На головну    

 Проектування і розрахунок фундаментів мілкого і глибокого закладення одноповерхового виробничого будинку - Будівництво

Костромська

ГОСУДАРСТВЕННАЯСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМІЯ Кафедра «Будівельні конструкції»

Курсовий проект

на тему «Проектування і розрахунок

фундаментів мілкого і глибокого закладення одноповерхового

виробничої будівлі »

Виконав:

студент 4 курсу 1 групи

архітектурно-будівельного факультету

Виноградов В. С.

Прийняла: Прімакіна Є. І.

Кострома 2003

Зміст.

1. Коротка характеристика будівлі

2. Основні відомості про будівельному майданчику

3. Оцінка властивостей окремих шарів грунту

4. Оцінка геологічної будови майданчика

5. Розрахунок фундаментів мілкого закладення:

розрахунок першого перетину

розрахунок другого перетину

6. Розрахунок фундаментів глибокого закладення:

розрахунок першого перетину

розрахунок другого перетину

7. Вибір палебийного обладнання

8. Пристрій котловану

9. Пристрій водопониження

10. Список використаної літератури

1.Краткая характеристика проектованої будівлі.

O Призначення та основні особливості проектованої будівлі.

Дана будівля є промисловим. Воно має розміри в плані в осях 96x120 м. Кількість поверхів в даному будинку 1. Повна висота будівлі від спланованої позначки до карниза 13 м. Умовна позначка чистої підлоги першого поверху 0.000 м вище спланованої позначки землі на 0.15 м.

O Конструктивне рішення будівлі.

Дана будівля з повним каркасом, несучі стіни - навісні панелі. Товщина зовнішніх стін 300 мм. Несучими конструкціями є колони. Фундамент в даному будинку є навантаженим з ексцентриситетом.

2.Основні відомості про будівельному майданчику.

Місцеві умови будівельного майданчика.

Абсолютні відмітки поверхні будівельного майданчика: 142.99 м, 143.95 м, 144.91 м. Рельєф майданчики рівний, спокійний і має ухил 1.8%.

Геологічна будова майданчика.

Геологічна будова майданчика характеризується геологічними виробками - свердловинами №1, №2, №3 з яких з глибини 1.5 м, 3.5 м, 8 м, 13.5 м, відібрано зразки ґрунту для лабораторних випробувань.

3.Оценка властивостей окремих шарів грунту

1слой - насип.

2слой - пилувато-глинистий грунт.

Визначаємо число пластичності за формулою

Ip = WL-Wp = 23.5-17.0 = 6.5 за таблицею 1.8 [1] - грунт супісок

т.к. 1 WL- вологість на межі текучості;

Wp- вологість на кордоні пластичності.

Визначаємо показник плинності:

IL = (W-Wp) / Ip = (15.4-17) /6.5= -0.246

Відповідно до табл. 1.9 [1] тип ґрунту супісок, різновид якого за показником текучості - тверда т.к. IL <0.

За ступенем вологості Srопределяем водонасиченому грунту.

т / м3

e = (2.68-1.716) /1.716=0.56 - коефіцієнт пористості грунту.

Sr = 0.154 * 2.68 / (0.56 * 1) = 0.737 - грунт вологий, тому 0.5 W - природна вологість грунту;

r- природна щільність грунту т / м3;

rs- щільність часток т / м3;

rd- щільність сухого ґрунту т / м3;

rw = 1 т / м3-щільність води.

Для попередньої оцінки набухаемости ґрунту знаходимо показник просадочности. Цією властивістю володіють тільки пилувато-глинисті грунти. Грунт вважається просадними, якщо Sr <0.8 і показник просадочности знаходиться в діапазоні:

П = (0.616-0.56) / (1 + 0.56) = 0.036

eL- коефіцієнт, що відповідає вологості на межі текучості.

e - коефіцієнт пористості природного грунту.

Грунт вважається набухають, якщо П> 0.3 (п.10.2.1 [1]).

Висновок: грунт- супесь тверда, волога, непросадних, ненабухающая, малопучіністая.

3 шар -пилевато-глинистий грунт.

