Проектування основ і фундаментів восьмиповерхового житлового будинку

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Московський Державний

Будівельний Університет

Кафедра: «Механіки грунтів, основ і фундаментів»

Проектування основ і фундаментів восьмиповерхового житлового будинку

Виконав: 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 перерізом 40 * 40 см.

У проекті необхідно:

- Визначити фізико-механічні властивості грунтів 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 закладення, 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 осідання фундаментів і порівняти отримані дані з гранично допустимими опадами для обраного варіанта фундаменту;

- Розробити схему пальового фундаменту і зробити його розрахунок;

- Провести техніко-економічний розрахунок за вибором варіантів фундаментів;

- Розробити схеми виконання робіт з улаштування фундаментів.

Оцінка інженерно-геологічних умов майданчика будівництва в 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: Добре 1 (Глинистий грунт)

Визначаємо тип грунту:

грунт: суглинок.

Визначаємо різновид грунту:

суглинки напівтверді

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

Грунт № 3: Добре 1

Визначаємо тип грунту:

грунт: суглинок.

Визначаємо різновид грунту:

суглинки текучепластічние

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

Грунт № 4: Добре 2

Визначаємо тип грунту:

Пісок дрібний ( ); Склад:

Визначаємо різновид грунту:

;

вид піщаного грунту: пісок щільний

Визначаємо різновид грунту за ступенем вологості:

Приймаються ; По вологості пісок насичений водою

За СНиП визначаємо

Грунт № 5: Добре 2

Визначаємо тип грунту:

грунт: глина.

Визначаємо різновид грунту:

глини напівтверді.

Визначаємо коефіцієнт пористості:

За інтерполяції визначаємо

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

Нормативні навантаження від ваги споруди:

- Постійна.

- Тимчасова.

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

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

де -Коефіцієнти перевантажень, які 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, які 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

.

  1. Визначення глибини закладення стовпчастого фундаменту під колону 8-и поверхового будинку з підвалом

Відносна позначки підлоги підвалу-2.7м. Позначка підлоги 1-го поверху на 0.80м. вище планувальної позначки, тобто висота цокольної частини будівлі Розрахункова середньодобова температура повітря в приміщенні, яке прилягає до зовнішніх фундаментів +10 0 С. 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 текучепластічний 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 цокольної частини 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 та 2.27;

- Коефіцієнт, що враховує вплив теплового режиму споруди, приймається: для зовнішніх фундаментів опалювальних споруд за 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, яка залежить від виду грунту (грунт - суглинок текучепластічний) відповідно до п.2.27 СНіПа 2.02.01-83.

Остаточно приймаємо глибину закладення фундаменту 2,6 м

  1. Визначення ширини підошви стовпчастого фундаменту мілкого закладання на природній основі для житлового будинку з підвалом

Для колони А:

Запроектіруем 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 текучепластічний

, , , ,

Визначаємо орієнтовну ширину підошви стрічкового фундаменту:

,

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

значення розрахункового опору грунту піщаної подушки.

осередненої питома вага стінових блоків фундаменту і грунту.

глибина закладення фундаменту.


Отримана Щиріна підошви стовпчастого фундаменту є попередньою, оскільки ширина визначена виходячи з табличного значення розрахункового опору підстави. За цього розміру прийнявши типову фундаментну подушку ФЛ 32.12 (2 штуки 3,2 * 2,4), знаходимо уточнене значення розрахункового опору грунту основи:

де - Коефіцієнти умов роботи грунтової основи та будівлі у взаємодії з основою, визначаються за таблицею 3 СНіПа 2.02.01-83.

- Коефіцієнт надійності прийняти рівним 1 тому міцнісні характеристики грунту задані в проекті, за результатами безпосередніх випробувань грунтів на лад. майданчику.

- Коефіцієнти, прийняті за таблицею 4 СНіПа 2.02.01-83 в залежності від розрахункового значення кута внутрішнього тертя грунту, що знаходиться безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Коефіцієнт, при .

