На головну    

 Проектування основ і фундаментів восьмиповерхового житлового будинку - Будівництво

Московський Державний

Будівельний УніверсітетКафедра: «Механіки грунтів, основ і фундаментів»

Проектування основ і фундаментів восьмиповерхового житлового домаВиполніл: студент групи ПГС - 4 - 8 Крилов А.С. Прийняв: Дорошкевич Н.М.

Москва 1999

Вступна частина

У курсовому проекті необхідно запроектувати фундаменти під житлове 8-ти поверхова будівля з підвалом, несучими конструкціями якого є колони перетином 40 * 40 см.

У проекті необхідно:

- Визначити фізико-механічні властивості ґрунтів будівельного майданчика і виконати інженерно-геологічний розріз по вихідним даним;

- Встановити навантаження для розрахунку основ фундаментів по першому і другому граничному стану;

- Розробити конструктивну схему фундаменту мілкого закладання, уточнити величину розрахункового опору підстави за прийнятими розмірами фундаменту, визначити попередні розміри фундаменту;

- Визначити модуль загальної деформації за результатами компресійних і штампових випробувань;

- Виконати розрахунок осідань фундаментів і порівняти отримані дані з гранично допустимими опадами для обраного варіанту фундаменту;

- Розробити схему пальового фундаменту і провести його розрахунок;

- Провести техніко-економічний розрахунок за вибором варіантів фундаментів;

- Розробити схеми виконання робіт з улаштування фундаментів.

Оцінка інженерно-геологічних умов майданчика будівництва у м Воронеж

На малюнку показаний інженерно-геологічний розріз, побудований за даними інженерно-геологічних вишукувань (за завданням).

1. Визначення характеристик грунту

Грунт№1: Свердловина 1 (насип неслежавшаяся)

Грунт№2: Свердловина 1 (глинистий грунт)

Визначаємо тип ґрунту:

грунт: суглинок.

Визначаємо різновид грунту:

суглинки напівтверді

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

Грунт№3: Свердловина 1

Визначаємо тип ґрунту:

грунт: суглинок.

Визначаємо різновид грунту:

суглинки текучепластічной

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

Грунт№4: Свердловина 2

Визначаємо тип ґрунту:

Пісок дрібний (); склад:

Визначаємо різновид грунту:

;

вид піщаного ґрунту: пісок щільний

Визначаємо різновид грунту за ступенем вологості:

Приймаємо; по вологості пісок насичений водою

За СНиП визначаємо

Грунт№5: Свердловина 2

Визначаємо тип ґрунту:

грунт: глина.

Визначаємо різновид грунту:

глини напівтверді.

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

2. Визначення розрахункового навантаження при проектуванні стовпчастого фундаменту 8 - і поверхового житлового будинку з підвалом

Нормативні навантаження від ваги споруди:

- Постійна.

- Тимчасова.

При наявності підвалу постійна і тимчасова навантаження збільшуються. Нормативні навантаження від ваги перекриття над підвалом:

Розрахункове навантаження, що діє по обрізу фундаменту для будинку з підвалом:

де-коефіцієнти перевантажень, застосовуються для розрахунку фундаментів по 2 групі граничних станів за деформаціями відповідно до п.10 СНіПа 2-6-74.

Для розрахунку стійкості по 1 групі граничних станів відповідно до пп. 2.2; 3.7; 5.7 СНіПа 2-6-7-74.

- Коефіцієнт поєднання постійних і тимчасових навантажень, що застосовуються відповідно до п.1.12 СНіПа 2-6-7-74.

Колона А:

Розрахункове навантаження, що діє по обрізу фундаменту для розрахунку по 2 групі граничних станів, для колони А дорівнює

Розрахункове навантаження, що діє по обрізу фундаменту для розрахунку по 1 групі граничних станів, для колони А дорівнює

.

Колона Б:

Розрахункове навантаження, що діє по обрізу фундаменту для розрахунку по 2 групі граничних станів, для колони Б дорівнює

Розрахункове навантаження, що діє по обрізу фундаменту для розрахунку по 1 групі граничних станів, для колони Б дорівнює

.

3. Визначення глибини закладення стовпчастого фундаменту під колону 8-й поверхової будівлі з підвалом

Відносна відмітка підлоги підвалу -2.7м. Позначка підлоги 1-го поверху на 0.80м. вище планувальної позначки, тобто висота цокольній частині зданіяРасчетная середньодобова температура повітря в приміщенні, яке прилягає до зовнішніх фундаментів + ??100С. Місце будівництва - місто Воронеж.

Грунтові умови будівельного майданчика: з поверхні до глибини 0,79 м.- рослинний шар; нижче - до глибини 2,39 м суглинок напівтвердий з показником текучості, далі, до глибини 5,19 м. - суглинок текучепластічной з показником текучості. Рівень підземних вод WL знаходиться на глибині 2,50 м.

Визначаємо глибину закладення фундаменту виходячи з конструктивних особливостей будівлі. У будинках з підвалом заглиблення підошви фундаментів:

,

де- розмір від чистої підлоги підвалу до підлоги 1-го поверху;

- Величина заглиблення підошви фундаменту від низу підлоги підвалу;

- Висота цокольній частині будівлі;

- Висота прийнятої конструкції підлоги підвалу.