Визначаємо число пластичності за формулою

Ip = WL-Wp = 34.3-18.0 = 16.3 по таблиці 1.8 [1] - грунт суглинок тому 7 Визначаємо показник плинності:

IL = (W-Wp) / Ip = (30-18) /16.3= 0.736

У відповідностей з табл. 1.9 [1] тип ґрунту суглинок, різновид

якого за показником текучості - м'якопластичного тому 0.5 Oпределяется коефіцієнт пористості грунту.

т / м3

e = (2.54-1.4769) /1.4769=0.7198

Визначаємо ступінь вологості грунту. За ступенем вологості визначаємо водонасиченому грунту.

Sr = 0.3 * 2.54 / (0.7198 * 1) = 1.058 - грунт насичений водою т.к. Sr> 0.8 по табл. 1.6 [1].

Знаходимо показник просадочности.

П = (0.66-0.7198) / (1 + 0.7198) = -0.035

У відповідність з п.10.2.1 [1] - грунтом не осідаючих.

Висновок: грунт- суглинок м'якопластичного, насичений водою, що не просадчика, що не набухають, сільнопучіністих.

4 шар - пилувато-глинистий грунт.

Визначаємо число пластичності за формулою

Ip = WL-Wp = 40.8-19.8 = 21 по таблиці 1.8 [1] - грунт глина тому Ip> 17

Визначаємо показник плинності:

IL = (W-Wp) / Ip = (26.3-19.8) / 21 = 0.3095

У відповідностей з табл. 1.9 [1] тип ґрунту глина, різновид, якій за показником текучості - тугопластичної тому 0.25 Oпределяется коефіцієнт пористості грунту.

т / м3

e = (2.47-1.59) /1.59=0.55

Визначаємо ступінь вологості грунту. За ступенем вологості визначаємо водонасиченому грунту.

Sr = 0.263 * 2.47 / (0.55 * 1) = 1.181 - грунт насичений водою т.к. Sr> 0.8 по табл. 1.6 [1].

Знаходимо показник просадочности.

П = (0.82-0.55) / (1 + 0.55) = 0.17

У відповідність з п.10.2.1 [1] - грунтом не осідаючих.

Висновок: грунт- глина тугопластичної, найнасиченим водою, що не просідають і набухають, середньоздимистих.

5 шар - пісок

Для визначення типу грунту по крупності частинок необхідно підсумувати дані процентного вмісту часток по табл.1.5 [1]

Частинок> 2 мм - 12.3% у той час як для гравелисті піску часток має бути більше 25%.

Частинок 2 - 0.5 мм - 12.3 + 31.9 = 44.2% - в той час як для крупного піску часток має бути більше 50%.

Частинок 0.5 - 0.25 мм - 12.3 + 31.9 + 22.8 = 67%> 50% - знаходять пісок середньої крупності.

Визначаємо коефіцієнт пористості грунту.

т / м3

e = (2.74-1.645) /1.645=0.67 - по e - середньої щільності тому 0.55 <0.67 <0.7 по табл. 1.7 [1].

Визначаємо ступінь вологості:

Sr = 0.24 * 2.74 / (0.67 * 1) = 0.988 - грунт насичений водою т.к. Sr> 0.8 по табл. 1.16 [1].

Висновок: грунт- пісок середньої крупності, середньої щільності, найнасиченим водою, практично непучиністих.

Зведена таблиця фізичних властивостей ґрунтів.

 Фізичні хар-ки Найменування інженерно-геолог. елементів супесь тверда, волога, непросадних, ненабухающая, малопучіністая. суглинок м'якопластичного, насичений водою, що не просадчика, що не набухають, сільнопучіністих. глина тугопластичної, найнасиченим водою, що не просідають і набухають, середньоздимистих. Пісок середньої крупності, середньої щільності, найнасиченим водою, практично непучиністих.

 1.r, т / м 3 1.98 1.92 2.01 2.04

 2. r d, т / м 3 1.716 1.4769 1.59 1.645

 3. r s, т / м 3 2.68 2.54 2.47 2.74

 4.g, кН / м 3 19.8 19.2 20.1 20.4

 5. g d, кН / м 3 17.16 14.769 15.9 16.45

 6. g s, кН / м 3 26.8 25.4 24.7 27.4

 7.W,% 15.4 30 26.3 24

 8.W p,% 17.0 18 19.8 -

 9. W L,% 23.5 34.3 40.8 -

 10.e 0.56 0.7198 0.55 0.67

 11.S r 0.737 1.058 1.181 0.988

 12.I p 6.5 16.3 21 -

 13.I L -0.246 0.736 0.3095 -

Зведена таблиця механічних характеристик грунтів.

