Курсовой проект по предмету "Основания и Фундамент"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО Тюменский Государственный  Архитектурно-Строительный Университет

 

Кафедра Строительного производства, 
оснований и фундаментов

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа  
по дисциплине

«Основания и фундаменты»

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Студентка группы ГСХ 09-1 Маглёваная О.А. Проверила: Старший преподаватель   Гейдт Л.В.

 

 

 

 

 

Тюмень, 2012

Содержание 

1. Исходные данные……………………………………………………………………………....3
2. Оценка геологических и гидрогеологических условий строительной площадки………...4
1. Определение физико-механических характеристик грунтов………………………...4
2.     Свободная таблица физико-механических свойств грунтов…………………………9
3.    Инженерно-геологический разрез строительной площадки…………………………10
4.      Заключение по строительной площадке……………………………………………10
3. Проектирование фундаментов мелкого заложения………………………………………...11
1.     Определение глубины заложения фундаментов……………………………………..12
2.     Обоснование выбора типа основания и фундаментов………………………………11
3.     Определение основных размеров фундаментов в плане…………………………….13
4.     Проверка кровли подстилающего слоя грунта……………………………………….15
5.     Расчет  осадок (деформаций) оснований……………………………………………..15
6.     Конструирование фундамента………………………………………………………...19
4. Расчет свайного фундамента…………………………………………………………………20
1.    Определение глубины заложения ростверка………………………………………….20
2.    Выбор типа и конструкции сваи……………………………………………………….20
3.    Определение несущей способности свай……………………………………………...20
4.    Определение количества свай, их размещение и уточнение размеров ростверка….21
5.    Конструирование свайного ростверка………………………………………………...22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные 
Вариант 33

1. Оценка конструктивной характеристики здания или сооружения

• Район строительства – Новосибирск;

• Месяц строительства – март;
• Конструкция- наружная стена здания с подвалом =2,5 м.
• Размер конструкции - 0,72м.
• Вертикальная временная нагрузка –N=470 кН,
• Эксцентриситет приложенной нагрузки – 0,040 м.
• Конструктивная схема сооруженияL/H= 1,0.

Литологическое описание слоев  по скважинам

Таблица 1

Номер слоя	Глубина, м.		Скважина №1	Скважина №2	Скважина №3
	от	до
1	0	0,2	Чернозём	Чернозём	Чернозём
2	0,2	1,8	Песок средней крупности	Песок средней крупности	Песок средней крупности
3	1,8	4,5	Глина	Глина	Глина
4	4,5	14	Глина	Глина	Глина
Уровень подземных вод обнаружен  на глубине 1,2 метра

 

 Физические свойства грунтов

Таблица 2

Номер слоя	Глубина взятия проб, м.	Уд.вес мин.част. ᵞs, кН/м3	Уд.вес грунта , кН/м3	Влажность W, %	Границы пластичности
					WL, %	Wp, %
1	-	-	-	-	-	-
2	1,0	25,8	20,0	20	-	-
3	4,3	27,0	16,9	34	39	20
4	9,5	27,3	18,9	29	38	20

 

 

 

 

 

 

2. Оценка геологических  и гидрогеологических условий  строительной площадки

2.1. Определение физико-механических  характеристик грунтов

Слой №2. Песок средн. крупности

1) Плотность грунта

                                                                                                                                      

где   - удельный вес грунта, Кн/м3;

g – ускорение свободного падения  (10 м/с2);

 

 

 

2) Плотность частиц грунта:

                                                                                                                                        

где γs – удельный вес частиц; кН/м3;         

   

    3) Плотность сухого грунта:

       

         где r — плотность грунта, т/м3;

    W — влажность грунта, д.е.

 

        4) Коэффициент  пористости грунта:

       

        где rs — плотность частиц грунта, т/м3;

        rd — плотность сухого грунта, т/м3.

      

5) Коэффициент водонасыщения (степень  влажности):

       

         где W — природная влажность грунта, д. е.;

  е — коэффициент пористости;

  rs — плотность частиц грунта, т/м3;

  rw — плотность воды, принимаемая равной 1 т/м3.

       

6) 10,26 Кн/м3

Песок средней крупности. Насыщенный водой, средней плотности,

.слабоуплотняющийся.

Слой №3 Глина

1) Плотность грунта

 

2) Плотность частиц грунта:

 

        3) Плотность  сухого грунт

 

        4) Коэффициент  пористости грунта:

      

5) Коэффициент водонасыщения (степень  влажности):

       

6) Число пластичности

 

где 

 

=0,39-0,20=0,19

7) Показатель текучести

 

где  W – влажность грунта

 

 

 

8) 14,91 Кн/м3

Глина. Влажная, мягкопластичная, сильноуплотняющийся грунт

Слой №4. Глина

1) Плотность грунта

1,89 т/м3

2) Плотность частиц грунта:

2,73т/м3

        3) Плотность  сухого грунт

 

        4) Коэффициент  пористости грунта:

       0,87

5) Коэффициент водонасыщения (степень  влажности):

        0,91

6) Число пластичности

 

=0,38-0,20=0,18

7) Показатель текучести

 

 

8) 9,25 Кн/м3

Глина. Насыщенная водой. Тугопластичная. Среднеуплотняющаяся .