Визначаємо розрахункову глибину сезонного промерзання для суглинків в районі будівництва (м Воронеж):

,

де- величина нормативної глибини сезонного промерзання, що визначається за СніПу2.02.01-83, пп. 2.26 і 2.27;

- Коефіцієнт, що враховує вплив теплового режиму споруди, що приймається: для зовнішніх фундаментів опалюваних споруд по таблице1 СНіПа 2.02.01-83

Визначаємо нормативну глибину промерзання:

,

де- безрозмірний коефіцієнт, чисельно рівний сумі абсолютних значень середньомісячних негативних температур за зиму в даному районі (гор. Воронеж).

-Величина, що залежить від виду грунту (грунт - суглинок текучепластічной) відповідно до п.2.27 СНіПа 2.02.01-83.Окончательно приймаємо глибину закладення фундаменту 2,6 м

4. Визначення ширини підошви стовпчастого фундаменту мілкого закладення на природній основі для житлової будівлі з підвалом

Для колони А:

Запроектуємо фундамент під колону 8-и поверхового житлового будинку з підвалом. Розрахункове навантаження, що діє на колону. Довжина будівлі, висота. Позначка підлоги підвалу - 2.7м. Глибина закладення підошви фундаменту. Позначка підлоги 1-го поверху на 80 см вище планувальної позначки.

Матеріал підстави: суглинок текучепластічной

,,,,

Визначаємо орієнтовну ширину підошви стрічкового фундаменту:

,

де- розрахункове навантаження від маси споруди на 1 пог.м.

значення розрахункового опору грунту піщаної подушки.

осредненний питома вага стінових блоків фундаменту і грунту.

глибина закладання фундаменту.

Отримана Щиріна підошви стовпчастого фундаментаявляется попередньої, тому ширина визначена виходячи з табличного значення розрахункового опору підстави. З цього розміру прийнявши типову фундаментну подушку ФО 32.12 (2 штуки 3,2 * 2,4), знаходимо уточнене значення розрахункового опору грунту основи:

де- коефіцієнти умов роботи грунтової основи і будівлі у взаємодії з основою, що визначаються за таблицею 3 СНиП 2.02.01-83.

- Коефіцієнт надійності прийняти рівним 1 тому прочностниехарактерістікі грунтазаданни в проекті, за результатами безпосередніх випробувань грунтів на лад. майданчику.

- Коефіцієнти, прийняті за таблицею 4 СНиП 2.02.01-83 залежно від розрахункового значення кута внутрішнього треніягрунта, що знаходиться безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Коефіцієнт, при.

- Глибина закладання фундаменту від рівня планування зрізанням або підсипанням.

- Осредненное розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають вище позначки закладення підошви фундаменту (за наявності підземних вод) визначається з урахуванням взвешивающего дії води), кН / м3.

де ,, - потужності вище лежачих шарів.

- Розрахункове значення питомої ваги грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.

, - Приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу.

де- товщина шару грунту від позначки підошви фундаменту до відмітки низу підлоги підвалу.

- Товщина конструкцій підлоги підвалу.

- Розрахункове значення питомої ваги матеріалу конструкцій підлоги підвалу.

- Відстань від рівня планування до підлоги підвалу

Т.к отримане розрахункове опір підстави не суттєво відрізняється від, то подальше уточнення прийнятої раніше ширини фундаменту не виробляємо.

Перевіряємо фактичне середній тиск під підошвою фундаменту. Загальний обсяг фундаменту, грунту на його уступах і підлоги підвалу:

обсяг самого фундаменту

об'єм грунту на обріз фундаменту

Питома вага конструктивних елементів фундаменту приймаємо рівним 24 кН / м3

Вага одного фундаменту

Питома вага грунту зворотної засипки приймаємо рівним 10,63 кН / м3

Перевіряємо середній тиск, чинне під підошвою фундаменту при b = 2,4 і заданих навантаженнях:

,

Згідно СНиП 2.02.01-83 п.2.41 середній тиск на підставу під підошвою фундаменту P не повинно перевищувати розрахункового опору основи R більш ніж на 20%. Визначимо різницю між R і P:

<20%

Отже, ширина підошви стовпчастого фундаменту запроектована досить економічно.

Колона Б:

Запроектуємо фундамент під внутрішню колону 8-и поверхового житлового будинку з підвалом. Розрахункове навантаження, що діє на колону. Довжина будівлі, висота. Позначка підлоги підвалу - 2.7м. Глибина закладення підошви фундаменту. Позначка підлоги 1-го поверху на 80 см вище планувальної позначки.

Матеріал підстави: суглинок текучепластічной

,,,,.

Визначаємо орієнтовну ширину підошви стрічкового фундаменту:

,

де- розрахункове навантаження від маси споруди на 1 пог.м.

значення розрахункового опору грунту піщаної подушки.

осредненний питома вага стінових блоків фундаменту і грунту.

глибина закладання фундаменту.

Отримана Щиріна підошви стовпчастого фундаментаявляется попередньої, тому ширина визначена виходячи з табличного значення розрахункового опору підстави. З цього розміру прийнявши типову фундаментну подушку ФП 2,4 * 5,6 і одну подушку ФО 28.8, знаходимо уточнене значення розрахункового опору грунту основи:

де- коефіцієнти умов роботи грунтової основи і будівлі у взаємодії з основою, що визначаються за таблицею 3 СНиП 2.02.01-83.