 Мехаческіе хар-ки Найменування інженерно-геолог. Елементів супесь тверда, волога, непросадних, ненабухающая, малопучіністая. суглинок м'якопластичного, насичений водою, що не просадчика, що не набухають, сільнопучіністих. глина тугопластичної, найнасиченим водою, що не просідають і набухають, середньоздимистих. пісок середньої крупності, середньої щільності, найнасиченим водою, практично непучиністих.

 - Деформаціонние-

 14.E, Мпа 28.86 14.54 17.756 24.892

 15.m o по комп. Ісп. Мпа -1 0.03 0.073 - -

 - Прочностние-

 16.с II (уд.сцеп.) КПа 18 грудня 55 -

 17.j II (уг.вн.трен.) Град 23 16 18 30

 18.R o (ус.рас.соп.) КПа 288.69 200.859 488.1 400

4. Оцінка геологічної будови майданчика.

Грунт будівельного майданчика має шарувату нашарування, з заляганням шарів, близьких до горизонтальних і витриманим по потужності. У товщі грунтів залягають підземні води.

Геологічні вишукування вироблялися в липні.

Абсолютні відмітки підземних вод:

Скв.N 1 - 140.30 м

Скв.N 2 - 141.90 м

Скв.N 3 - 143.00 м

Рівень грунтових вод 2.69, 2.05, 1.91 м, тобто в несприятливий період фундаменти будівлі можуть виявитися в підтопленні, в такому випадку необхідно буде передбачити посилену гідроізоляцію і підсипку з нездимальних матеріалів.

5.Расчет фундаменту мілкого закладання.

Розрахунок першого перетину під колону середнього ряду.

Визначаємо глибину закладання фундаментів.

За конструктивними: особливостям будівлі і перетину колони 1400х500 підбираємо тип подколонніка Д з перетином 2100х1200, з розмірами склянки 1500х600 по низу, 1650х650 по верху і глибиною 1250.

 g = 2.04 т / м 3

 j II = 30 o

За кліматичними: нормативна глибина промерзання для даного району будівництва 1.8 м - визначена по карті рис. 5.15 [1].

Визначимо розрахункову глибину промерзання

df = dfn · kn; kn = 0.56 (т. 5.9 [1]) df = 1.8 · 0.56 = 1.008 м. d ? 1.008 м.

За геологічними: в якості природного підстави приймаємо 2 шар супісок тверда, волога, непросадних, ненабухающая, малопучіністая. d ? 0.78 м.

За гідрогеологічними: d <2.69 м.

Остаточна глибина закладення фундаменту 2.4 м від спланованої позначки землі. Робочим шаром є грунт - супісок тверда, подстилающими грунтами - суглинок, глина і пісок.

Попередньо визначаємо розміри фундаменту умовно вважаючи його центрально навантаженим квадратної форми.

кНкПакН / м3м

 g = 2.04 т / м 3

 j II = 30 o

 g = 2.01 т / м 3

 c II = 55 кПа

 j II = 18 o

 g = 1.92 т / м 3

 c II = 18 кПа

 j II = 16 o

 g = 1.98 т / м 3

 c II = 12 кПа

 j II = 23 o

 g = 1.58 т / м 3

Врахуємо прямоугольность фундаменту

мм

приймаємо ФД11-3

ммм3

Враховуємо що фундамент внецентренно навантажений і визначаємо ексцентриситет.

кНмкНкН / м3

Наводимо навантаження до підошви фундаменту

Вага фундаментакН

Обсяг грунтам3

Момент у підошви фундаментакНм

знайдемо середня питома вага грунту вище підошви фундаменту

кН / м3

-вага ґрунту

кН

м

визначимо відносний ексцентриситет і порівняємо його з допустимим

2 - я комбінація

кНмкН

кН

м

Визначаємо вид епюри контактних тисків. Епюра має трапецієподібну форму т.к.

кПа

кПа

q - навантаження від устаткування, людей, складованих матеріалів і виробів. Згідно п.3.2 [4] приймається не менше 2 кПа.