- Глибина закладення фундаменту від рівня планування зрізанням або підсипанням.

- Осередненої розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають вище відмітки закладання підошви фундаменту (за наявності підземних вод) визначається з урахуванням вісового дії води), кН / м 3.

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 відмітки 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 істотно 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 / м 3

Вага одного фундаменту

Питома вага грунту зворотної засипки приймаємо рівним 10,63 кН / м 3

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

,

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

<20%

Отже, ширина підошви стовпчастого фундаменту запроектована досить економно.

Колона Б:

Запроектіруем 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 текучепластічний

, , , , .

Визначаємо орієнтовну ширину підошви стрічкового фундаменту:

,

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

значення розрахункового опору грунту піщаної подушки.

осередненої питома вага стінових блоків фундаменту і грунту.

глибина закладення фундаменту.

Отримана Щиріна підошви стовпчастого фундаменту є попередньою, оскільки ширина визначена виходячи з табличного значення розрахункового опору підстави. За 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 та будівлі у взаємодії з основою, визначаються за таблицею 3 СНіПа 2.02.01-83.

- Коефіцієнт надійності прийняти рівним 1 тому міцнісні характеристики грунту задані в проекті, за результатами безпосередніх випробувань грунтів на лад. майданчику.

- Коефіцієнти, прийняті за таблицею 4 СНіПа 2.02.01-83 в залежності від розрахункового значення кута внутрішнього тертя грунту, що знаходиться безпосередньо під підошвою фундаменту.

- Коефіцієнт, при .

- Глибина закладення фундаменту від рівня планування зрізанням або підсипанням.

- Осередненої розрахункове значення питомої ваги грунтів, що залягають вище відмітки закладання підошви фундаменту (за наявності підземних вод) визначається з урахуванням вісового дії води), кН / м 3.

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 відмітки 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 істотно 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 / м 3

Вага одного фундаменту

Питома вага грунту зворотної засипки приймаємо рівним 10,63 кН / м 3

Перевіряємо середній тиск, що діє під підошвою фундаменту при і заданих навантаженнях:

,

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

Визначимо різницю між R і P:

<20%

Отже, ширина підошви стовпчастого фундаменту запроектована досить економно.

5. Визначення модуля загальної деформації E o за результатами компресійних і штампових випробувань

Модулі деформації E 0 визначаються для всіх шарів у грунті, що входять до стисливу товщу H c. Матеріалом для визначення модулів є результати лабораторних або польових випробувань кожного шару, які наводяться в завданні.

За даними будуються графіки залежності:

  1. Коефіцієнта пористості від тиску - компресійна крива.

  2. Опади від тиску - графік випробувань пробної статичним навантаженням

Крім даних про випробування грунтів необхідна графічна схема з нашарування грунтів і дно до епюр

.

Компресійні властивості грунтів:

Свердловина 1

Глибина

Розмір штампу 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:

Значення відповідно до графіка рівні:

Таким чином,

Свердловина 1

Глибина

Розмір штампу 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 осідання від тиску під штампом

Для шару IV

Значення відповідно до графіка 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 напругу в середині стисливої ​​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 E 0 визначається 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 закладення , Η = l / b = 3,2 / 2,4 = 1,33 ≈ 1,4 (рис. 1).

Середній тиск під підошвою .

Розрахункова схема показана на рис.

Розрахунок осідання фундаменту ведеться в табличній формі.

Спочатку будуються епюри природного і додаткового тисків.

