Основания и фундаменты

                             Министерство образования и науки  РФ

               Федеральное государственное бюджетное  учреждение

                               высшего профессионального образования

               Ульяновский Государственный Технический   Университет

                           Кафедра «Строительные конструкции»

                           Дисциплина «Основания и фундаменты»

 

 

 

                       

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому проекту  по дисциплине:

«Основания  и фундаменты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                            Выполнил: студент гр.ПГСд-33

                                             Минугалимов Ф.Ф.

                                                                    Принял: Пьянков С.А.                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Ульяновск 2012 год.

 

Содержание.

 

Введение……………………………………………………………………… 3

1. Оценка инженерно геологических  условий…………………………... 4

1.1 Описание слоев……………………………………………………………4

1.2 Расчет дополнительных характеристик  грунтов (физико-механические свойства)……………………………………………………………………….4

1.3 Ориентировочное значение расчетного  сопротивления грунта R_o ........8

Заключение по строительной площадке…………………………………….9

 

2. Фундамент мелкого  заложения………………………………..……….. 10

2.1 Выбор глубины заложения фундамента……………………………….. 10

2.2 Определение площади подошвы фундамента мелкого заложения……11

2.2.1 Предварительное назначение  площади подошвы фундамента…….. 11

2.2.2 Предварительное конструирование  фундамента……………………. 12

2.2.3 Проверочный расчет по давлению…………………………………… 12

2.2.4 Определение осадки фундамента  методом послойного 

суммирования………………………………………………………………... 17

2.2.5 Проверка слабого подстилающего  слоя……………………………….20

 

3. Расчет и конструирование свайного фундамента……..…………….. 22

3.1 Определение вида свай………………………………………………….. 22

3.2 определение расчетных характеристик  свайного фундамента……….. 22

3.3 определение несущей способности  сваи……………………………….. 22

3.3.1 несущая способность сваи  по материалу……………………………...22

3.3.2 несущая способность сваи  по грунту………………………………… 22

3.4 Определение количества свай…………………………………………... 24

3.5 Конструирование и расчет  свайного ростверка……………...……........ 25

3.6 Проверка свайного фундамента  по фактической нагрузке……………. 25

3.7 Расчет свайного фундамента  по II группе предельных                   

состояний  (по деформациям)…………………………………………………27

 3.8 Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования…………………………………………………………………..28

 

4. Расчет и конструирование  буронабивных свай………………………. 32

4.1 Определение расчетных характеристик свайного фундамента……….. 32

4.2 Определение несущей способности сваи……………………………….. 32

4.2.1 Несущая способность сваи по материалу……………………………...32

4.2.2 несущая способность сваи по грунту……………………………….… 32

4.3 Определение количества свай………………………………………….... 34

4.4 Проверка свайного фундамента по фактической нагрузке……………. 34

4.5 Расчет свайного фундамента по II группе предельных                   

состояний  (по деформациям)…………………………………………………36

 4.6 Определение осадки свайного фундамента методом послойного суммирования…………………………………………………………………..38

 

Технико-экономическое  сравнение.............................................................. 41 

 

5. Расчет всех фундаментов здания............................................................... 42

5.1 Расчет фундамента № 2................................................................................ 42

5.2 Расчет фундамента № 3................................................................................ 44

5.3 Расчет фундамента № 4...............................................................................  46

5.4 Расчет фундамента № 5................................................................................ 48

5.5 Расчет фундамента № 6................................................................................ 51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Проектирование  фундаментов является одним из сложных  вопросов    проектирования конструкций зданий и сооружений. При проектировании      фундаментов, инженер в большинстве случаев должен считаться с имеющимися грунтами на площадке строительства и использовать их строительные качества, с тем, чтобы принять наиболее рациональное решение.

Вопросом  проектирования фундаментов, в частности  оценкой грунтов как оснований  сооружений, а так же оценкой работы основных несущих конструкций сооружений (фундамента, стен, каркаса, перекрытий и т.д.) совместно с работой грунтов основания требуется заниматься при выборе площадки строительства, размещения сооружений на этой площадке, назначение ее конфигурации, этажности и выборе основных несущих конструкций.

Для получения  наиболее экономичного решения при  проектировании фундамента задачу следует  рассматривать комплексно, одновременно оценивая следующие вопросы:

1) Выбор несущих конструкций сооружений, удовлетворительно работающих при фактических грунтовых условий.

2) Возможные деформации грунтов основания сооружения

3) Способ производства земляных работ и возведения фундамента, обеспечивающий необходимое сохранение грунтов.

Задача  проектирования сводится к выбору несущего слоя грунта, глубины заложения и  конструкции фундамента, определение  размеров фундамента, при которых  характеризуется  гарантируется надежное существование сооружения, допустимые деформации и устойчивость грунтов в основании, а так же назначают способ постройки фундамента, обеспечивающий сохранение природной структуры грунтов в основании. При проектировании фундаментов в сложных грунтовых условиях необходимо учитывать совместную работу грунтов основания и надземных конструкций. В случае устройства фундаментов с относительно небольшой глубиной заложения сохранение структуры грунтов основания обычно обеспечивается защитным слоем, удаляемым непосредственно перед устройством фундаментов и т. п. Вследствие этого при проектировании указывают лишь на характер мер, направленных на сохранение структуры грунтов без деталировки и расчетов, которые выполняют в проекте производства работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Оценка инженерно-геологических  условий строительной площадки.