Перевірка під кутом підошви фундаменту

т / м3-питома вага грунтів залягають вище підошви фундаменту.

т / м3-питома вага грунтів залягають нижче підошви фундаменту на глибину 0.5b.

кПам

gс1, gс2- коеф. умов роботи таб.5.11 [1].

к - коеф. залежний від того як були визначені з і j.

Мg, Мс і Мq коеф. прийняті за таб.5.12 [1].

kz- коеф. залежний від b.

d1- глибина закладання фундаментів.

кПа

кПа

Отже перевірка міцності підстави виконується тобто розміри фундаменту підібрані вірно.

Розрахунок по несучої здатності основи.

,

де F = 2734.231 кН - розрахункове навантаження на підставу; Fu- сила граничного опору основи; gс- коеф. умов роботи приймається для глинистих ґрунтів - 0.9; gn- коеф. надійності за призначенням споруд приймається для спорудження II класу рівним 1.15.

Fu = b` ? l` ? (Ng ? xg ? l` ? gI + Nq ? xq ? gI` ? d + Nc ? xc ? cI),

де b` = b-2 ? eb = 3-2 ? 0.086 = 2.828 м - наведені ширина і довжина фундаменту

l` = l-2 ? el = 3.6-2 ? 0.2 = 3.2 м

eb, el- ексцентриситети прикладання навантажень.

Ng, Nq, Nc- безрозмірні коеф. визначаються за таб.5.28 [1]

Ng = 5.87; Nq = 10.66; Nc = 20.72

xg = 1-0.25 / h = 1-0.25 / (l` / b`) = 1-0.25 / (3.2 / 2.828) = 0.779 - коеф. форми підошви фундаменту

xq = 1 + 1.5 / h = 1 + 1.5 / 1.13 = 2.33

xc = 1 + 0.3 / h = 1 + 0.3 / 1.13 = 1.27

Fu = 2.828 ? 3.2 ? (5.87 ? 0.779 ? 3.2 ? 11.052 + 10.66 ? 2.33 ? 18.5 ? 2.4 + 20.72 ? 1.27 ? 12) = 14301.012 кН

14301.012 ? 0.9 / 1.15 = 11192.096 кН> 2734.231 кН, тобто несуча здатність основи при прийнятих розмірах фундаменту забезпечена.

Розрахунок опади підстави методом еквівалентного шару.

Побудуємо еszpі еszg

кПа

 s zg

 s zp

szgi = Sgi ? hi- де gi- питома вага грунту (при наявності підземних вод визначається з урахуванням взвешивающего дії води), hi-потужність шару.

з урахуванням взвешивающего дії води.

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

кПа

Aw = f (l / b; n) - таб.5.6 [5]

м

м

Визначимо модуль деформації

2 шар-супесь

кПакПа

кПакПа

кПа

кПа

кПа

3 шар-суглинок

кПакПа

кПакПа

кПа

кПа

кПа

4 шар-глинам

кПакПа

кПакПа

кПа

кПа

мм

кПа

d - діаметр штампа d = 0.277 м, w = 0.79 - коефіцієнт, b, n - т. 1.15 [1]

ммм

ммм

h - потужність стискуваного шару, z- відстань від середини сжим. шару до кінця поширення опади.

м

Що набагато менше граничної 8 см таб.5.26 [1].

Перевіряємо міцність підстилаючого шару.

кПакПакПа

м

кН / м3

кН / м3

кПа

м

кПа

умова виконується

Розрахунок другого перерізу під колону крайнього ряду.

Перша комбінація

Попередньо визначаємо розміри фундаменту умовно вважаючи його центрально навантаженим квадратної форми.

кНкПакН / м3м

м

Врахуємо прямоугольность фундаменту

м

приймаємо ФД11-3ммм3

Враховуємо що фундамент внецентренно навантажений і визначаємо ексцентриситет.

кНмкНкН / м3

кН

м3

кНм

кН / м3

кН

кН

м

Друга комбінація

кНмкН

кНм

м

Визначаємо вид епюри контактних тисків.

кПа

кПа

Перевірка під кутом підошви фундаменту

кПа

м

кПа

кПа

Отже перевірка міцності підстави виконується тобто розміри фундаменту підібрані вірно.

