Механика Грунтов Курсовая
Механика Грунтов Курсовая
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий
площадки
.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и
гидрогеологические условия
.3 Строительная классификация грунтов площадки
.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные
варианты фундаментов здания
.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины
заложения фундаментов
.2 Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований фундаментов
.3 Определение размеров подошвы фундамента
.4 Проверка напряжений в основании и уточнение размеров
подошвы фундамента
.6 Расчёт осадки фундамента во времени
.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента.
Назначение глубины заложения ростверка
.2 Определение несущей способности сваи и расчётной нагрузки,
допускаемой на сваю
.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической
нагрузки на сваю
.4 Расчёт осадки свайного фундамента
. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного
1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки.
Наименование грунта по типу. Растительный слой
.2 Характеристика площадки, инженерно-геологические и гидрогеологические
условия
Оценка инженерно-геологических условий площадки начинается с изучения напластования
грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез, а также в
колонке скважины показываем уровень воды зафиксировав его отметку.
Для количественной оценки прочностных и деформационных свойств грунтов
площадки вычисляем производные характеристики физических свойств, к которым
относятся:
а) для песчаных грунтов - коэффициент пористости и степень влажности;
б) для пылеватых грунтов - число пластичности, показатель текучести,
коэффициент пористости и степень влажности, вычисляемые по следующим формулам:
Вывод:
2-ой слой грунта - песок пылеватый средней плотности, насыщенный водой
Вывод: 3-й слой грунта - супесь пластичная, непросадочная, согласно (стр
26, [5]), так как Sr > 0.8 - грунт является непросадочным.
Вывод: 4-й слой грунта - глина полутвердая, непросадочная.
Вывод:
5-й слой грунта - песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.
Оценка
инженерно-геологических условий площадки начинается с изучения напластования
грунтов. Для этого по исходным данным строим геологический разрез, а также в
колонке скважины показываем уровень воды, зафиксировав его отметку на уровне
142,0 м.
1.3 Строительная классификация грунтов площадки
Основанием для строительства здания служат песчаные, пылевато-глинистые и
глинистые грунты.
Песчаные грунты по гранулометрическому составу делятся на следующие типы:
песок гравелистый, песок крупный, песок средней крупности, песок мелкий, песок
пылеватый.
По степени влажности песчаные грунты подразделяются на разновидности:
маловлажные, влажные, насыщенные водой. По числу пластичности грунты
подразделяются на: супесь, суглинок, глина.
По показателю текучести пылевато-глинистые грунты подразделяются: супесь
(твердая, пластичная, текучая), суглинки и глины (твердые, полутвердые,
тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие).
.4 Оценка строительных свойств грунтов площадки и возможные варианты
фундаментов здания
По характеристикам механических свойств грунтов (j, с, Е) и значению расчетного
сопротивления R 0 можно судить о несущей способности, деформируемости
грунта и возможности использования его в качестве основания.
В
проекте все грунты относятся к малосжимаемым (Е 20Мпа) и
среднесжимаемым (20>Е 5Мпа), поэтому все они могут бать использованы в
качестве оснований капитальных зданий.
Если
R 0 <100кПа, то вопрос
об использовании такого грунта в качестве основания может решаться только на
основе иследований.
В
проекте все грунты (кроме песка пылеватого) обладают расчетным сопротивлением R 0 >100кПа, таким образом они, могут использоваться как основания
фундаментов.
Так
как грунты основания обладают достаточной несущей способностью, можно
использовать фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты.
.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения
фундаментов
Для заданного склада устраиваем фундаменты под колонны, глубина заложения
которых зависит от:
- инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки;
- глубины промерзания грунта;
конструктивных особенностей подземной части здания.
Рассмотрим влияние каждого из этих факторов по отдельности.
Расчётная глубина сезонного промерзания грунта d f у фундамента определяется по формуле
Принимаем
температуру 20Т °С, следовательно, k h =
0,8 Получаем:
Должно выполняться условие: d ³ d f .