- Коефіцієнт надійності прийняти рівним 1 тому прочностниехарактерістікі грунтазаданни в проекті, за результатами безпосередніх випробувань грунтів на лад. майданчику.

- Коефіцієнти, прийняті за таблицею 4 СНиП 2.02.01-83 залежно від розрахункового значення кута внутрішнього треніягрунта, що знаходиться безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Коефіцієнт, при.

- Глибина закладання фундаменту від рівня планування зрізанням або підсипанням.

- Осредненное розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають вище позначки закладення підошви фундаменту (за наявності підземних вод) визначається з урахуванням взвешивающего дії води), кН / м3.

де ,, - потужності вище лежачих шарів.

- Розрахункове значення питомої ваги грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Розрахункове значення питомої зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу.

де- товщина шару грунту від позначки підошви фундаменту до відмітки низу підлоги підвалу.

- Товщина конструкцій підлоги підвалу.

- Розрахункове значення питомої ваги матеріалу конструкцій підлоги підвалу.

- Відстань від рівня планування до підлоги підвалу

Т.к отримане розрахункове опір підстави не суттєво відрізняється від, то подальше уточнення прийнятої раніше ширини фундаменту не виробляємо.

Перевіряємо фактичне середній тиск під підошвою фундаменту. Загальний обсяг фундаменту, грунту на його уступах і підлоги підвалу:

обсяг самого фундаменту

об'єм грунту на обріз фундаменту

Питома вага конструктивних елементів фундаменту приймаємо рівним 24 кН / м3

Вага одного фундаменту

Питома вага грунту зворотної засипки приймаємо рівним 10,63 кН / м3

Перевіряємо середній тиск, чинне під підошвою фундаменту пріі заданих навантаженнях:

,

Згідно СНиП 2.02.01-83 п.2.41 середній тиск на підставу під підошвою фундаменту P не повинно перевищувати розрахункового опору основи R більш ніж на 20%.

Визначимо різницю між R і P:

<20%

Отже, ширина підошви стовпчастого фундаменту запроектована досить економічно.

5. Визначення модуля загальної деформації Eoпо результатами компресійних і штампових іспитанійМодулі деформації E0определяются для всіх верств в грунті, що входять в стисливу товщу Hc. Матеріалом для визначення модулів є результати лабораторних або польових випробувань кожного шару, які наводяться в завданні.

За даними будуються графіки залежності:

1) Коефіцієнту пористості від тиску - компресійна крива.

2) Опади від тиску - графік випробувань пробної статичним навантаженням

Крім даних про випробування грунтів необхідна графічна схема з нашаруванням грунтів і епюрами

.Компрессіонние Властивості ґрунтів:

Свердловина 1

Глибина

Розмір штампа d = 27.7

 P, кПа S

 0 0

 50 0,87

 100 1,75

 150 2,62

 200 3,50

 250 5,02

 300 8,41

 350 14,20

За результатами штампових випробувань будуємо графік залежності осідання від тиску під штампом.

Для шару V:

Значеніяв відповідності з графіком рівні:

Таким чином,

Свердловина 1

Глибина

Розмір штампа d = 27.7

 P, кПа S

 0,0 0,00

 50 0,51

 100 1,00

 150 1,53

 200 2,02

 250 2,51

 300 3,06

 350 3,62

 400 4,40

За результатами штампових випробувань будуємо графік залежності

опади від тиску під штампом

Для шару IV

Значеніяв відповідності з графіком рівні:

Таким чином,

Свердловина 2

Глибина;

 P, кПа e

 0,0 0,696

 50 0,690

 100 0,686

 200 0,681

 400 0,676

На малюнку показані результати компресійних випробувань грунту V шару - глини напівтвердої.

Природне напруга в середині сжимаемой частини V шару, згідно рис одно:

Напруга відповідно до рис одно:

На кривій = 241,75 відповідає = 0,679, і = 290,1 відповідає = 0,678

Коефіцієнт стисливості грунту в інтервалі зміни діючих напружень дорівнює:

Коефіцієнт відносної стисливості (відносної деформації, що припадає на одиницю напруги)

Модуль лінійної деформації E0определяется за формулою:

6. Розрахунок осад стовпчастого фундаменту 8-и поверхового житлового будинку для зовнішньої колони проходить по осі А методом пошарового підсумовування

Ширина фундаменту, довжина фундаменту l = 3,2, глибина залягання, ? = l / b = 3,2 / 2,4 = 1,33?1,4 (рис. 1).

Середній тиск під підошвою.

Розрахункова схема показана на рис.

Розрахунок опади фундаменту ведеться в табличній формі.

Спочатку будуються епюри природного і додаткового тисків.

Потім визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

,

де P-середнє фактичний тиск по підошві фундаменту;

-природні (побутове) тиск на позначці підошви фундаменту

кПа

Тоді:

Обчислюємо ординати епюри, за допомогою, якої можна графічним методом знайти положення нижньої межі стисливої ??товщі.

На поверхні:

На контакті I і II шарів

На контакті II і III шарів

Нижче рівня грунтових вод питома вага ґрунтів приймаємо в підвішеному стані.