Розрахунок опади підстави методом еквівалентного шару.

Побудуємо еszpі еszg

кПа

кПа

м

м

ммм

ммм

кПакПакПа

м

Що набагато менше граничної 8 см таб.5.26 [1].

Перевіряємо міцність підстилаючого шару.

кПакПа

кПа

м

кН / м3кН / м3

кПа

м

кПа

Умова виконується тобто розміри фундаменту підібрані вірно.

6. Розрахунок фундаменту глибокого закладення.

Розрахунок фундаменту під перший розтин.

Проектуємо фундамент палі з забивними залізобетонними палями і монолітним ростверком. Глибину закладення верху ростверку приймаємо з конструктивних міркувань 1.8 м. Висоту ростверку приймаємо рівною 0.6 м. Величина закладення палі в ростверк приймаємо 0.3 м. В якості природного підстави приймаємо глину тугопластичної.

Попередньо приймаємо палю С10 - 30 довжиною 10 м квадратного перетину 0.3х0.3 м. Визначимо несучу здатність однієї палі

кНкНмкНкНмкН

кН / м3м

довжина палі

довжина палі без урахування защемлення в ростверку

несуча здатність однієї палі

мммммм

мммммм

кПакПакПакПакПа

кПа

м2

м

кПам

кН

hi- потужність разом шару.

zi- глибина закладання разом шару з поверхні до середини шару.

По т. 9.1 [2] R кПа.

По т. 9.2 [2] fiкПа

По т. 9.3 [2] gc = 1, gсR = 1, gcf = 1,

u - периметр однієї палі.

А - площа поперечного перерізу.

Визначаємо допустиму розрахункове навантаження на одну палю

PCB = 766.105 кН gg = 1 - коеф. надійності по грунту.

Визначаємо необхідне число паль

n = 3.508 шт.

прінімаемшт.

Визначимо навантаження припадає на кожну палю у позацентрово навантаженому фундаменті.

кН - вага подколонніка;

кН - вага ростверку;

- Коеф. надійності за навантаженням;

м3

м3

м3

м3

кН / м3

кН

кН

кНм

кНм

мм відстань від центру палі до осей відповідно.

кН

кН

1.2 ? PCB = 919.326 кН> Pmax

Нерівності виконуються, отже перевірка умов роботи крайніх паль показала, що фундамент палі запроектований раціонально.

Фундамент палі з висячими палями умовно приймають за масивний жорсткий фундамент глибокого закладення, контур якого обмежений розмірами ростверку, паль і деяким об'ємом грунту.

град.

кН

м

м

м3

м3

кН / м3

кН

кН

кНм

кНм

кПа

кПа

кН / м3кН / м3

кПа

кПа

Нерівності виконуються, значить розміри фундаменту підібрані вірно.

Розрахунок опади підстави

кПа

кПа

кПа

м

м

Визначимо модуль деформації.

4 шар-глина

кПа; кПа; кПа; кПа

; М;

кПа

кПа

м; м

кПа

5 шар-пісок

; М;

кПа; кПа; кПа; кПа

кПа

кПа

м; м

кПа

м; м; м; м

;; КПа; кПа

;

м

Що набагато менше граничної 8 см таб.5.26 [1].

Розрахунок фундаменту під другим розтин.

Проектуємо фундамент палі з забивними залізобетонними палями і монолітним ростверком. Глибину закладення верху ростверку приймаємо з конструктивних міркувань 1.8 м. Висоту ростверку приймаємо рівною 0.6 м. Величина закладення палі в ростверк приймаємо 0.3 м. В якості природного підстави приймаємо глину тугопластичної.

Попередньо приймаємо палю С8 - 30 довжиною 8 м квадратного перетину 0.3х0.3 м. Визначимо несучу здатність однієї палі.

кН; кНм; кН; кНм; кН; кН / м3

м

м

м; м; м; м;

м; м; м; м; м;

кПа; кПа; кПа; кПа; кПа

;;;

м2

м

кПа

м

кН

Визначаємо допустиму розрахункове навантаження на одну палю

PCB = 617.696 кН

Визначаємо необхідне число паль.

n = 2.3 шт.

прінімаемшт.

Визначимо навантаження припадає на кожну палю у позацентрово навантаженому фундаменті.

