0,23×Ö43,2=1,52 м.

По карте глубины промерзания в СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" df_n=1,8м для С- Петербурга. Принимаем расчетное второе значение.

    Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3)

СНиП 2.02.01-83: df=k_h×df_n,

k_h - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен, т.к. здание не отапливаемое k_h=0,4.

                         df=0,4×1,8=0,72 м.
3.   РАЗРАБОТКА ВАРИАНТА   ФУНДАМЕНТА.
     Разработку вариантов следует производить для одного наиболее нагруженного фундамента заданного сооружения. В данном случае – фундамент №4

№ схемы	Вариант	№ фунд-та	1-е сочетание
№ схемы	Вариант	№ фунд-та	N₀₁₁, кН	М₀₁₁, кН·м	Т₀₁₁, кН
Схема № 6 Машиностроительный завод	Нечет-ный	4	500	210	-

3.1.Фундаменты на естественном основании.
      Выбор глубины заложения фундамента.

       За относительную отметку ±0,000 принимаем пол первого этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -1,150м.

Глубина заложения   подошвы фундамента от уровня планировки определяется по формуле:

d=d_в+h_f+0,05м,

где d_в – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола   подвала, м ;

       h_f- высота ступеней фундамента, h_f=0,8

d=1,4+0,8+0,05=2,25 м

     Площадь подошвы фундамента и его размеры в плане.

А=N₀₁₁/(R-γ_ср·d);

N₀₁₁- усилие, передаваемое по обрезу фундамента, кН

R=1,25·1,2(0,72·1·1·10,9+3,87·2,25·10,9+6,45·10)/1 = 229 кПа

γ_ср=17 кН/м³

b=680·п.м./(229-17·2,25)=3,56м

Уточняем R при установленной ширине фундамента b=3,56 м

R=1,25·12(0,72·3,56·1·10,9+3,87·2,25·10,9+6,45·10)/1= 259 МПа

b=680·п.м./(259-17·2,25)=3,1 м

     Конструирование веса фундамента и определение веса

фундамента
N
_ф
_II
и грунта на его ступенях
N
_гр
_II
.

Собственный вес фундамента:

N_ф_II=V_ф· γ_жб,

где V_ф- объем фундамента

        γ_жб- удельный вес железобетона, кН/м³; γ_жб=25 кН/м³

V_ф=0,6·0,6·1п.м·3.+3,1·0,3·1п.м.=2,01 м³

N_ф_II=2,01·25=50,3 кН
Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_гр_II=V_гр· γ_II^´

где V_гр- объем грунта, находящегося на ступенях фундамента, м

       γ_II^´-удельный вес грунта, кН/м³

V_гр=3,1·2,25·1-2,01= 4,97 м³

N_гр_II=4,97· 10,9= 54,47 кН
   Определение среднего давления
P
по подошве фундамента и

сравнение его с расчетным сопротивлением грунта основания
R
.

P=(N₀_II+ N_ф_II+ N_гр_II)/А≤R

P=(680+50,3+54,47)/3,1=253 МПа ≤ 259 МПа

Недогрузка фундамента составляет (259-253)·100%/253=2,3%≤5%

Условие выполняется.

Принимаем фундаментную плиту ФЛ 32
Определение абсолютной осадки основания фундамента

S
и сравнение с предельной величиной деформации основания
S_u
,

установленной для рассматриваемого типа здания.

Расчет сводится к удовлетворению условия

S≤ S_u

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейного деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

S=β·Σσ_zp,i·h_i/E_i

β - безразмерный коэффициент, β=0,8

σ_zp_,_i- среднее значение дополнительного вертикального нормального

        напряжения в i-ом слое грунта.

h_i- толщина i-го слоя грунта

E_i- модуль деформации i-го слоя грунта

Вертикальные   напряжения от собственного веса грунта   на уровне подошвы фундамента σ_zg₀ при планировке срезкой:

σ_{zg 0} =γ´·d,

γ´-удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента

σ_zg₀ =21,5·2,25=24,5 Па

Вертикальные   напряжения от собственного веса грунта σ_zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента:

σ_zg =γ´·d+Σγ_ih_i

γ_i-удельный вес   i-го слоя грунта

h_i-толщина i-го слоя грунта

Вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента

σ_z_{р 0} =P- σ_zg₀ =253 – 24,5 = 228,5 кПа

Р- среднее давление под подошвой фундамента.

Вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определяется по формуле:

σ_z_р=α·Р₀

α-коэффициент, принимаемый по СниП.
Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σ_zg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σ_zp= α·Р₀	Е_i, кПа
Cуглинок	0	0	24,5	>10	0	1	228,5	18000
	1	1,2	37,61		0,75	0,9	205,7
	2	2,4	50,69		1,51	0,7	160
	3	3,6	63,77		2,27	0,5	114,25
Супесь	4	4,8	76,85		3,02	0,4	91,4	8000
	5	6	89,93		3,78	0,32	73,12
	6	7,2	103,1		4,52	0,27	61,7
	7	8,4	116,09		5,29	0,23	52,56
	8	9,6	129,17		6,05	0,2	45,7
	9	10,8	142,25		6,8	0,185	42,27
	10	12	155,33		7,5	0,16	36,56
	11	13,2	168,41		8,25	0,154	35,19
	12	14,4	181,49		9	1,4	31,99

S=0,8[ (228,5+205,7)·1,2/2·18000 + (205,7+160)·1,2/2·18000+

+ (160+114,25)·1,2/2·18000 + (114,25+91,4)·1,2/9·22000 +

+ (91,4+73,12)·1,2/2·22000 + (73,12+61,7)·1,2/2·22000 +

+ (61,7+52,56)·1,2/2·22000 + (52,56+45,7)·1,2/2·22000 +

+ (45,7+42,27)·1,2/2·22000 + (42,27+36,56)·1,2/2·22000 +

+ (36,56+35,19)1,2/2·22000 + (35,19+31,99)1,2/2·22000 ]= 0,056 м = 5,6см

Сравним предельную осадку с максимальной

S=5,6 см < S_u=10см

Условие удовлетворяется

3.2.Фундаменты на УЛУЧШЕнном основании.
Расчёт песчаной или гравийной подушки сводится к определению её размеров и осадки возводимого на ней фундамента.

1)                 В качестве улучшенного основания принимаем песок средней крупности со следующими характеристиками:

                    g_II=20,1кН/м³         j_II=38°        с_II=0            g_s=26,4кН/м³

                    w=0,16                  Е=40·10⁶Па                     к_ф=2·10^-2

Рассчитываем дополнительные характеристики:

          е=(g_s/g_II)·(1+w)-1=(26,4/20,1)·(1+0,16)-1=0,52

          g_sbII=(g_s-g_b)/(1+е)=(26,4-10)/(1+0,62)=10,12кН/м³

2)                 Глубину заложения подошвы фундамента принимаем аналогично тому, как делали это для фундамента на естественном основании,

     d=2,25 м

3)                 В соответствии с крупностью выбранного песка для подушки по таблице справочника, устанавливаем расчётное сопротивление R₀ для него, которое даётся применительно к фундаменту, имеющему ширину b=1м и глубину заложения d=2м. Принимаем R₀=500кПа.

4)                 Исходя из принятого расчётного сопротивления R₀=500кПа, производим предворительное определение площади подошвы фундамента А₀ и его размеров в плане b.

А₀=N₀_II/(R₀-g_ср·d₀)=680/(500-17·2,25)=1,5 м²

b=1,5 м

     5)     Для окончательного назначения размеров фундамента

определяем расчётное сопротивление грунта подушки (d >2м).