Фундамент №1 находится в безподвальной части, поэтому его заглубляем ниже
расчетной глубины сезонного промерзания, учитывая так же, что минимальный
размер столбчатого фундамента под колонну равен 1,5 м, а так же то, что слой №2
не может служить основанием, т.к. R0<100 кПа. Принимаем d=4,3
м>df=1.76 м.
Фундамент №2 находится в части здания с подвалом, принимаем его глубину
заложения d=4,3 м
Проверяем предварительно возможность использования песка пылеватого в
качестве рабочего слоя при максимальной ширине стандартной фундаментной плиты
a=b=3.2м и нагрузке N 0 II =600 кН и N 0 II =750 кН по обрезу фундамента
II = N 0 II /(bxa)+γ cp xd= 920/(3.2 x 3,2) + 20 x 2.1
= 131,84 кПа > R 0 = 100 кПа
Опирание фундамента по предварительному расчету невозможно на этот слой.
II = N 0 II /(bxa)+γ cp xd= 140/(3.2 x 3,2) + 20 x 2.1
= 55,67 кПа > R 0 = 100 кПа
Опирание фундамента по предварительному расчету возможно на этот слой.
2.2 Нагрузки, учитываемые в расчетах оснований фундаментов
Основания фундаментов, сложенных нескальными грунтами, рассчитываются по
предельному состоянию второй группы, т.е. по деформациям.
В курсовом проекте нормативные значения нагрузок и воздействий в
плоскости обреза фундамента здания заданна в исходных данных. Значения
расчетных нагрузок и воздействий для расчета по деформациям принимается равным
нормативным (g f =1.0), для расчета по несущей
способности - умножением нормативных нагрузок на осредненный коэффициент
надежности по нагрузкам g f =1.0.
2.3 Определение размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундамента определяются путем последовательных
приближений. В порядке первого приближения площадь подошвы фундамента А
определяется по формуле
где
N 0 II - расчетная нагрузка в
плоскости обреза фундамента, кН;
R 0 - расчетное сопротивление грунта, залегающего под
подошвой фундамента;
g m - среднее значение удельного веса материала
фундамента и грунта на его уступах g m =20кН/м 3 ;
d - глубина
заложения фундамента от уровня планировки.
глубина
стакана 800мм, в плане 950´550мм.
Подошва
фундамента опирается на супесь пластичную непросадочную
Подошва фундамента опирается на супесь пластичную непросадочную
Подсчитываем нагрузки и воздействия, передающиеся на основание:
а) нормативная вертикальная нагрузка
б)
момент в плоскости подошвы фундамента
где
- расчетная вертикальная нагрузка в плоскости обреза
фундамента, кН;
-
расчетная нагрузка от веса фундамента;
-
расчетная нагрузка от веса грунта на консоли подушки;
- момент
в плоскости обреза фундамента, кН×м.
Суммарные нагрузки и воздействия по подошве фундамента наружной стены
здания фундамента Ф1 для расчёта основания по деформациям можно представить в
виде:
а) нормальная вертикальная нагрузка
б) момент в плоскости подошвы фундамента
Определим усилия от собственного веса фундамента и веса грунта на его
уступах
В
результате суммарные нагрузки и воздействия по подошве фундамента наружной
стены здания для расчёта основания по деформациям можно представить в виде:
N II ,1 = N 0 II + G ф II
+ G гр II =
920+121,5+37.82=1079.32 кН;
б)
момент в плоскости подошвы фундамента
М 11,1
= M 0 II + Q 0 II ∙L
= 240+30∙4,3= 369 кН∙м;
Рис.
