Реферат Механика Грунтов Основания И Фундаменты
Реферат Механика Грунтов Основания И Фундаменты
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Механика грунтов, основания и фундаменты
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
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
Расчёт
свайных фундаментов и свай по несущей способности грунтов производится исходя
из условия
N1£ F d / g k = P; P = 750,15/1,4 = 535,821 кН;
N2£ F d / g k = P; P = 621,76/1,4 = 444,114 кН;
N £ g c j(R b A + R sc A s ) = P 1 ;
1 = 16000×0,09 + 22500×0,000616
= 1453,9 кН.
В
дальнейших расчётах будем использовать меньшее значение, т.е. расчётная нагрузка,
передаваемая на сваю Р1 =535,821 кН, Р2 =444,114 кН.
3.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической нагрузки на
сваю
Количество свай в свайном фундаменте под колонну определяем следующим
образом:
- вычисляем среднее давление под подошвой ростверка
р р1 = Р / (3×d) 2 = 535,821/ (3×0,3) 2 = 661,51 кПа
р р2 = Р / (3×d) 2 = 444,114/ (3×0,3) 2 = 548,29 кПа
определяем площадь подошвы ростверка
Принимаем
площадь подошвы ростверка и
вес
ростверка и расположенного на его ступенях грунта
G р , гр2 = 0,6∙1,0∙0,4∙23+0,6∙1,0∙2,0
∙23+0 ∙ 20 ∙2,0 = 33,12 кН;
Для наружной и внутренней стен здания соответственно получаем
n1 =
(920×1,2 + 71,5)/ 661,51= 1,78; n =
(140×1,2 + 33,12)/ 548,29= 0,4.
Конструктивно принимаем для фундамента 1 n = 2, для фундамента 2 n = 1.
Определим фактическую нагрузку для первого фундамента:
N = (N 0 I + G р.гр )/n=(920·1,2+71,5)/2=587,75<661,51
- N = (N 0I + G р . гр )/n+М 0I /Sy i 2 = (920·1,2+71,5)/2+240/2·0,30 2 =
791,9 кН <793,812 кН;
- N =(N 0I + G р . гр )/n-М 0I /Sy i 2 = 587,75-240/2·0,30 2 =
383,61 кН >0.
Размер ростверка фундамента под стену здания подобран верно.
Определим фактическую нагрузку для второго фундамента:
N = (N 0 II + G р.гр )/n=(140·1,2+33,12)/
1=201,12<548,29 кН;
N = (N 0 II + G р.гр )/n+М 0 II /Sy i 2 =201,12
+ 0 / 2·1 2 <657,948
кН;
- N = (N 0 II + G р.гр )/n-М 0 II /Sy i 2 =201,12
+ 0 / 2·1 2 >0.
Размер ростверка фундамента под стену здания подобран верно.
.4 Расчёт осадки свайного фундамента
Величину ожидаемой осадки свайного фундамента из висячих свай определяют
расчётом по предельным состояниям второй группы. Произведём расчёт осадки
фундамента, рассматривая свайный фундамент как условный массив.
Боковые грани условного массива отстоят от граней сваи на расстоянии
j II,mt = å(j II,i × h i )/åh i = (30×2,4 + 26,4·3,0 +
14,2·1,5)/6,9 = 25.0 град. = 6,9tg(25/4) = 0,76 м.
Определяем
ширину подошвы условного фундамента и его вес
G I м = 2.7×1.8×11.6×8.7 = 490.5 кН.
Среднее
давление под подошвой массива
p I м = (N 0 I + G I м )/А м
= (920 1,2 + 490.5)/(2.7 1.8)=
328.1 кПа;
Определим значение осадки отдельно стоящего свайного фундамента
(первого), расположенного у наружной стены здания, по методу послойного
суммирования. Среднее давление под подошвой массива p = 328.1 кПа; напряжение от собственного веса грунта в уровне
подошвы массива s zg ,о = 131.4
кПа; дополнительное давление p о = 328.1 - 131.4 = 196.7 кПа.