R=R₀·(1+k₁·((b-b₀)/b₀))+k₂·γ´_II(d-d₀)

Где    b=1,5м        k₂=2             d=2,25м     k₁=0,05

R₁=500·(1+0,05·((1,5-1)/1))+2·26,6·(2,25-2)=525,8кПа

А₁=680/(525,8-17·2,25)=1,33м²

b=1,33м

Принимаем плиты ФЛ 14

      6)   Вычисляем собственный вес фундамента:

N_ф_II=V_ф· γ_жб,

V_ф=0,6·0,6·1п.м·3.+1,4·0,3·1п.м.=1,5 м³

N_ф_II=1,5·25=37,5 кН

Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН

N_гр_II=V_гр· γ_II^´

N_гр_II=10,9·(1,4·2,25-37,5)=18 кН

7)              Определим среднее давление P по подошве фундамента

P=(N₀_II+ N_ф_II+ N_гр_II)/А≤R

P=(680+37,5+18)/1,4=525,4 МПа≤525,8 МПа

Условие выполняется.
        Найдем дополнительные вертикальные напряжения от собственного веса грунта σ_zg₀ на уровне подошвы фундамента:

σ_{zg 0} =γ´·d

σ_zg₀ =2,25·10,9= 24,5 кПа

         Дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента σ_z_{р 0} ;

σ_z_{р 0} =P- σ_zg₀=525,4 – 24,5 = 500,9 кПа
8) Зададимся толщиной висячей подушки, h_п=1,0м.

Проверяем условие s_zg+s_zp£ R_z - проверка напряжений на кровле слабого подстилающего слоя.

s_zg= 24,1·10,12=34,62кПа

s_zp=0,748·525,4=393 кПа

Для установления R_zвычислим площадь условного фундамента

А_у=N₀_II/s_zp=680/393=1,73м², b=1,73м

R_z=1,25·1,2(0,72·1,73·1·10,9+3,27·2,25·10,9+6,45·10)/1=237,42кПа

34,62+393=427,62 > 237,42 кПа – условие не удовлетворяется, необходимо увеличить толщину подушки.

          Примем h_п=4 м

s_zg= 24,5+4·10,12=64,98 кПа

s_zp=0,306·525,4=160,77 кПа

64,98+160,77=225,15кПа<237,12 кПа

D=((237,12-225,15)/225,15)·100%=5,05%

           Ширину подушки понизу определяем по формуле:

b_п=b+2·h_п·tga,

где      a - угол распределения давления в теле подушки (30°-40°).                               Принимаем a=35°,

тогда b_п=1,4+2·4·tg35°=7 м

Осадку фундамента определяем по так же, как для фундамента на естественном основании.
Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σ_zg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σ_zp= α·Р₀	Е_i, кПа
Песок	0	0	24,5	>10	0	1	525,4	40000
	1	0,8	33,25		1,14	0,76	399,3
	2	1,6	41,97		2,29	0,49	257,45
	3	2,4	50,69		3,43	0,355	186,52
	4	3,2	59,41		4,58	0,27	141,86
	5	4	68,13		5,72	0,21	110,33
Супесь	6	4,8	76,85		6,86	0,18	94,57	18000
Супесь	7	5,6	85,57		8,01	0,158	83,01	18000
Cуглинок	8	6,4	94,29		9,15	0,14	73,56	22000
	9	7,2	103,1		10,3	0,123	64,62
	10	8,0	111,73		11,44	0,111	58,32
	11	8,8	120,45		12,58	0,1	52,54
	12	9,6	129,17		13,71	0,09	47,29
	13	10,4	137,89		14,86	0,085	44,66
	14	11,2	146,61		16	0,08	42,03
	15	12	155,3		17,14	0,075	39,41
	16	12,8	164,05		18,29	0,07	36,78
	17	13,6	172,77		19,43	0,065	34,15

       S=0,8[(525,4+399,3)·0,8/2·40000 + (399,3+257,45)·0,8/2·40000 +

      + (257,45+186,52)·0,8/2·40000 + (186,52+141,86)·0,8/2·40000 +

      + (141,86+110,33)·0,8/2·40000 + (110,33+94,57)·0,8/2·18000 +

      + (94,57+83,01)·0,8/2·18000 + (83,01+73,56)·0,8/2·22000 +

      + (73,56+64,62)·0,8/2·22000 + (64,62+58,32)·0,8/2·22000 +

       + (58,32+52,54)0,8/2·22000 + (52,54+47,29)0,8/2·22000 +

       + (47,29+44,66)0,8/2·22000 + (44,66+42,03)0,8/2·22000 +

       + (42,03+39,41)0,8/2·22000 + (39,41+36,78)0,8/2·22000 +

+ (36,78+34,15)0,8/2·22000] = 0,036м=3,6см

Сравним предельную осадку с максимальной

S=3,6см < S_u=10см

Условие удовлетворяется.

3.3.СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ.

Определение глубины заложения подошвы ростверка.

d_р= d_b+h_ef+h_р

d_b – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола

       подвала, м ;

h_р – высота ростверка

h_р_min=a_k+t+20см

t- глубина заделки свай в ростверк, м t=0,05м

a_k- больший размер колонны в плане, a_k=0,5м

h_р_min=0,4+0,2+0,05=0,65м

h_ef – толщина пола подвала, h_ef=0,05м

d_р=1,4+0,05+0,65=2,1м

d_р=2,1м>d_f=0,72- условие выполняется.
Выбор типа, марки и длины сваи.

Марка сваи С5-30(ГОСТ 19804.1-79). Бетон В25; R_b=14,5Мпа. Продольная арматура 4Æ14 А-III; R_s=340Мпа, А_s=6,16см².
Определение расчетной нагрузки на сваю.

По грунту:

P=m·( m_R·R·A+uΣm_f·f_i·l_i)/k_н

m-коэффициент условий работы сваи в грунте, m=1

А- площадь опирания сваи на грунт ,м²

l_i – толщина i-го слоя грунта

m_R, m_f –коэффициенты условий работы грунта, соприкасающегося с

             боковой поверхностью, м

R, f_i- расчетные сопротивления грунта под нижним концом сваи и i-го

      слоя грунта по боковой поверхности сваи определяемые по

        таблицам, кПа.

u- наружный периметр поперечного сечения сваи, м

Разбивку грунта делаем на элементарные слои толщиной 1м

z_i_, м	f_i,кПа	m_f	l_i,м
3.1	20	1	1
4.1	22	1	1
5.1	24	1	1
6.1	25	1	1
7.1	25,5	1	1

Р=1(1·370·0,09+4·0,3·(20·1+22·1·1+24·1·1+25+25,5·1))/1,4=337,7 кПа

По материалу:

Р=φ·γ_с(R_b·A+R_sc·А_s´)=1·0,85(14500·0,09+340000·0,000616)=1287 кПа

В дальнейших расчетах используем меньшее значение расчетной нагрузки, а именно по грунту Р=337,7 кПа.
   Определение условного давления под подошвой ростверка

σ_p = P(3d_c)²

σ_p = 337.7 (3 0.3)² = 273.5 кН/м²
   Определение ориентировочной площади подошвы фундамента:

A_p = N₀₁ / (σ_p - γ_cp d_p γ_c)

N₀₁ = N₀₁₁ 1.2 = 680 *1.2=816 кН

A_p = 816 / (273,5 – 17·1,1·1,85) = 3,4 м²
Определение расчётной нагрузки от веса ростверка с грунтом на его ступенях и количества свай.

Ориентировочное значение веса ростверка и грунта на его ступенях

N_pr = γ_c · A_p d_p γ_cp= 1.1·3,4·1,85·17 = 117,6 кН

Количество свай для центрально нагруженного фундамента

n = ( N₀₁+ N_pr)/ P = (816 + 117,6)/ 337,7 = 2,9 =3

Принимаем 4 сваи в фундаменте
Размещение свай, конструирование ростверка и определение фактического веса ростверка
N_p
₁
грунта
N
_гр1
на его ступенях

Принимаем ростверк размерами в плане 1,8 х 1,8, 4 сваи сечением 0,3 х 0,3 с расстоянием между осями 1 м.