3. Расчётная схема фундамента под наружную стену здания. Ф1
При этом боковое давление грунта на отметке планировки (см. рис. 7)
s¢ б1 = s¢ б2 = g¢ II ×h пр ×tg 2 (45 - j/2) = 16×0,6×tg 2 (45 - 26,4/2) = 3,7 кПа;
s б1 = g¢ II (d + h пр )tg 2 (45 - j/2)
= 16(2,9 + 0,6)tg 2 (45 - 26,4/2) = 16,0 кПа;
Равнодействующие бокового давления грунта засыпки на стену подвала
расчётной длиной 6 м
E 0 II (1) = d(s¢ б1 + s б1 )/2 = 2,9(3,7 + 16,0)×6/2 = 118,2 кН;
d e 1
= d/3 × (2s¢ б1 + s б1 )/(s¢ б1 + s б1 ) = 0,9/3 × (2×3,7 + 16,0)/(3,7 + 16,0) = 0,56 м;
Расчётные значения моментов в сечении на отметке подошвы фундамента
приближённо могут быть приняты
M EII (1) = s б1 (d + h пр ) 2 ×6/15 = 16,0(2,0 + 0,6) 2 ×6/15 = 43,3 кН×м
Определим усилия от собственного веса фундамента и веса грунта на его
уступах
G Ф2 = (4,3×1,0×0,6)×23 = 59,34 Кн;
В результате суммарные нагрузки и воздействия по подошве фундамента
наружной стены здания для расчёта основания по деформациям можно представить в
виде:
а) нормальная вертикальная нагрузка
N II (2) = N 0 II + G Ф2 + G гр II (2) =140 + 59,34+ 0 = 199,34 кН
б) момент в плоскости подошвы фундамента
MII(2)=M0II +MEII(2)+GгрII(2)×e2 +Q×d=30+43,3+0×0,375+0×4,38=73,3 кН×м
Рис. 4. Расчётная схема фундамента под наружную стену здания. Ф4
.4 Проверка напряжений в основании и уточнение размеров подошвы
фундамента
Для фундамента под наружную стену здания должны выполняться условия
Определим расчётное сопротивление грунта основания
Для
фундамента 1: b =1,5 м; d 1 = 4,3 м;.
g II -
осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы
фундамента:
Среднее давление под подошвой фундамента
p = N I /A = 1080/(1,5×1,8) = 405,0 кПа.
Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве
внецентренно нагруженного фундамента.
p max = N I /A + M I /W =
1080/(1,5×1,8) + 369/(1,5 2 ×1,8) = 483 кПа; min = N I /A - M I /W
=1080/(1,5×1,8) - 369/(1,5 2 ×1,8) = 309 кПа.
Размер подошвы фундамента под наружную стену здания подобран верно.
Принимаем фундамент размерами подошвы 1,5х1,8 м.
1 =h s +h cf *γ cf /γ’ II =1+0.1*22/19.68=1.11м
Среднее давление под подошвой
фундамента
p = N II /A = 199,34/(0,9×1,0) =221,5 кПа.
Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве
внецентренно нагруженного фундамента
p max = N II /A + M II /W =
199,34/(0,9×1,0) + 73,3/(0,9 2 ×1,0) = 312 кПа; min = N II /A -
M II /W = 199,34/(0,9×1,0) - 73,3/(0,9 2 ×1,0) = 131 кПа.
Размер подошвы фундамента под стену здания подобран верно. Принимаем фундамент
ФА-36.
Определим значение конечной осадки фундамента стаканного типа (первого)
здания по методу послойного суммирования. Ширина подошвы b = 1,5 м; глубина заложения d = 4,3 м; среднее давление под
подошвой фундамента p = 405,0 кПа;
напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента s g = g¢×d= 19,68×2,9= 57.07 кПа, дополнительное
давление p о = 405,0- 57.07 = 347.93 кПа. Результаты вычислений
осадки данного фундамента сведены в таблицу 3, а эпюры напряжений показаны на
рисунке 2.
