1   2   3
Ім'я файлу: фундаменты курсач.docx
Розширення: docx
Розмір: 675кб.
Дата: 28.12.2020
скачати

ВСТУП

Для виконання курсового проекту студенту надаються вихідні дані по проектуванню основ і фундаментів будівлі, в які входять:

1. Інженерно-геологічні умови будівельного майданчику.

2. Основні конструктивні особливості будівлі: вид будівлі, її конструктивна схема (ширина та довжина будівлі, кількість поверхів, їх висота, наявність підвалу, навантаження тощо.

3. Район будівництва.

Для виконання дипломного проекту студенту надаються:

1. Звіт спеціалізованої організації про інженерно-геологічні умови будівельного майданчику. Він включає опис ІГЕ, інженерно-геологічні розрізи, фізико-механічні характеристики ґрунтів і т.п.

2. Основні конструктивні креслення будівлі: плани підвалу, першого і типового поверхів будівлі, поперечний та поздовжній розрізи, плани підлоги та даху, деталі. Ці матеріали студент отримує на виробництві під час переддипломної практики.

3. Навантаження на несучі конструкції будівлі студент повинен зібрати з використанням робочих креслень за правилами будівельної механіки або прийняти за рекомендаціями керівника проекту готові значення.

4. Район будівництва.

При розрахунку та проектуванні основ і фундаментів під колони будівлі студент використовує ДСТУ Б В.2.1-2-96 «Ґрунти. Класифікація», ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 «Будівельна кліматологія», ДБН В.1.2-2-2006

«Навантаження і впливи», ДБН В.2.1-10-2018 «Основи та фундаменти споруд. Основні положення», ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції», ДБН А.3.2-2-2009 «Охорона праці і промислова безпека у будівництві. Основні положення», а також чинні ГОСТ, підручники та навчальні посібники за профільним призначенням.

1. ОПРАЦЮВАННЯ ВИХІДНИХ ДАНИХ

1.1 Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика

В заданих інженерно-геологічних умовах будівельного майданчика для виділених шарів ґрунту (інженерно-геологічних елементів (ІГЕ)) приводяться основні фізичні характеристики ґрунту: ρs, ρ, W, WL, WP. Для особливого шару ґрунту, що не відповідає вимогам нормативних таблиць, додаються матеріали по випробуванню ґрунту штампом, за якими обраховується Е, МПа, і значення с, кПа, та φ°, як результат досліджень ґрунту на зріз по заданій площині.

В пояснювальній записці курсового проекту для аналізу інженерно-геологічних умов будівельного майданчика необхідно побудувати інженерно-геологічний розріз (рис. 1.1), використовуючи при цьому вказані у вихідних даних нашарування (ІГЕ) гірських порід.



Рис. 1.1. Приклад інженерно-геологічного розрізу по свердловинах 1–11

В пояснювальній записці необхідно також обрахувати і встановити всі показники ґрунтів, які застосовують у розрахунках можливих варіантів основ та фундаментів, визначити середню потужність ІГЕ, зробити висновок про доцільність використання кожного шару в якості основи. Визначення невідомих фізико-механічних характеристик ґрунтів, із отриманого студентом завдання, проводять в такій послідовності.

1) Для ґрунтів типу «рослинний шар» обраховується лише питома вага ґрунту γn, кН/м3, за формулою:

(1.1)

де ρ – природна щільність ґрунту, г/см3;

g – прискорення земного тяжіння, приймається g = 10 , м/с2.



Робиться висновок. Оскільки дані ґрунти містять гумус, ходи землериїв, пухкі, а також зазнають метереологічного впливу, то ці ґрунти не можна використовувати в якості основи під фундамент.

2) Для ІГЕ-2 – супісок.

Для пилувато-глинистих ґрунтів (супіски, суглинки, глини), що є в геологічному перерізі майданчика, застосовують такий алгоритм:

  • розраховуємо число пластичності IP, ч.о., за формулою:

, (1.2)

де WL – вологість на границі текучості, ч.о.;

WP– вологість на границі пластичності, ч.о.

Різновид (супісок) пилувато-глинистих ґрунтів уточнюють за числом пластичності згідно з таблицею Б11 [2] (супісок, суглинок або глина).



  • визначаємо показник текучості (консистенції) глинистого ґрунту ІL, ч.о., за формулою:

(1.3)



  • розрахунок щільності сухого грунту:

(1.4)

де: W – природна вологість, ч.о.



  • визначається коефіцієнт пористості ґрунту е, ч.о.:

(1.5)

де: ρs – щільність часток ґрунту, г/см3. Використовуючи таблицю Б18 [2] встановлюють різновид пісків за щільністю (щільний, середньої щільності або пухкий).



Згідно з таблицями В.2, В.3 Додатка В [2] за уточненою назвою глинистого ґрунту (супісок, суглинок, глина), показником текучості IL і коефіцієнтом пористості ґрунту е встановлюються нормативні значення характеристик міцності сn, кПа, φ°n та модуля деформації ґрунту Е, МПа.