Результаты вычислений осадки данного фундамента сведены в таблицу 5, а эпюры
напряжений показаны на рисунке 5.
Таблица 5. Расчет осадки первого фундамента под колонну
Рис. 11. Эпюры напряжений в основании первого фундамента под колонну
здания
Полученные значения осадки меньше предельно допустимых, установленных.
j II,mt = å(j II,i × h i )/åh i = (30×1.8 + 26,4·3,0 +
14,2·1,1)/5,9 = 25.2 град. = 5,9tg(25.2/4) = 0,65 м.
Определяем
ширину подошвы условного фундамента и его вес
G II м = 1.6×1.0×11.2×8.3 = 148.7 кН.
Среднее
давление под подошвой массива
p II м = (N 0 II + G II м )/А м
= (140 + 148.7)/(1.6*1.0) = 180.4 кПа;
d b = 0 -дл фундамента №1 (2,0- для фундамента №2).
Проверяем выполнение условия Pm < Rm, где Rm расчетное сопротивление
грунта, залегающего под подошвой условного фундамента
Определим
значение осадки отдельно стоящего свайного фундамента (второго), расположенного
у внутренней стены здания, по методу послойного суммирования. Среднее давление
под подошвой массива p = 180,4 кПа; напряжение от собственного веса грунта в
уровне подошвы массива s zg ,о = 123.7 кПа;
дополнительное давление p о =180,4-
123.7 =56.7 кПа. Результаты вычислений осадки данного фундамента сведены в
таблицу 6.
4. Сравнение вариантов фундаментов и выбор основного
Выбор основного варианта производится путем сопоставления стоимости
устройства фундамента мелкого заложения со стоимостью устройства свайного
фундамента.
Расчёт стоимости запроектированных фундаментов сведён в таблицы 7 и 8.
Таблица 7. -. Расчёт стоимости устройства столбчатого сборного
фундамента.
Наименование работ и конструктивных элементов
Фундаменты железобетонные (под колонны) V=1,8×1,5×0,3+4,0×0,9 1,2-0,55·0,95· 0,8 =4,71м 3 4,7132,9155,0
Отрывка котлована (на один фундамент) V = 1,8×1,5·4,3= 11,61м 3
Таблица 8. - Расчёт стоимости устройства свайного фундамента.
Наименование работ и конструктивных элементов
Подколонники V
=1,4×0,9×1,2-0,55×0,95×0,8 = 1,09 м 3
Железобетонные забивные сваи V = 7·(0,3²·3,14/4)·2=0,99 м 3
Монолитный железобетонный ростверк V = 1,2×1,5×0,4 = 0,72м 3
Отрывка котлована (на один фундамент) V = 1,2×1,5·8,7=15,66 м 3
На основании произведенного расчета стоимости устройства
запроектированных фундаментов в качестве основного варианта принимаем фундамент
свайного типа.
1. ТКП 45-5.01-235-2011 (02250) Основания и фундаменты
зданий и сооружений. Основные положения. - М., 2011
. П4-2000 к ТКП 45-5.01-235-2011 Проектирование
забивных свай М.; 2011
3. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и
фундаменты. Л., 1988.
. Фундаменты зданий: альбом чертежей. Л.: ЛИИЖТ, 1983.
. Вотяков И.Ф. Механика грунтов, основания и
фундаменты: методические указания к выполнению курсового проекта. Гомель:
БелГУТ, 1996.
Механика грунтов , основания и фундаменты . Курсовая работа...
Механика грунтов , основания и фундаменты
Министерство образования Республики Беларусь
Механика грунтов , основания и фундаменты
Механика грунтов (3) - Реферат , страница 1
Фразеологизмы Контрольная Работа 6 Класс Ладыженская
Правоприменительная Деятельность Реферат
Итоговое Сочинение Кого Можно Назвать Белой Вороной
Женские Образы Тихого Дона Сочинение
Сочинение 2 Аргумента Пример