Определим значение конечной осадки фундамента стаканного типа (второго)
здания по методу послойного суммирования. Ширина подошвы b = 0,9 м; глубина заложения d = 2,9 м; среднее давление под
подошвой фундамента p = 222 кПа;
напряжение от собственного веса грунта в уровне подошвы фундамента s g = g¢×d= 19,68×2,9= 57,07 кПа, дополнительное
давление p о = 222 - 57,07 = 164,93 кПа. Результаты вычислений
осадки данного фундамента сведены в таблицу 4, а эпюры напряжений показаны на
рисунке 3.
Таблица 2. Расчет осадки первого фундамента под наружную колонну здания
Рис. 5. Эпюры напряжений в основании первого фундамента под колонну
здания
Таблица 3. Расчет осадки фундамента
Рис. 6. Эпюры напряжений в основании второго фундамента под колонну
здания
Рис. 1 Эпюры напряжений в основании фундамента под наружную
стену здания.
2.6 Расчёт осадки фундамента во времени
Выполним расчёт консолидации отдельно стоящего фундамента с шириной
подошвы b = 1,5 м, глубиной заложения d =4,3 м. Под подошвой фундамента
залегает супесь пластичная мощностью h = 2,9 м. Конечная осадка фундамента за счёт уплотнения s = 2,2 см. Коэффициент фильтрации k f = 6×10 -5 см/с = 1866,24 см/год
=18,66 м/год.
Коэффициент относительной сжимаемости
m v = 0,8/Е = 0,8/(19,2) = 0,042 кПа -1 .
Вычисляем значение коэффициента консолидации
c v = k f / (m v g w ) = 18,66 /(0,042 ×10)= 44,43 см 2 /год.
Рис. 7. График осадки фундамента во времени.
.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение
глубины заложения ростверка
Для нашего здания принимаем отдельно стоящие свайные фундаменты из группы
свай и низкого ростверка, в сочетании с фундаментными балками. Глубину
заложения ростверка принимаем из условия промерзания и конструктивных
особенностей здания. Принимаем глубину заложения подошвы ростверка для отдельно
стоящего фундамента dр1 = 1,8м, для ленточного фундамента dр2=2,4 м.
Для выбора марки сваи необходимо определить её длину:
L 1 = l з + l н + h = 0,1 + 1,5+ 3 + 2,4= 7,0 м.
L 2 = l з + l н + h = 0,1 + 1,1+ 3 + 1,8= 6,0 м.
Принимаем сваю №1 С7-30 с характеристиками:
- продольное армирование 4 Æ 14S240;
Принимаем сваю №2 С6-30 с характеристиками:
- продольное армирование 4 Æ 14S240;
3.2 Определение несущей способности сваи из расчётной нагрузки, допускаемой
на сваю
Несущая способность висячей сваи определяется по формуле
f 1 = 23,0 кПа; f 2 = 26 кПа; f 3 = 10,0 кПа; f 4 = 10,0 кПа; f 5 = 62,0 кПа
h 1 = 1,2 м; h 2 = 1,2 м; h 3 = 2,0 м; h 4 = 1,0 м; h 5 = 1,5 м;
Рисунок
8. Схема к расчету несущей способности висячей сваи
f 1 = 23,0 кПа; f 2 = 26 кПа; f 3 = 10,0 кПа; f 4 = 10,0 кПа; f 5 = 60,0 кПа
h 1 = 0,6 м; h 2 = 1,2 м; h 3 = 2,0 м; h 4 = 1,0 м; h 5 = 1,1 м;
Рисунок
9. Схема к расчету несущей способности висячей сваи
Механика грунтов , основания и фундаменты. Курсовая работа...
Курсовая работа: Механика грунтов - BestReferat.ru
Министерство образования Республики Беларусь
курсовая работа - Механика грунтов .
Механика грунтов
Алкоголь Как Социальное Зло Реферат
Гдз По Алгебре Контрольные Работы Ершова
Эссе Тонкие С Кнопкой
Сочинение Я Фараон 5 Класс
Сайт Сочинений По Русскому