=5,0

=20

Якщо визначений коефіцієнт пористості е не входить в таблиці В.2, В.3 (ненормований ґрунт), то показники міцності с, кПа, та φ° прий- маються згідно завданню, а модуль деформації Е, МПа, розраховується за даними статичного випробування ґрунту штампом за формулою

(1.6)

де: ν – коефіцієнт відносності поперечної деформації ґрунту (коефіцієнт Пуассона), ч.о.;

ΔР – заданий інтервал навантаження (в межах 0…0,3 МПа) на штамп в лінійній частині графіка, МПа;

ΔS – відповідна значенню ΔР осадка штампу, см;

А – площа стандартного штампу,

А = 5000 см2; d – діаметр штампу, d = 79,8 см.



=10,96

Якщо визначений коефіцієнт пористості е не входить в таблиці В.2, В.3 (ненормований ґрунт), то показники міцності с, кПа, та φ° прий- маються згідно завданню, а модуль деформації Е, МПа, розраховується за даними статичного випробування ґрунту штампом за формулою:



де Хn– нормативне значення характеристики (Е, сn, φ°n), що визначається;

еmax, еmin– найближчі до е максимальне та мінімальне табличне значення коефіцієнта пористості ґрунту, ч.о.;

е – розраховане значення коефіцієнта пористості ґрунту, ч.о.;

Хmax– нормативне значення характеристики (Е, сn, φ°n), яке відповідає величині еmin;

Хminнормативне значення характеристики (Е, сn, φ°n), що відповідає величині еmax.



Рис. 1.2. Приклад геометричної інтерполяції

  • модуль деформації за гілкою вторинного навантаження Ее,і, кПа, ДБН В.2.1-10-2009 допускає визначати за формулою:

Ее,і.=5·Еі. (1.7)

Ее,і.=5·10,96=54,8.

  • розраховується питома вага ґрунту γn, кН/м3, за формулою 1.1.





Рис. 1.3. Осадка ґрунту основи за даними випробувань стандартним штампом

  • визначаємо вологість ґрунту при повному водонасиченні Wsat, ч.о., за формулою:

(1.8)



  • визначається показник текучості водонасиченого глинистого ґрунту ІL,sat, ч.о., за формулою:

(1.9)



Згідно з таблицями В.2, В.3 Додатка В [1] за назвою водонасиченого глинистого ґрунту, показником текучості водонасиченого ґрунту ІL,sat і коефіцієнтом пористості е встановлюються показники міцності сn, кПа, φ°n та модуль деформації ґрунту Е, МПа.

  • згідно отриманих фізико-механічних характеристик робиться висновок: глинисті ґрунти з показником текучості IL ≤ 0,6, коефіцієнтом пористості е ≤ 0,85 та модулем деформації ґрунту Е ≥ 10 МПа, в залежності від глибини їх залягання, можуть бути природною основою фундаментів мілкого закладання або основою заглиблених фундаментів.

Ґрунти з IL > 0,6, е > 0,85 та Е < 10 МПа – ненадійні основи. Якщо цей ґрунт використовують в якості основи, то розрахунок таких основ ведеться лише за показниками γ, с, φ, Е, що визначені дослідом.

  • встановлюються розрахункові значення характеристик ґрунтів основ Х за формулою:

(1.10)

де Хn – нормативне значення характеристики (сn, φ°n, Е, γn), отриманої при опрацюванні вихідних даних; γg – коефіцієнт надійності по ґрунту (див. Додаток В [1]), у розрахунках основ за деформаціями γg =1.

3) Для ІГЕ-3 – пісок середньозернистий.

  • розрахунок щільності сухого грунту (за формулою 1.4):



  • визначається коефіцієнт пористості ґрунту е, ч.о. (за формулою 1.11):



  • обраховуємо коефіцієнт водонасичення ґрунту Sr, ч.о., за формулою:

(1.12)

де: ρw – щільність води, ρw=1 г/см3. Згідно таблиці Б17 [2] встановлюють різновид пісків за водонасиченням (малого ступення водонасичення, середнього ступення водонасичення або насичений водою).



  • визначаємо вологість ґрунту при повному водонасиченні Wsat, ч.о., (за формулою 1.7):



За назвою піщаного ґрунту (гравійний, крупний, середньо- зернистий, дрібний, пилуватий) та обрахованим коефіцієнтом пористості едля щільного або середньої щільності піску, за таблицею В.1, Додаток В, [1], визначають нормативні значення модуля деформації Е, МПа, та характеристик міцності: питомого зчеплення сn, кПа, і кута внутрішнього тертя φ°n.

Якщо розраховане значення коефіцієнта пористості е не збігається з наведеним в таблицях В.1…В.3 [1], то для визначення потрібної характеристики (Еn, сn, φ°n) необхідно здійснити алгебраїчну або геометричну інтерполяцію (за формулою 1.6).