Вес ростверка:

N_p1 = n V_pg_b = 1.1·2·2·0,4·25 = 44 кН

Вес грунта на плите ростверка:

N_гр = 1,1·5,4·10,6=63 кН
Определение фактического давления на сваю

Р_ф = ( N₀₁ + N_p₁ + N_r₁)/ n_ф £ Р

Р_ф = ( 816 + 63 +44)/3 =308 £ 337,7

Недогруз составляет 9 %
Проверка прочности ж/б ростверка под колонну

Расчёт ростверка на продавливание колонной

F_пр £ ( a₁ ( b_к + c₂) + a₂(d_k + c₁)) h₁ R_p=( 2,5(0,4+0,3)2) 0,4·900= 1260кН

F_пр = 308·4=1232 кН £ 1260 кН

Где b_ки d_k размеры поперечного сечения колонны

       с₁ и с₂ расстояние от плоскости грани колонны до плоскости ближайшей грани сваи
Расчет ростверка на поперечную силу:

При расчете на действие поперечной силы должно удовлетворяться условие: Q≤0,35·R_b·b·h_0,

Q=308·2=616 кН

616<1,17·900·2·0,4=842,4 кН – условие удовлетворяется, оставляем бетон В15.

Расчет осадок свайного фундамента.

Представим свайный фундамент в виде условного фундамента на естественном основании.

Средневзвешенное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов, находящихся в пределах длины сваи.

φ_{ср 11}=Σφ_i₁₁·l_i/Σl_i

φ_i₁₁ – расчетные значения углов внутреннего трения для отдельных

         слоев.

l_i –толщина слоя.

φ_{ср 11}=24 º

Проведем наклонные плоскости под углом α= φ_{ср 11}/4=24/4=8º от точек пересечения наружных граней свай с подошвой ростверка до плоскости (горизонтальной), проходящей через нижний конец сваи.

Построив вертикальные плоскости от точек А и Б до поверхности грунта, находим очертание условного фундамента, который включает в себя грунт, сваи и ростверк.

Размеры подошвы условного фундамента.

b_y=b+2l·tg(φ_ср₁₁/4)=0,3+2·4,96· tg8=1,7 м

а_y=а+2l·tg(φ_{ср 11}/4)=0,3+2·4,96· tg8=1,7 м

А_у= b_y· а_y=2,89 м²

Проверим условие:

Р_ср_II=(N₀_II+ N_св_II+ N_рос_II+ N_гр_II)/А_у< R

N₀_II – расчетная вертикальная нагрузка по обрезу фундамента

N_св_II, N_рос_II, N_гр_II- вес свай, ростверка, грунта в пределах условного

                          фундамента, кН

R- расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы условного

    фундамента

Р_ср_II=(680 + 6+ 12+ 59)/2,89=419< R=429,7 кПа

R=1,25·1,2(0,72·1,08·1·10,9+3,27·5.9·10,9+6,45·10)/1=429,7 кПа

Условие удовлетворяется.

Для   расчета осадки условного фундамента определим дополнительное давление p₀= Р_ср_II-σ_{zg 0}

p₀=429,7-79,03= 350,7 кПа
Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σ_zg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σ_zp= α·Р₀	Е_i, кПа
Супесь	0	0	79,03	>10	0	1	350,7	14000
	1	0,45	83,93		0,83	0,875	306,86
	2	0,9	88,84		1,67	0,63	220,94
Суглинок	3	1,8	104,98		3,33	0,36	126,25	9000
	4	2,7	115,42		5	0,25	87,68
	5	3,6	125,86		6,67	0,19	66,63
	6	4,5	136,30		8,33	0,151	52,96
	7	5,4	146,74		10	0,126	44,19
	8	6,3	157,18		11,67	0,109	38,23
	9	7,,2	167,62		13,33	0,091	31,91

S = 0,8 [ (350,7 + 306,86)·0,45/2·18000 + (306,86 + 220,94)·0,45/2·14000 + + 0,45·(220,94+126,25·2+87,68·2+66,63·2+52,96·2+44,19·2+38,23·2+ +31,91)/2·9000]=0,016 м =1,6 см

Сравним предельную осадку с максимальной

S=1,6 см < S_u=10см

Условие удовлетворяется

4. Определение технико-экономических

показателей, рассматриваемых вариантов

устройства оснований и фундаментов, и выбор основного варианта.

Для определения стоимости работ по каждому варианту необходимо установить объёмы отдельных работ и особенности их производства.
Вариант 1.

Фундамент на естесвенном основании.

Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	Стоимость работ, руб.		Ссылка на пункт в табл. 3
Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	единичная	общая	Ссылка на пункт в табл. 3
1. Трапецеидальные сборные блоки (подушки)	м³	V₁=0,76	502,5	382	Б1-2
2. Бетонные сборные блоки фундаментной стенки	м³	V₂=1,8	436,5	786	Б1-3
3. Разработка грунта под фундамент	м³	V_гр=V_ф= 2,62	45,5 к=1,25	18 127	А2-1
4. Водоотведение (по объему фундамента)	м³	V_w=V_ф	64,20	168,2	А3-2
			Итого: 1509

Вариант 2.

Фундамент на улучшенном основании

Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	Стоимость работ, руб.		Ссылка на пункт в табл. 3
Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	единич-ная	общая	Ссылка на пункт в табл. 3
1. Трапецеидальные сборные блоки (подушки)	м³	V₁=0,76	502,5	382	БI-2
2. Бетонные сборные блоки фундаментной стенки	м³	V₂=1,8	436,5	786	БI-3
3.Монолитный ж/б пояс	м³	V₃=0,06	450	27	БIII-1
4. Разработка грунта под фундамент	м³	V_гр=90	45,5 к=1,25	5118	АII-1
5. Водоотведение (по объему фундамента)	м³	V_w=V_ф	64,20	457,1	АIII-2
6.Крепление стен. котлов.	м²	V=7	78	546	АIV-2
7.Устройство песчан. подушки	м³	V_п.п.=93	67,50	5602	АV-1
			Итого: 12918

Вариант 3.

СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	Стоимость работ, руб.		Ссылка на пункт в табл. 3
Виды работ	Ед. изм.	Коли-чество	единич-ная	общая	Ссылка на пункт в табл. 3
1. Устройство ж/б забивных свай	м³	V₁=0,45	945	425	БIV-1
2. Бетонные фундаментные блоки	м³	V₂=0,6	436,5	262	БI-3
3.Монолитный ж/б пояс	м³	V=0,44	450	198	БIII-1
4. Разработка грунта под фундамент	м³	V_гр=V_ф= 0,44	45,45	20	АII-1
5. Водоотведение (по объему фундамента)	м³	V_w=V_ф	64,20	28,25	АIII-2
			Итого: 933,3

В результате проведённого технико-экономического сравнения получили, что наиболее выгодным является свайный фундамент. Этот вариант принимаем в качестве основного для расчетов остальных фундаментов данного сооружения.

5. РАСЧЕТ ОСТАЛЬНЫХ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №1

N_0II=420 кН

Расчет сводится к определению величины l- расстояние между сваями по осям в ростверке и вычисление осадки методом послойного суммирования.

l=P/q

Р=337,7 кН

Погонная расчетная нагрузка по подошве ростверка

q=N₀₁+q_1p+ q_1k

q=420+0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=446,8 кН/м

l=337,7 / 446,8 = 0,75 м принимаем l= 1м

Расчет осадки будем вести только для фундамента №4.
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №2

N₀_II=390 кН

l=P/q

Р=337,7 кН

Погонная расчетная нагрузка по подошве ростверка

q=N₀₁+q_1p+ q_1k

q=390++0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=416,8 кН/м

l=337,7 /416,8=0,8 м принимаем l=1 м
РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТА №3

N₀_II=300 кН

l=P/q

Р=337,7 кН

Погонная расчетная нагрузка по подошве ростверка

q=N₀₁+q_1p+ q_1k

q=300+0,4·30·0,55+1,2·0,51·30·1,1=326,8 кН/м

l=337,7 /326,8=1 м принимаем l=1 м

Расчет осадки.

Представим свайный фундамент в виде условного фундамента на естественном основании.

φ_ср₁₁=18 º

b_y=b+2l·tg(φ_ср₁₁/4)=0,3+2·4,96· tg4,5=1,08 м

а_y=а+2l·tg(φ_{ср 11}/4)=0,3+2·4,96· tg4,5=1,08 м

Проверим условие:

Р_ср_II=(N_0II+ N_св_II+ N_рос_II+ N_гр_II)/А_у< R

Р_ср_II=(300+ 6+ 12+ 59)/1,98=190,4< R=429,7 кПа

Условие удовлетворяется.