Потім визначається величина чинного по підошві фундаменту додаткового тиску:

,

де P-середнє фактичне тиск по підошві фундаменту;

-Природне (побутове) тиск на позначці підошви фундаменту

кПа

Тоді:

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

На поверхні:

На контакті I і II верств

На контакті II і III шарів

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

На контакті III і IV шару

На контакті IV та 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 14,7 м)

Ординати епюри додаткового осадового напруги:

Отримані дані зводимо в таблицю:

шару

h, м

Шари підстави

Осадка

III

0

0

1

89,743


13,065

Суглинок текучепластічний

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: S 3 = 1,130999 см

Осадка IV шару: S 4 = 0,18381 см

Отже, осаду підстави фундаменту виходить підсумовуванням осад всіх шарів:

S 3 + S 4 = 1,130999 +0.18381 = 1,314809 ≈ 1,3 см

Гранично допустима осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП 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 закладення , Η = 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 фактичне тиск по підошві фундаменту;

-Природне (побутове) тиск на позначці підошви фундаменту

кПа

Тоді:

Ординати епюри додаткового осадового напруги:

Отримані дані зводимо в таблицю:

шару

h, м

Шари підстави

Осадка

III

0

0

1

100,163


13,065

Суглинок

текучепластічний

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: S 3 = 1,329954 см

Осадка IV шару: S 4 = 0,459525 см

Отже, осаду підстави фундаменту виходить підсумовуванням осад всіх шарів:

S 3 + S 4 = 1,329954 +0,459525 = 1,789119 ≈ 1,8 см

Гранично допустима осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП виконуються.

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

Ширина підошви фундаменту , Осадове тиск під підошвою фундаменту В основі переважає суглинок, тому за таблицею визначимо потужність еквівалентного шару при і відносно сторін підошви фундаменту ≈ 1,4 (рис. 3).

Осідання фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де - Потужність еквівалентної шару

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

b = 2,4 м. - ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ​​товщу грунту, 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 осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП виконуються

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

Ширина підошви фундаменту , Осадове тиск під підошвою фундаменту В основі переважає суглинок, тому за таблицею визначимо потужність еквівалентного шару при і відносно сторін підошви фундаменту ≈ 2,4 (рис. 4).

Осідання фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де - Потужність еквівалентної шару

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

b = 2,4 м. - ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ​​товщу грунту, 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 осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП виконуються

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

Район будівництва м. Воронеж. За обрізу фундаменту діє розрахункова вертикальна навантаження, отримане для розрахунку за II граничним станом N II = 925,4 кН / м. Планувальна позначка 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 текучепластічний

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 гарними по міцності грунтами (в основі переважають суглинки). Тому фундамент не глибокого закладення буде мати явну перевагу перед пальових, тому що 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:

Приймаються 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 текучепластічний потужністю 1,69 м. Опір на бічній поверхні палі в суглинку (I L = 0,74):

на глибині z 1 = 4,04 м

f 1 = 7,64 кПа

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

на глибині z 2 = 5,52 м

f 2 = 53,98 кПа,

на глибині z 3 = 6,77 м

f 3 = 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 граничного стану.

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

d = 0,3 м - сторона палі.

d р = 2,5 м - висота ростверку і фундаменту, яка не увійшла в розрахунок при визначенні N I.

- Питома вага бетону.

При проектування окремо пальового фундаменту кількість паль округляється до цілого числа в більшу сторону, таким чином приймаємо фундамент палі з 4 паль.

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

Приймаються висоту ростверку з конструктивних міркувань h р = 0,5 м.

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 (свеси). Приймаються розміри ростверку в плані 1,3 * 1,3 м.

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

Визначаємо додаткову вертикальне навантаження, що діє по підошві ростверку, за рахунок власної ваги ростверку G р і грунту засипки G гр на обрізі ростверку:

кН

де: V р - обсяг займаний ростверком, подколонніка і підлогою підвалу

м 3

γ δ = 22кН / м 3 - питома вага монолітного залізобетонного ростверку, подколонніка БК-2 і статі.

Визначаємо вагу грунту засипки:

кН

де: м 3

γ гр = 18кН / м 3 - питома вага грунтової засипки

кН

кН <354,22 кН = P св

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

Средневзвешанное значення кута внутрішнього трненія грунтів, що прорізаються палею, визначають за формулою:

.

Визначаємо розміри грунто-пальового масиву у підошви ростверку:

м.

Розміри площі підошви умовного фундаменту:

м.