 

Площадка  строительства расположена в  городе Ульяновск. На площадке расположены 3 скважины, образующих разрез  I – I. Сама строительная площадка расположена между скважинами скв.1 и скв.2, так как это наиболее удобное место для строительства, со слоистым напластованием, когда все слои грунта относительно однородны и горизонтальны.

 

1.1 Описание слоев

а) Почвенно-растительный слой. Толщина слоя от 0,3 до 1 метра.

б) Песок серовато-желтый, пылеватый. Толщина слоя от 0,1 до 4 метров.

в) Глина коричневато-серая,пылеватая,ленточная. Толщина слоя от 2 до 4 метров.

г) Суглинок серый,пылеватый, с линзами песка и гравия. Толщина слоя бурением не установлена.

Уровень грунтовых  вод проходит в слое пылеватого,серовато-желтого песка. Глубина залегания грунтовых вод 1 м.

 

 

     1.2 Расчет дополнительных характеристик грунтов (физико-механические свойства).

 

1) Песок серовато-желтый, пылеватый.

Удельный вес  в сухом состоянии

 

     

  где  - удельный вес кН/м³;

  w – влажность природная %;

  = 15.1 кН/м³;

 

Коэффициент пористости e;

 

;

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес кН/м³;

w – влажность природная;

 

 

 

Степень влажности S_r

_;

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

w – влажность природная %;

e – коэффициент пористости;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

 

=0.91

 

Число пластичности  J_p ;

J_p =  w_t - w_p

 Где w_t – влажность на границе текучести;

 w_p – влажность на границе расскатывания;

J_p =  0

Показатель текучести J_L ;

;

 

Где w – влажность природная;

w_t – влажность на границе текучести;

w_p – влажность на границе раскатывания;

 

 

Удельный вес  грунта с учетом взвешивающегося  действия воды

 

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

e – коэффициент пористости;

 

  кН/м³

 

 

2) Глина коричневато-серая, пылеватая, ленточная

 

Удельный вес в сухом  состоянии 

 

     

  где  - удельный вес кН/м³;

  w – влажность природная %;

  кН/м³;

 

Коэффициент пористости e;

 

;

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес кН/м³;

w – влажность природная;

 

 

 

Степень влажности S_r

 

_;

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

w – влажность природная %;

e – коэффициент пористости;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

 

=0.99

 

Удельный вес грунта с учетом взвешивающегося действия воды

 

;

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

e – коэффициент пористости;

 

  кН/м³

 

Число пластичности  J_p ;

J_p =  w_t - w_p

 Где w_t – влажность на границе текучести;

 w_p – влажность на границе расскатывания;

J_p =  0,50-0,30=0,20

 

 

Показатель текучести J_L ;

;

 

Где w – влажность природная;

w_t – влажность на границе текучести;

w_p – влажность на границе расскатывания;

 

 

3) Суглинок серый , пылеватый, с линзами песка и гравия

 

Удельный вес в сухом  состоянии 

 

     

  где  - удельный вес кН/м³;

  w – влажность природная %;

 

 кН/м³;;

 

Коэффициент пористости e;

 

;

 

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес кН/м³;

w – влажность природная;

 

 

 

Степень влажности S_r

 

_;

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

w – влажность природная %;

e – коэффициент пористости;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

 

 

=0.95

 

 

Удельный вес грунта с учетом взвешивающегося действия воды

 

;

где - удельный вес частиц грунта кН/м³;;

- удельный вес воды ( =10 кН/м³ )

e – коэффициент пористости;

 

  кН/м³

 

 

Число пластичности  J_p ;

J_p =  w_t - w_p

 Где w_t – влажность на границе текучести;

 w_p – влажность на границе расскатывания;

J_p =  0,24-0,11=0,13

 

 

Показатель текучести J_L ;

;

 

Где w – влажность природная;

w_t – влажность на границе текучести;

w_p – влажность на границе расскатывания;

 

 

 

 

1.3 Ориентировочное значение расчетного  сопротивления грунта R_o ;

 

1) Песок серовато-желтый,пылеватый – определяется с учетов коэффициента пористости и степени влажности по таблице Д.2 приложения Д СП 50.101.-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»

 

R_o = 100 МПа

 

 

 

2) Глина коричневая-серая, пылеватая, ленточная– определяется с учетов коэффициента пористости и показателя текучести интерполяцией по таблице Д.3 приложения Д СП 50.101.-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»

 

е	=0	=1
0,8	300	200
1,1	250	100

 

 

R_o = 195 кПа

 

3)Суглинок серый, пылеватый, с линзами песка и гравия – определяется с учетов коэффициента пористости и показателя текучести интерполяцией по таблице Д.3 приложения Д СП 50.101.-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»

е	=0	=1
0,3	400	350
0,5	350	250