Для расчета осадки условного фундамента определим дополнительное давление p₀= Р_ср_II-σ_{zg 0}

p₀=190,4-79,03=111,4 кПа
Величины, используемые при расчете осадок фундаментов

по методу послойного суммирования.

Грунт	№ точки	z,см	σ_zg	η=l/b	ξ=2z/b	α	σ_zp= α·Р₀	Е_i, кПа
Супесь	0	0	79,03	>10	0	1	111,4	14000
	1	0,45	83,93		0,83	0,875	97,48
	2	0,9	88,84		1,67	0,63	70,18
Суглинок	3	1,8	104,98		3,33	0,36	40,1	9000
	4	2,7	115,42		5	0,25	27,85
	5	3,6	125,86		6,67	0,19	21,17

S=0,8[(111,4+97,48)·0,45/2·18000+(97,48+70,18)·0,45/2·14000+

+0,45·(70,18+40,1·2+27,85·2+21,17)/2·9000]=0,003 м

Сравним предельную осадку с максимальной

S=0,3см < S_u=10см

Условие удовлетворяется

6. Гидроизоляция.
    Гидроизоляцию и дренаж устраивают с целью защиты подземных конструкций и помещений от грунтовых вод. В курсовом проекте в связи с высоким уровнем подземных вод принимается многослойная оклеечная гидроизоляция. Изоляция выполняется с наружной стороны по всей поверхности подземной части. Оклеечную гидроизоляцию проектируют из рулонов материалов с не гниющей основой – гидроизола.

   Гидроизоляционный ковер ниже расчетного уровня подземных вод должен быть непрерывен по всей заглубленной в грунт поверхности (стен, обрезов фундаментов, пола подвала и т.д.). Гидростатический напор (в вертикальном и горизонтальном направлениях) должен быть уравновешен пригрузочным слоем бетона. Определяем толщину пригрузочного слоя бетона:

h_б=h_n·g_w/g_b, где

h_n=1.65м –высота столба гидростатического напора

g_w=9,8кН/м³

g_б=243кН/м³

h_b=1,65·9,8/24=0,7м

   Полученный результат толщины пригрузочного слоя не удовлетворяет экономическим соображениям, поэтому применяем систему водоснабжения, которая устраивается при производстве земляных работ. Установку вакуумного водопонижения (УВВ 2) в сочетании с электроосмосом.

По периметру котлована с интервалом 1,5…2м располагают иглофильтры, а между ними по бровке котлована забивают металлические стержни из арматуры. Эти стержни присоединяют к положительному полюсу источника постоянного тока (И=40..600), а иглофильтры – к отрицательному.

Список ИСПОЛЬЗУЕМОЙ литературы:

1.	СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений», М.1985г.
2.	«Механика грунтов, основания и фундаменты», методические указания г.1,2,3,сПб-1985г.
3.	Берлинов М.В. «Основания и фундаменты» М,В. шк. 1998г.
4.	Клотов Н.М. и др. «Основания и фундаменты»М. Стройиздат, 1987г.

1. Реферат на тему Aids 7 Essay Research Paper AIDS A
2. Реферат на тему Минойские вазы
3. Реферат Методы мотивации труда
4. Статья на тему Безрелигиозная мораль и педагогический беспредел или проблема воспитания подрастающего поколения
5. Реферат Античная философия 24
6. Реферат на тему Advertising Rules Essay Research Paper Scott Marshall
7. Реферат на тему Henry Ford
8. Реферат Виды кредитов, предоставляемых коммерческими банками
9. Курсовая на тему Методология экономического анализа
10. Реферат на тему Лидерство в организации 3

Фундамент на естесвенном основании.

Коли-чество

Б1-2

Б1-3

А2-1

А3-2

Фундамент на улучшенном основании

Коли-чество

БI-2

БI-3

БIII-1

АII-1

АIII-2

АIV-2

АV-1

Коли-чество

СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений», М.1985г.

Берлинов М.В. «Основания и фундаменты» М,В. шк. 1998г.

Bukvasha