 

2.2. Сводная таблица физико-механических свойств грунтов.

Таблица 3

Показатели	Обозначения	Номер геологических слоев			Формула для расчета
		2	3	4
Удельный вес твердых  частиц грунта	γs,кН/	25,8	27,0	27,3		Из задания
Удельный вес грунта	γ,кН/	20,0	16,9	18,9		Из задания
Влажность грунта	W, д.е.	20	34	29		Из задания
Удельный вес скелета  грунта	γd,кН/	0,95	0,5	0,63
Коэффициент пористости	e	0,5	1,14	0,87
Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды	γsw,кН/	10,26	14,91	9,25
Степень влажности	,д.е.	0,95	0,8	0,91
Граница раскатывания	, д.е.	-	20	20		Из задания
Граница текучести	, д.е.	-	39	38		Из задания
Число пластичности	, д.е.	-	19	18
Показатель текучести	, д.е.	-	0,74	0,5
Модуль деформации	E,МПа	17	7	15		По СНиП
Угол внутреннего трения	µ, град	38	7	15		По СНиП
Сцепление	с, кПа	2 (0,02)	29 (0,29)	40 (0,4)		По СНиП
Класси фикация грунтов:  по e,S		Сильноупло тняющаяся, водонасыщенная	Среднеупло тняющийся, водонасыщенный	Среднеуплотняющийся,малой плотности, водонасыщенный
по,		Глина   тугопластичная	Суглинок полутвердый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Инженерно-геологический разрез  строительной площадки.

Инженерно-геологический разрез или  геологический профиль строиться  по данным лабораторных исследований и геодезических изысканий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Заключение по строительной площадке

Гидрогеологические условия строительной площадки характеризуются наличием горизонта грунтовых вод, уровень  которых в пределах площадки зафиксирован на глубине 1,2 м., проходя в слое песка мелкой крупности, который имеет удельный вес 20,0 г/см³.

В целом рельеф спокойный, без значительных перепадов глубин слоев (высот до одного метра), грунты имеют слоистое напластование.

При строительстве на данной площадке могут быть использованы фундаменты любого типа, при условии залегания  ниже глубины промерзания.

 

3. Проектирование фундаментов  мелкого заложения

3.1. Определение глубины заложения  фундаментов

При выборе глубины заложения фундамента руководствуемся следующими факторами:

1. Инженерно – геологическое:

Минимальная глубина заложения  фундамента принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности  территории.

 

2. Глубина сезонного промерзания грунтов:

Нормативная глубина промерзания:

, где  -  безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП «Строительная климатология и геофизика», а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d₀   -   величина, принимаемая равной, м, для:

суглинков и глин - 0,23;

супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28;

песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30;

крупнообломочных  грунтов - 0,34.

 

сумма отрицательных температур за весь год в г. Тюмень, определяемая по таблице 3 СНиП 23-01-99* “Строительная климатология”

 

 

M_t = 17,4+16,1+7,7+7,9+13,7=

.

Глубина сезонного промерзания  грунта:

где d_fn - нормативная глубина промерзания,

k_h – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения.

Здание с отапливаемым подвалом, 15˚С,=0,5(таблица 1, СНиП 2.02.01-83)

 

3. Глубина нахождения грунтовых вод:
4. d_ω d_f + 2
5. 1,2≤1,19+2 -  не менее d_f

Где d_ω - уровень грунтовых вод, м.

Поскольку уровень грунтовых вод  обнаружен на глубине 1,2 м, то согласно таблице 2 СНиП 2.02.01-83, глубина заложения фундамента не менее d_f,для суглинковс .

 

6. Конструктивное условие:

Здание с подвалом =2,5 м.

Выбираем конструктивную схему:

Глубину заложения определяем по формуле:

=++

где - глубина заложения фундамента;

- глубина подвала, = 2,5 м.;

- высота конструкции пола подвала =0,2

- высота фундаментной  подушки,=0,3м.

 

=2,5+0,2+0,3=3,0

 

3.2. Обоснование выбора типа основания  и фундаментов

Согласно проведенным расчетам принимаем глубину заложения  фундамента мелкого заложения d=2,5 м. Основанием для фундамента мелкого заложения служит – глина тугопластичная , с залеганием слоя на 1,5.Данный грунт может использоваться в качестве основания.

3.3. Определение основных размеров  фундаментов в плане

1. Площадь подошвы фундамента:

, где

N -нагрузка, прикладываемая к уровню обреза фундамента, кН; N = 470 кН (по заданию);

- расчетное сопротивление грунта  основания, кПа. R₀ = 230 кПа (Принимается по СНиП 2.02.01-83 «Основание здания и сооружения» приложение 3, таблица 3); [1]

γ_ср – осреднённый вес грунта и материала фундамента, γ _ср=20 кН/м ³;

d = 3,0м.

2. Ширина подошвы ленточного фундамента

b===5,9м.

 

3. Расчетное сопротивление грунта

где: - глубина подвала, при ширине менее 20 м и глубине более 2 м =2,5м,

- коэффициент условий работы  грунтов основания,  =1;

- коэффициент условий работы  сооружения во взаимодействии  с грунтами основания  =1

k – коэффициент, принимаемый равным: 1,1;