На контакті III і IV шару

На контакті IV і V шарів

Т. до V шар - глина напівтверда є водоупором, то на нього тисне стовп води вище покрівлі цього шару. Тоді з урахуванням цього

У V шарі (глибина 14,7м)

Ординати епюри додаткового осадового напруги:

Отримані дані зводимо в таблицю:

 № шару

 h, м

 Шари основи Осадка

 III 0 0 1 89,743 13,065 Суглинок текучепластічной 1,130999

 0,4 0,48 0,972 87,23 0,48

 0,8 0,96 0,848 76,102 0,48

 1,2 1,44 0,682 61,205 0,48

 1,6 1,92 0,532 47,743 0,48

 1,91 2,29 0,441 39,577 0,37

 IV 2 2,4 0,414 37,154 0,11 22,39 Пісок дрібний 0,18381

 2,4 2,88 0,325 29,166 0,48

 2,8 3,36 0,26 23,333 0,48

 3,2 3,84 0,21 18,846 0,48

 3,32 3,98 0,199 17,859 0,14

 3,6 4,32 0,173 15,526 0,48

Повна розрахункова осаду фундаменту виходить підсумовуванням величин осад кожного шару. Вона повинна бути менше величини гранично допустимої опади фундаменту даного типу.

Осадка III шару: S3 = 1,130999 см

Осадка IV шару: S4 = 0,18381 см

Отже, осідання основи фундаменту виходить підсумовуванням осад всіх шарів:

S3 + S4 = 1,130999 + 0.18381 = 1,314809?1,3см

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються.

7. Розрахунок осад стовпчастого фундаменту 8-и поверхового житлового будинку для внутрішньої колони проходить по осі Б методом пошарового підсумовування

Ширина фундаменту, l = 5,6 м глибина закладання, ? = l / b = 5,6 / 2,4 = 2,33?2,4 (рис. 2).

Середній тиск під підошвою.

Визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

,

де P-середнє фактичний тиск по підошві фундаменту;

-природні (побутове) тиск на позначці підошви фундаменту

кПа

Тоді:

Ординати епюри додаткового осадового напруги:

Отримані дані зводимо в таблицю:

 № шару

 h, м

 Шари основи Осадка

 III 0 0 1 100,163 13,065

 Суглинок

 текучепластічной 1,329954

 0,4 0,48 0,976 97,759 0,48

 0,8 0,96 0,876 87,743 0,48

 1,2 1,44 0,739 74,02 0,48

 1,6 1,92 0,612 61,3 0,48

 1,91 2,29 0,529 52,986 0,37

 IV 2 2,4 0,505 50,582 0,11 22,39 Пісок дрібний 0,459525

 2,4 2,88 0,419 41,968 0,48

 2,8 3,36 0,349 34,957 0,48

 3,2 3,84 0,294 29,448 0,48

 3,6 4,32 0,25 25,041 0,48

 4 4,8 0,214 21,435 0,96

 4,27 5,12 0,194 19,432 0,8

 4,4 5,28 0,185 18,53 0,48

Повна розрахункова осаду фундаменту виходить підсумовуванням величин осад кожного шару. Вона повинна бути менше величини гранично допустимої опади фундаменту даного типу.

Осадка III шару: S3 = 1,329954 см

Осадка IV шару: S4 = 0,459525 см

Отже, осідання основи фундаменту виходить підсумовуванням осад всіх шарів:

S3 + S4 = 1,329954 + 0,459525 = 1,789119?1,8см

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються.

8. Визначення опади стрічкового фундаменту під зовнішню стіну проходить по осі А методом еквівалентного шару

Ширина підошви фундаменту, осадове тиск під підошвою фундаменталу підставі переважає суглинок, тому по таблиці визначимо потужність еквівалентного шару пріі відношенні сторін підошви фундамента?1,4 (рис. 3).

Осадку фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де- потужність еквівалентного шару

.-Коефіцієнт еквівалентного шару, що враховує жорсткість і форму підошви фундаменту.

b = 2,4м.- ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ??товщі ґрунту, яка впливає на осідання фундаменту, приймають рівною двом потужностям еквівалентного шару:

Визначаємо коефіцієнт відносної стисливості кожного шару:

- Для суглинку:

- Для піску дрібного:

- Для глини:

Визначаємо середній коефіцієнт відносної стисливості:

Повна осаду фундаменту:

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються

9. Визначення опади стовпчастого фундаменту під внутрішню стіну проходить по осі Б методом еквівалентного шару

Ширина підошви фундаменту, осадове тиск під підошвою фундаменталу підставі переважає суглинок, тому по таблиці визначимо потужність еквівалентного шару пріі відношенні сторін підошви фундамента?2,4 (рис. 4).

Осадку фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де- потужність еквівалентного шару

.-Коефіцієнт еквівалентного шару, що враховує жорсткість і форму підошви фундаменту.

b = 2,4м.- ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ??товщі ґрунту, яка впливає на осідання фундаменту, приймають рівною двом потужностям еквівалентного шару:

Визначаємо коефіцієнт відносної стисливості кожного шару:

- Для суглинку:

- Для піску дрібного:

- Для глини:

Визначаємо середній коефіцієнт відносної стисливості:

Повна осаду фундаменту:

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються

10. Розрахунок пальового фундаменту під зовнішню колону по осі А 8-и поверхового житлового будинку

Район будівництва м Воронеж. По обрізу фундаменту діє розрахункова вертикальна навантаження, отримане для розрахунку по II граничного стану NII = 925,4 кН / м. Планувальна відмітка DL дорівнює 129,75.

Рівень грунтових вод відповідає позначці WL = 127,65 м, тобто знаходиться на глибині 2,1 м. від планувальної позначки DL.