Площа підошви:

м 2.

Обсяг на бічних гранях умовного фундаменту разом з прігрузкой грунто-пальового масиву і на обріз ростверку:

м 3.

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

м 3.

Обсяг паль:

м 3.

Об'єм грунту:

м 3.

Середньозважене значення питомої ваги шарів грунту, що залягають вище підошви умовного фундаменту, з урахуванням вісового 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 / м 3.

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

.

Для φ II = 30 0 (шар IV, пісок дрібний, щільний, насичений водою) знаходимо:

так, як L / H = 8,8

м.

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

h cf = 0,2 м - товщина конструкції підлоги підвалу.

γ cf = 22кН / м 3 - розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу.

Глибина підвалу d в = 1,9 м, тоді:

Таким чином влови P <R - 309,38 <582,652 виконується.

11. Розрахунок пальового фундаменту під внутрішню колону по осі Б 8-і поверхового житлового будинку

Район будівництва м. Воронеж. За обрізу фундаменту діє розрахункова вертикальна навантаження, отримане для розрахунку за II граничним станом N II = 878,3 кН / м. Планувальна позначка 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 текучепластічний

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 гарними по міцності грунтами (в основі переважають суглинки). Тому фундамент не глибокого закладення буде мати явну перевагу перед пальових, тому що 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:

Приймаються 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 текучепластічний потужністю 1,69 м. Опір на бічній поверхні палі в суглинку (I L = 0,74):

на глибині z 1 = 4,04 м

f 1 = 7,64 кПа

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

на глибині z 2 = 5,52 м

f 2 = 53,98 кПа,

на глибині z 3 = 6,77 м

f 3 = 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 граничного стану.

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

d = 0,3 м - сторона палі.

d р = 2,5 м - висота ростверку і фундаменту, яка не увійшла в розрахунок при визначенні N I.

- Питома вага бетону

При проектування окремо пальового фундаменту кількість паль округляється до цілого числа в більшу сторону, таким чином приймаємо фундамент палі з 4 паль.

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

Приймаються висоту ростверку з конструктивних міркувань h р = 0,5 м.

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 (свеси). Приймаються розміри ростверку в плані 1,3 * 1,3 м.

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

Визначаємо додаткову вертикальне навантаження, що діє по підошві ростверку, за рахунок власної ваги ростверку G р і грунту засипки G гр на обрізі ростверку:

кН

де: V р - обсяг займаний ростверком, подколонніка і підлогою підвалу

м 3

γ δ = 22кН / м 3 - питома вага монолітного залізобетонного ростверку, подколонніка БК-2 і статі.

Визначаємо вагу грунту засипки:

кН

де: м 3

γ гр = 18кН / м 3 - питома вага грунтової засипки

кН

кН <354,22 кН = P св

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

Средневзвешанное значення кута внутрішнього трненія грунтів, що прорізаються палею, визначають за формулою:

.

Визначаємо розміри грунто-пальового масиву у підошви ростверку:

м.

Розміри площі підошви умовного фундаменту:

м.

Площа підошви:

м 2.

Обсяг на бічних гранях умовного фундаменту разом з прігрузкой грунто-пальового масиву і на обріз ростверку:

м 3.

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

м 3.

Обсяг паль:

м 3.

Об'єм грунту:

м 3.

Середньозважене значення питомої ваги шарів грунту, що залягають вище підошви умовного фундаменту, з урахуванням вісового 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 / м 3.

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

.

Для φ II = 30 0 (шар IV, пісок дрібний, щільний, насичений водою) знаходимо:

так, як L / H = 8,8

м.

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

h cf = 0,2 м - товщина конструкції підлоги підвалу.

γ cf = 22кН / м 3 - розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу.

Глибина підвалу d в = 1,9 м, тоді:

Таким чином влови P <R -297,629 <582,652 виконується

12. Розрахунок осад за методом елементарного підсумовування для пальового фундаменту під зовнішню колону по осі А

Ширина фундаменту b ум = 2м., Глибина закладення d = 7,4 м., середній тиск під підошвою P = 309,38 кПа, η = 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 та 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 14,7 м)

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 підстави

Осаду, 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 стиснутої товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S 4 = 1,3918 ≈ 1,4 см.