кН

кН

;;

м3

м3

м3

м3

кН / м3

кН

кН

кНм

кНм

мм

кН

кН

; 1.2 ? PCB = 741.24 кН> Pmax

Нерівності виконуються, отже перевірка умов роботи крайніх паль показала, що фундамент палі запроектований раціонально.

Фундамент палі з висячими палями умовно приймають за масивний жорсткий фундамент глибокого закладення, контур якого обмежений розмірами ростверку, паль і деяким об'ємом грунту.

град.

кН

м

м

м3

м3

кН / м3

кН

кН

кНм

кНм

кПа

кПа

кН / м3

кН / м3

; КПа ;;;

;;

кПа

кПа

Розрахунок опади підстави

м

м

мм

мм

кПакПа

м

Що набагато менше граничної 8 см таб.5.26 [1].

7. Вибір обладнання для забивання паль.

Визначаємо мінімальну енергію удару по формулі 8.21 [1].

Дж

а = 25 Дж / кН - коеф .;

Fv- розрахункове навантаження, що допускається на одну палю.

З т. 9.5 [5] вибираємо дизель молот С - 995 з енергією удару 33 кДж.

Розрахунок відмови палі.

формула 9.12 [5]

h = 1500 кН / м2стр. 207 [5], M = 1 стор. 207 [5],

A = 0.09 м2, площа поперечного перерізу палі

m1 = 2600 кг, маса молота

m2 = 2250 кг, маса палі

m3 = 1250 кг, маса ударної частини

E2 = 0.2 коефіцієнт відновлення удару

м

Що більше допустимого 0.002 м, тобто сваєбійне обладнання підібрано вірно.

8. Пристрій котловану.

Глибина котловану 2.4 м. При влаштуванні котловану запроектовані природні укоси з ухилом 1: 1. Розміри котловану понизу - 100.2х123.6 м2, по верху - 105х128.4 м2. На підставі стор.26 [10] і гл.7 [6] підібрана наступна землерийна машина:

Екскаватор з гідравлічним приводом при роботі зворотною лопатою ЕО-4121 потужністю 95 кВт, об'ємом ковша 1 м3.

9. Захист котловану від підземних вод.

Водозниження здійснюємо за допомогою відкритого водовідливу і виробляємо протягом усього часу влаштування фундаментів і інших підземних частин будівлі, розташованих нижче рівня підземних вод, до тих пір, поки навантаження від конструкції не перевищать виникає гідростатичний тиск і не забезпечать стійкість підземних споруд від спливання.

Відкритий водовідлив здійснюється прямо з котловану насосами. Для збереження природної будови грунтів воно повинно вестися з випередженням земляних робіт в певній послідовності. Вода відкачується з приямків, куди вона надходить з канавок глибиною 0.3-0.5 м, розташованих по периметру котловану з ухилом i = 0.01-0.02 у бік приямків. Приямки влаштовують не ближче 1 метра від граней фундаменту. У міру розробки котловану приямки заглубляются разом з канавками. Приямки заглубляются не менше ніж на 0.7-1 м, і рівень води в них підтримується на 0.3-0.5 м нижче дна виритого котловану.

10. Список використаної літератури.

1. Довідник проектувальника «Підстави, фундаменти і підземні споруди». Під редакцією Е.А. Сорочана, Ю.Г. Трофіменкова. М., 1985.

нова, М., Стройиздат, 1984.

2. СНиП 2.02.01 - 83 «Підстави будівель і споруд», М., 1985.

3. СНиП 2.02.03 - 85 «Пальові фундаменти», М., 1986.

4. СНиП 2.01.07 - 85 «Навантаження і впливи», М., 1988.

5. Н.А. Цитовіч «Механіка грунтів. Короткий курс », М., 1983.

6. В.А. Веселов «Проектування основ і фундаментів» М., 1990.

7. Керівництво з вибору проектних рішень фундаментів НИИОСП ім. Н.М. Герсева

8. Є.Г. Кутухтін «Конструкції промислових і сільськогосподарських будівель і споруд», М., 1995.

9. Прімакіна Є. І. «Методичні вказівки на розрахунок основ під ФМЗ і пальові»

10. Цибакін С.В. «Методичні вказівки на виробництво земляних робіт»

© 8ref.com - українські реферати