Інженерно-геологічні умови.

 № шару Глибина від поверхні Потужність шару

 I L e

 R 0, кПа

 , КН / м 3

 C II, кПа

 E 0, кПа грунт

 I 0,49 0,49 - - - 16,5 - - - Насип неслежавшаяся

 II 2,1 1,61 0,22 0,79 218 18,8

 17 0 15 - Суглинок напівтвердий

 III 4,89 2,79 0,74 0,8 174 19,6

 15 0 14 11099 Суглинок текучепластічной

 IV 9,27 4,38 - 0,55 300 20,8

 30 0 - 19770 Пісок дрібний.

 V 14,7 5,43 0,21 0,55 508 21,4

 17 0 40 34959 Глина напівтверда

Будинок має підвал, глибиною 1,9 м., Майданчик передбачуваного будівництва складена хорошими по міцності грунтами (у підставі переважають суглинки). Тому фундамент не глибокого закладення матиме явну перевагу перед пальовим, тому обсяг земляних робіт для обох варіантів фундаментів буде практично однаковий, а трудомісткість забивання паль буде значно вище, ніж укладання піщаної подушки. Тому фундамент палі проектуємо як навчальний варіант.

Глибина закладення ростверку:

Приймаємо залізобетонну забивну палю перетином, стандартної довжини L = 4,5 м., С-4,5-30 (ГОСТ 19804.1-79), довжина вістря 0.25м. (Рис. 5); паля працює на центральний стиск, тому закладення палі в ростверк приймаємо 0,3 м. Нижній кінець палі забивається в пісок дрібний на глибину 1,91 м.

Під підошвою ростверку залягає суглинок текучепластічной потужністю 1,69 м. Опір на бічній поверхні палі в суглинку (IL = 0,74):

на глибині z1 = 4,04м

f1 = 7,64кПа

Нижче залягає пісок дрібний потужністю 2,51м. Ділимо його на два шари 1,26м і 1,06 м. Опір на бічній поверхні палі в піску (e = 0,55):

на глибині z2 = 5,52м

f2 = 53,98 кПа,

на глибині z3 = 6,77м

f3 = 55,6 кПа.

Визначаємо несучу здатність палі:

Тоді розрахункове навантаження, що допускається на палю по грунту, складе:

де-коефіцієнт безпеки по грунту.

Визначаємо кількість паль на 1 пог. м. фундаменту:

де- розрахункове навантаження на фундамент по 1 граничному стану.

- Коефіцієнт, що залежить від виду пальового фундаменту; для окремо розташованої фундаменту під колону

d = 0,3 м - сторона палі.

dр = 2,5 м - висота ростверку і фундаменту, яка не увійшла в розрахунок при визначенні NI.

- Питома вага бетону.

При проектуванні отдельностоящего пальового фундаменту кількість паль округлюється до цілого числа в більшу сторону, таким чином приймаємо фундамент палі з 4 паль.

Висота ростверку призначається ориентировачно з умови міцності ростверку на продавлювання і вигин:

Приймаємо висоту ростверку з конструктивних міркувань hр = 0,5м.

Щоб отримати мінімальні планові розміри ростверку і тим зменшити його матеріаломісткість, призначаємо мінімально допустима відстань між осями паль, рівне трьом їх діаметрам :, а відстань від краю ростверку до бічної грані палі - по 0,05 (звіси). Приймаємо розміри ростверку в плані 1,3 * 1,3 м.

Розрахункове навантаження на палю у позацентрово навантаженому фундаменті знаходять за формулою:

Визначаємо додаткову вертикальну навантаження, що діє по підошві ростверку, за рахунок власної ваги ростверку Gрі грунту засипки Gгрна обрізі ростверку:

кН

де: Vр- обьем займаний ростверком, подколонником і підлогою підвалу

м3

?? = 22кН / м3-питома вага монолітного залізобетонного ростверку, подколонніка БК-2 і статі.

Визначаємо вагу грунту засипки:

кН

де: м3

?гр = 18кН / м3-питома вага ґрунтової засипки

кН

кН <354,22кН = Pсв

Далі необхідно провести розрахунок підстави по II граничного стану (за деформаціями визначити осадку). Якщо умови розрахунку по II граничного стану будуть забезпечені, то отриману конструкцію фундаменту можна вважати остаточно запроектованої.

Средневзвешанное значення кута внутрішнього трненія ґрунтів, прорізані палею, визначають за формулою:

.

Визначаємо розміри грунто-пальового масиву у підошви ростверку:

м.

Розміри площі підошви умовного фундаменту:

м.

Площа підошви:

м2.

Обсяг на бічних гранях умовного фундаменту разом з пригрузкой грунто-пальового масиву і на обрізах ростверку:

м3.

Обсяг ростверку, подколонніка БК-2 і підземної частини колони:

м3.

Обсяг паль:

м3.

Об'єм грунту:

м3.

Середньозважене значення питомої ваги шарів грунту, що залягають вище підошви умовного фундаменту, з урахуванням взвешивающего дії води нижче рівня підземних вод:

Вага грунту в обсязі умовного фундаменту:

кН.

Вага паль, ростверку і підземної частини колони

кН.

Сумарна вертикальне навантаження від усіх частин умовного фундаменту:

кН.

Тиск на грунт по підошві умовного фундаменту:

кН / м3.

Розрахунковий тиск на грунт підстави умовного фундаменту в рівні його підошви:

.

Для ?II = 300 (шар IV, пісок дрібний, щільний, насичений водою) знаходимо:

так, як L / H = 8,8

м.

Де: hs = 5,3м - товщина шару грунту вище подшви умовного фундаменту з боку підвалу.

hcf = 0,2м - товщина конструкції підлоги підвалу.

?cf = 22кН / м3-розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу.

Глибина підвалу dв = 1,9м, тоді:

Таким чином влови P11. Розрахунок пальового фундаменту під внутрішню колону по осі Б 8-и поверхового житлового будинку

Район будівництва м Воронеж. По обрізу фундаменту діє розрахункова вертикальна навантаження, отримане для розрахунку по II граничного стану NII = 878,3 кН / м. Планувальна відмітка DL дорівнює 129,75.

Рівень грунтових вод відповідає позначці WL = 127,65 м, тобто знаходиться на глибині 2,1 м. від планувальної позначки DL.

Інженерно-геологічні умови

 № шару Глибина від поверхні Потужність шару

 I L e

 R 0, кПа

 , КН / м 3

 C II, кПа

 E 0, кПа грунт

 I 0,49 0,49 - - - 16,5 - - - Насип неслежавшаяся

 II 2,1 1,61 0,22 0,79 218 18,8

 17 0 15 - Суглинок напівтвердий

 III 4,89 2,79 0,74 0,8 174 19,6

 15 0 14 11099 Суглинок текучепластічной

 IV 9,27 4,38 - 0,55 300 20,8

 30 0 - 19770 Пісок дрібний.

 V 14,7 5,43 0,21 0,55 508 21,4

 17 0 40 34959 Глина напівтверда

Будинок має підвал, глибиною 1,9 м., Майданчик передбачуваного будівництва складена хорошими по міцності грунтами (у підставі переважають суглинки). Тому фундамент не глибокого закладення матиме явну перевагу перед пальовим, тому обсяг земляних робіт для обох варіантів фундаментів буде практично однаковий, а трудомісткість забивання паль буде значно вище, ніж укладання піщаної подушки. Тому фундамент палі проектуємо як навчальний варіант.

Глибина закладення ростверку:

Приймаємо залізобетонну забивну палю перетином, стандартної довжини L = 4,5 м., С-4,5-30 (ГОСТ 19804.1-79), довжина вістря 0.25м .; паля працює на центральний стиск, тому закладення палі в ростверк приймаємо 0,3 м. Нижній кінець палі забивається в пісок дрібний на глибину 1,91 м.

Під підошвою ростверку залягає суглинок текучепластічной потужністю 1,69 м. Опір на бічній поверхні палі в суглинку (IL = 0,74):

на глибині z1 = 4,04м

f1 = 7,64кПа

Нижче залягає пісок дрібний потужністю 2,51м. Ділимо його на два шари 1,26м і 1,06 м. Опір на бічній поверхні палі в піску (e = 0,55):

на глибині z2 = 5,52м

f2 = 53,98 кПа,

на глибині z3 = 6,77м

f3 = 55,6 кПа.

Визначаємо несучу здатність палі:

Тоді розрахункове навантаження, що допускається на палю по грунту, складе:

де-коефіцієнт безпеки по грунту.

Визначаємо кількість паль на 1 пог. м. фундаменту:

де- розрахункове навантаження на фундамент по 1 граничному стану.

- Коефіцієнт, що залежить від виду пальового фундаменту; для окремо розташованої фундаменту під колону

d = 0,3 м - сторона палі.

dр = 2,5 м - висота ростверку і фундаменту, яка не увійшла в розрахунок при визначенні NI.

- Питома вага бетону

При проектуванні отдельностоящего пальового фундаменту кількість паль округлюється до цілого числа в більшу сторону, таким чином приймаємо фундамент палі з 4 паль.

Висота ростверку призначається ориентировачно з умови міцності ростверку на продавлювання і вигин:

Приймаємо висоту ростверку з конструктивних міркувань hр = 0,5м.

Щоб отримати мінімальні планові розміри ростверку і тим зменшити його матеріаломісткість, призначаємо мінімально допустима відстань між осями паль, рівне трьом їх діаметрам :, а відстань від краю ростверку до бічної грані палі - по 0,05 (звіси). Приймаємо розміри ростверку в плані 1,3 * 1,3 м.

Розрахункове навантаження на палю у позацентрово навантаженому фундаменті знаходять за формулою:

Визначаємо додаткову вертикальну навантаження, що діє по підошві ростверку, за рахунок власної ваги ростверку Gрі грунту засипки Gгрна обрізі ростверку:

кН

де: Vр- обьем займаний ростверком, подколонником і підлогою підвалу

м3

?? = 22кН / м3-питома вага монолітного залізобетонного ростверку, подколонніка БК-2 і статі.

Визначаємо вагу грунту засипки:

кН

де: м3

?гр = 18кН / м3-питома вага ґрунтової засипки

кН

кН <354,22кН = Pсв

Далі необхідно провести розрахунок підстави по II граничного стану (за деформаціями визначити осадку). Якщо умови розрахунку по II граничного стану будуть забезпечені, то отриману конструкцію фундаменту можна вважати остаточно запроектованої.

Средневзвешанное значення кута внутрішнього трненія ґрунтів, прорізані палею, визначають за формулою:

.

Визначаємо розміри грунто-пальового масиву у підошви ростверку:

м.

Розміри площі підошви умовного фундаменту:

м.

Площа підошви:

м2.

Обсяг на бічних гранях умовного фундаменту разом з пригрузкой грунто-пальового масиву і на обрізах ростверку:

м3.

Обсяг ростверку, подколонніка БК-2 і підземної частини колони:

м3.

Обсяг паль:

м3.

Об'єм грунту:

м3.

Середньозважене значення питомої ваги шарів грунту, що залягають вище підошви умовного фундаменту, з урахуванням взвешивающего дії води нижче рівня підземних вод:

Вага грунту в обсязі умовного фундаменту:

кН.

Вага паль, ростверку і підземної частини колони

кН.

Сумарна вертикальне навантаження від усіх частин умовного фундаменту:

кН.

Тиск на грунт по підошві умовного фундаменту:

кН / м3.

Розрахунковий тиск на грунт підстави умовного фундаменту в рівні його підошви:

.

Для ?II = 300 (шар IV, пісок дрібний, щільний, насичений водою) знаходимо:

так, як L / H = 8,8

м.

Де: hs = 5,3м - товщина шару грунту вище подшви умовного фундаменту з боку підвалу.

hcf = 0,2м - товщина конструкції підлоги підвалу.

?cf = 22кН / м3-розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу.

Глибина підвалу dв = 1,9м, тоді:

Таким чином влови P12. Розрахунок осад за методом елементарного підсумовування для пальового фундаменту під зовнішню колону по осі А

Ширина фундаменту bусл = 2м., Глибина закладання d = 7,4 м., Середній тиск під підошвою P = 309,38кПа, ? = 1 (рис. 6).

Розрахунок ведеться в табличній формі. Спочатку будуються епюри природного і додаткового тиску, а потім визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

На контакті IV і V шарів

Т. до V шар - глина напівтверда є водоупором, то на нього тисне стовп води вище покрівлі цього шару. Тоді з урахуванням цього

У V шарі (глибина 14,7м)

Всі необхідні для побудови епюр природного тиску і додаткового тиску, а також для визначення нижньої межі стисливої ??товщі обчислення зводимо в таблицю:

 № шару

 h, м

 Шари основи Осадка, см

 IV 0 0 1 154,953 34,873 Пісок дрібний, щільний 1,3918

 0,4 0,4 ??0,96 148,755 0,4

 0,8 0,8 0,8 123,962 0,4

 1,2 1,2 0,606 93,902 0,4

 1,6 1,6 0,449 69,574 0,4

 1,87 1,87 0,373 57,797 0,27

 V 2 2 0,336 52,064 0,13 72,453 Глина напівтверда 0,0119

 2,05 2,05 0,326 50,515 0,05

Визначаємо розрахункову осадку в межах стисливої ??товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S4 = 1,3918 ? 1,4см.

S5 = 0,0119?0,01см.

Сума осад всіх верств S = 1,41см <8см, що задовольняє вимогам СНиП.

13. Розрахунок осад за методом елементарного підсумовування для пальового фундаменту під внутрішню колону по осі Б (без урахування взаємного дії поруч стоїть умовного фундаменту)

Ширина фундаменту bусл = 2м., Глибина закладання d = 7,4 м., Середній тиск під підошвою P = 297,629кПа, ? = 1 (рис. 7).

Розрахунок ведеться в табличній формі. Спочатку будуються епюри природного і додаткового тиску, а потім визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

На контакті IV і V шарів

Т. до V шар - глина напівтверда є водоупором, то на нього тисне стовп води вище покрівлі цього шару. Тоді з урахуванням цього

У V шарі (глибина 14,7м)

Всі необхідні для побудови епюр природного тиску і додаткового тиску, а також для визначення нижньої межі стисливої ??товщі обчислення зводимо в таблицю:

 № шару

 h, м

 Шари основи Осадка, см

 IV 0 0 1 143,172 32,616

 Пісок дрібний,

 щільний 1,286

 0,4 0,4 ??0,96 137,445 0,4

 0,8 0,8 0,8 114,538 0,4

 1,2 1,2 0,606 86,762 0,4

 1,6 1,6 0,449 64,284 0,4

 1,87 1,87 0,373 53,403 0,27

 V 2 2 0,336 52,064 0,13 71,996

 Глина

 напівтверда 0

 2,01 2,01 0,334 47,819 0,01

Визначаємо розрахункову осадку в межах стисливої ??товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S4 = 1,286 ? 1,3см.

S5 = 0см.

Сума осад всіх верств S = 1,3см <8см, що задовольняє вимогам СНиП.

14. Розрахунок осад за методом елементарного підсумовування для пальового фундаменту під внутрішню колону по осі Б. (з урахуванням взаємної дії поруч стоїть уловного фундаменту)

Ширина фундаменту bусл = 2м., Довжина фундаменту lусл = 4м., Глибина закладання d = 7,4 м., Середній тиск під підошвою P = 297,629кПа, ? = 2, приймаємо ? = 2,4 (рис. 7).

Розрахунок ведеться в табличній формі. Спочатку будуються епюри природного і додаткового тиску, а потім визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

На контакті IV і V шарів

Т. до V шар - глина напівтверда є водоупором, то на нього тисне стовп води вище покрівлі цього шару. Тоді з урахуванням цього

У V шарі (глибина 14,7м)

Всі необхідні для побудови епюр природного тиску і додаткового тиску, а також для визначення нижньої межі стисливої ??товщі обчислення зводимо в таблицю:

 № шару

 h, м

 Шари основи Осадка, см

 IV 0 0 1 143,172 32,616 Пісок дрібний, щільний 1,466

 0,4 0,4 ??0,976 139,736 0,4

 0,8 0,8 0,876 125,419 0,4

 1,2 1,2 0,793 113,535 0,4

 1,6 1,6 0,612 87,621 0,4

 1,87 1,87 0,54 77,313 0,27

 V 2 2 0,505 72,302 0,13 71,996 Глина напівтверда 0,0685

 2,4 2,4 0,419 59,989 0,4

 2,75 2,75 0,358 51,256 0,35

Визначаємо розрахункову осадку в межах стисливої ??товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S4 = 1,466 ? 1,5 см.

S5 = 0,0685см.

Сума осад всіх верств S = 1,5685см <8см, що задовольняє вимогам СНиП.

15. Визначення опади пальового фундаменту під зовнішню колону по осі А 8-и поверхового житлового будинку методом еквівалентного шару

Ширина підошви фундаменту, осадове тиск під підошвою фундаменту. У підставі переважають піски, тому по таблиці визначимо потужність еквівалентного шару пріі відношенні сторін підошви фундаменту (рис. 8).

Осадку фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де- потужність еквівалентного шару

м

- Коефіцієнт еквівалентного шару, що враховує жорсткість і форму підошви фундаменту.

b = 2м - умовна ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ??товщі ґрунту, яка впливає на осідання фундаменту, приймають рівною двом потужностям еквівалентного шару:

Визначаємо коефіцієнт відносної стисливості кожного шару:

- Для піску дрібного:

- Для глини:

Визначаємо середній коефіцієнт відносної стисливості:

Повна осаду фундаменту:

.

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються.

16. Визначення опади пальового фундаменту під внутрішню колону по осі Б 8-и поверхового житлового будинку методом еквівалентного шару

Ширина підошви фундаменту, осадове тиск під підошвою фундаменту. У підставі переважають піски, тому по таблиці визначимо потужність еквівалентного шару пріі відношенні сторін підошви фундаменту (рис. 9).

Осадку фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де- потужність еквівалентного шару

м

- Коефіцієнт еквівалентного шару, що враховує жорсткість і форму підошви фундаменту.

b = 2м - умовна ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ??товщі ґрунту, яка впливає на осідання фундаменту, приймають рівною двом потужностям еквівалентного шару:

Визначаємо коефіцієнт відносної стисливості кожного шару:

- Для піску дрібного:

- Для глини:

Визначаємо середній коефіцієнт відносної стисливості:

Повна осаду фундаменту:

.

Гранично допустима осадка для будівель розглянутого типу становить 8смпрі прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНиП виконуються.

19. Розрахунковий відмову і вибір устаткування для занурення палі

Розрахунковий відмова палі обчислюють за формулою:

,

де: h = 1500кН / м2- коефіцієнт, що приймається в залежності від матеріалу палі.

А = 0,09м2- площа, обмежена зовнішнім контуром суцільного або полого поперечного перерізу стовбура палі (незалежно від наявності або відсутності у палі вістря).

М = 1,76 - коефіцієнт, прийнятий при забиванні паль молотами ударної дії рівним одиниці.

Ed- розрахункова енергія удару:

а = 25 Дж / кН.

N = P = 368,488кН - розрахункове навантаження, що допускається на палю і прийнята в проекті.

т1 = 2,6т - маса молота.

m2 = 1,04т - маса палі і наголівника.

m3 = 0,2т - маса подбабка.

- Коефіцієнт відновлення удару; при забиванні залізобетонних паль молотами ударної дії із застосуванням наголівника з дерев'яним вкладишем.

Молот, з розрахункової енергією Edдолжен задовольняти умові:

km = 6 - для залізобетонних паль при трубчатом дизель-молоті С-995

Тоді розрахунковий відмова буде дорівнює:

18. Техніко-економічне порівняння варіантів фундаментів за укрупненими показниками

Vкотл.МЗ = 18,272 м3

Vкотл.СВ = 16,384 м3

Vсб.ж / б.МЗ = 4,704 м3

Vмон.ж / б.МЗ = 6,72 м3

Vмон.ж / б.СВ = 0,845 м3

 № Види робіт Од. вим. Стоїмо., Руб Ф-т мілкого закладення Свайний фундамент

 Обсяг Ст-ть Обсяг Ст-ть

 1 Розробка грунту

 м 3 3,03 18,272 55,364 16,384 49,643

 2 Відкачування води

 м 3 40 6,281 251,24 5,632 225,28

 3 Збірний бетон

 м 3 29,10

 4 Збірний з / б

 м 3 33,50 10,136 339,556 3,456 115,776

 5 Моноліт. ж / б

 м 3 24 6,72 161,28 3,4 20,4

 6 Бетонна під-готовка під підлогу

 м 3 16,5 0,82 13,53 0,82 13,53

 7 Палі

 м 3 63 6,48 408,24

 8 Заг. вартість руб. 820,97 832,869

Висновок: за результатами техніко-економічного порівняння більш кращим виявився фундамент мілкого закладення.

© 8ref.com - українські реферати