S 5 = 0,0119 ≈ 0,01 см.

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

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

Ширина фундаменту b ум = 2м., Глибина закладення d = 7,4 м., середній тиск під підошвою P = 297,629 кПа, η = 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 та 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 14,7 м)

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 підстави

Осаду, 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 стиснутої товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S 4 = 1,286 ≈ 1,3 см.

S 5 = 0см.

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

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

Ширина фундаменту b ум = 2м., Довжина фундаменту l ум = 4м., Глибина закладення d = 7,4 м., середній тиск під підошвою P = 297,629 кПа, η = 2, приймаємо η = 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 та 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 14,7 м)

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 підстави

Осаду, 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 стиснутої товщі, потужністю 4,14 м за формулою:

S 4 = 1,466 ≈ 1,5 см.

S 5 = 0,0685 див.

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

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 . В основі переважають піски, тому за таблицею визначимо потужність еквівалентного шару при і відносно сторін підошви фундаменту (Рис. 8).

Осідання фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де - Потужність еквівалентної шару

м

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

b = 2м - умовна ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ​​товщу грунту, 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 осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП виконуються.

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

Ширина підошви фундаменту , Осадове тиск під підошвою фундаменту . В основі переважають піски, тому за таблицею визначимо потужність еквівалентного шару при і відносно сторін підошви фундаменту (Рис. 9).

Осідання фундаменту методом еквівалентного шару визначаємо за формулою:

де - Потужність еквівалентної шару

м

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

b = 2м - умовна ширина підошви фундаменту.

У розрахунковій схемі стисливої ​​товщу грунту, 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 осаду для будівель розглянутого типу становить 8см при прийнятому розмірі фундаменту вимоги СНіП виконуються.

19. Розрахунковий відмову і вибір устаткування для занурення палі

Розрахунковий відмова палі обчислюють за формулою:

,

де: h = 1500кН / м 2 - коефіцієнт, що приймається в залежності від матеріалу палі.

А = 0,09 м 2 - площа, обмежена зовнішнім контуром суцільного або порожнього поперечного перерізу стовбура палі (незалежно від наявності або відсутності у палі вістря).

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

E d - розрахункова енергія удару:

а = 25 Дж / ​​кН.

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

т 1 = 2,6 т - маса молота.

m 2 = 1,04 т - маса палі і наголовніка.

m 3 = 0,2 т - маса подбабка.

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

Молот, з розрахунковою енергією E d повинен відповідати умові:

k m = 6 - для залізобетонних паль при трубчастому дизель-молоті З-995

Тоді розрахунковий відмова буде дорівнює:

18. Техніко-економічне порівняння варіантів фундаментів за укрупненими показниками

V котл.МЗ = 18,272 м 3

V котл.СВ = 16,384 м 3

V сб.ж / б.МЗ = 4,704 м 3

V мон.ж / б.МЗ = 6,72 м 3

V мон.ж / б.СВ = 0,845 м 3

Види робіт

Од. ізм.

Стоїмо., Руб

Ф-т мілкого закладення

Пальовий 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 ж / б

м 3

33,50

10,136

339,556

3,456

115,776

5

Моноліт. з / 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 кращим виявився фундамент мілкого закладення.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Курсова
361.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Проектування основ і фундаментів багатоповерхового громадянського будинку
Розрахунок і проектування основ і фундаментів промислових будівель
Проектування основ і фундаментів конструювання промислових будівель і споруд
Проектування 6 ти поверхового житлового будинку
Проектування трикімнатного житлового будинку
Проектування 6-ти поверхового житлового будинку
Проектування одноповерхового житлового будинку
Проектування дерев`яного житлового будинку
Проектування системи опалення житлового будинку
© Усі права захищені
написати до нас