=30

=1

=35

  • модуль деформації за гілкою вторинного навантаження Ее,і, кПа, ДБН В.2.1-10-2009 допускає визначати (за формулою 1.7):

Ее,і.=5·30=150.

  • розраховується питома вага ґрунту γn, кН/м3, за формулою 1.1.



Згідно отриманих фізико- механічних характеристик робиться висновок: щільні та середньої щільності піски, в залежності від глибини їх залягання, можуть бути природною основою фундаментів мілкого закладання (підошва фундаменту занурена в ґрунт на глибину ≤ 5 м) або заглиблених фундаментів (> 5 м). Пухкий пісок не може бути надійною природною основою фундаментів. Якщо ж цей піщаний ґрунт використовують в якості основи фундаментів, то розрахунок такої основи ведеться лише за показниками γ, с, φ, Е, Еі, що встановлені дослідом.

4) Для пилувато-глинистих ґрунтів (супіски, суглинки, глини), що є в геологічному перерізі майданчика, застосовують такий алгоритм:

  • розраховуємо число пластичності IP, ч.о., (за формулою 1.2):



  • визначаємо показник текучості (консистенції) глинистого ґрунту ІL, ч.о., (за формулою 1.3)



  • розрахунок щільності сухого грунту (за формулою 1.4):



  • визначається коефіцієнт пористості ґрунту е, ч.о. (за формулою 1.5):



Згідно з таблицями В.2, В.3 Додатка В [2] за уточненою назвою глинистого ґрунту (супісок, суглинок, глина), показником текучості IL і коефіцієнтом пористості ґрунту е встановлюються нормативні значення характеристик міцності сn, кПа, φ°n та модуля деформації ґрунту Е, МПа.

=23,15

=32,38

=24,23

  • модуль деформації за гілкою вторинного навантаження Ее,і, кПа, ДБН В.2.1-10-2009 допускає визначати (за формулою 1.7):

Ее,і.=5·23,15=115,75.

  • розраховується питома вага ґрунту γn, кН/м3, за формулою 1.1.



  • визначаємо вологість ґрунту при повному водонасиченні Wsat, ч.о., (за формулою 1.8):



  • визначається показник текучості водонасиченого глинистого ґрунту ІL,sat, ч.о., (за формулою 1.9):



Згідно з таблицями В.2, В.3 Додатка В [1] за назвою водонасиченого глинистого ґрунту, показником текучості водонасиченого ґрунту ІL,sat і коефіцієнтом пористості е встановлюються показники міцності сn, кПа, φ°n та модуль деформації ґрунту Е, МПа.

  • згідно отриманих фізико-механічних характеристик робиться висновок: глинисті ґрунти з показником текучості IL ≤ 0,6, коефіцієнтом пористості е ≤ 0,85 та модулем деформації ґрунту Е ≥ 10 МПа, в залежності від глибини їх залягання, можуть бути природною основою фундаментів мілкого закладання або основою заглиблених фундаментів.

Ґрунти з IL > 0,6, е > 0,85 та Е < 10 МПа – ненадійні основи. Якщо цей ґрунт використовують в якості основи, то розрахунок таких основ ведеться лише за показниками γ, с, φ, Е, що визначені дослідом.

  • встановлюються розрахункові значення характеристик ґрунтів основ Х за (формулою 1.10).

За результатами розрахунків формується зведена таблиця 1.1 фізико- механічних властивостей ґрунтів, що виділені в інженерно-геологічному розрізі, в послідовності їх залягання.

Завершується аналіз висновком: який шар ґрунту буде природною основою для окремо розташованих стовпчастих фундаментів мілкого закладання та який ІГЕ потрібно частково замінити або характеристики якого ґрунту доцільно поліпшити, щоб створити штучну основу для фундаментів мілкого закладання.

Таблиця 1.1

ЗВЕДЕНА ТАБЛИЦЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ҐРУНТІВ

Вид ґрунту

(ІГЕ)

Потуж-

ність

ρs

ρ

ρd

γ

W

WL

WP

IP

IL

e

Sr

φ

с

Е

Ее

м

г/см3

кН/м3

ч.о.

°

кПа

Рослинний

шар

0,9-1,0

-

1,64

-

16,4

0,12





















Супісок

4,5-5,2

2,67

1,63

1,38

16,3

0,18

0,2

0,14

0,06

0,67

0,935



20

5,0

10,96

54,8

Пісок

середньоз-ернистий

6,2-7,4

2,65

1,89

1,575

18,9

0,2









0,683

0,776

-

+

30

150

Суглинок

важкий

18-16

2,7

1,97

1,66

19,7

0,19

0,42

0,16

0,26

0,12

0,627







23,15

115,75

Окрім того, з шарів ґрунту, які розташовані на глибині > 5 м, виби- рають ІГЕ, що слугуватиме основою пальового фундаменту. Вістря паль спирають на скельний ґрунт (Е > 50 МПа), занурюють в щільні і середньої щільності піщані або глинисті ґрунти з показником текучості IL≤ 0,6.

  1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас