 |
Выбор типа фундамента и определение его размеров
|
|
|
|
Расчет и конструирование фундаментов.
Курсовой проект
Выполнил: _____________.
Белорусская Государственная Политехническая Академия, Кафедра: «Геотехника и экология в строительстве»
Минск 2001
Введение
В данном курсовом проекте по дисциплине Механика грунтов, основания и фундаменты рассчитаны и запроектированы фундаменты мелкого заложения и свайные фундаменты. Приведены необходимые данные по инженерно-геологическим изысканиям, схемы сооружений и действующие нагрузки по расчетным сечениям. Расчет оснований и фундаментов произведен в соответствии с нормативными документами
СниП 2.02.01-83 Основания и фундаменты
СниП 2.02.03-85 Свайные фундаменты
СниП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции
Фундаменты мелкого заложения на естественном основании
Анализ физико-механических свойств грунтов пятна застройки
Исходные данные для каждого из пластов, вскрытых тремя скважинами:
Таблица 1
| Номер пласта | Мощность пласта по скважинам | Плотность частиц грунта rs, т/м3 | Плотность грунта r, т/м3
| Влаж-ность W,%
| Пределы пластичности | Угол внутреннего трения j° | Удельное сцепление С, кПа | |||
| 1 | 2 | 3 | Wl, % | Wp, % | ||||||
| 1 | 5 | 6 | 4 | 2,67 | 2,10 | 8 | - | - | 40 | - |
| 2 | 4 | 5 | 6 | 2,68 | 2,03 | 22 | 25 | 15 | 27 | 13 |
| 3 | 13 | 12 | 12 | 2,65 | 2,08 | 17 | - | - | 29 | - |
Для каждого из пластов, вскрытого скважинами должны быть определены расчетные характеристики.
а) число пластичности: Jp=Wl-Wp,
Для пласта 1 нет, т.к. песок
Для II пласта: Jp=Wl-Wp=25-15=10
Для III пласта: нет, т.к. песок
б) плотность сухого грунта: 
Для I пласта: 
т/м3
Для II пласта: 
т/м3
Для III пласта: 
т/м3
в) пористость и коэффициент пористости грунта:
, 
Для I пласта: 
, 
Для II пласта: 
, 
Для III пласта: 
, 
|
|
|
г) показатель текучести для глинистых грунтов: 
Для II пласта: 
д) степень влажности грунта: 
Где:
r - пластичность грунта т/м3;
rs - пластичность частиц грунта т/м3;
rw - плотность воды, принимаем 1.0;
W - природная весовая влажность грунта, %;
Wl - влажность на границе текучести;
Wp - влажность на границе пластичности;
Для I пласта 
пески влажные (0,5<Sr£0.8)
Для II пласта: 
Для III пласта: 
Пески насыщенные водой (Sr>0.8)
Полученные данные о свойствах грунтов вносим в Таблицу 2
Таблица
|
ПОКАЗАТЕЛИ
| Значения показателей для слоев
| ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Плотность частиц грунта rs, т/м3 | 2.67 | 2,68 | 2,65 |
| Плотность грунта r, т/м3 | 2,1 | 2,03 | 2,08 |
| Природная влажность W, % | 8 | 22 | 17 |
| Степень влажности Sr | 0,55 | 0,97 | 0,92 |
| Число пластичности Jp | - | 10 | - |
| Показатель текучести Jl | - | 0,7 | - |
| Коэффициент пористости е | 0,39 | 0,61 | 0,49 |
| Наименование грунта и его физическое состояние | Песок гравелистый плотный | Суглинок мягкопластичный | Песок пылеватый плотный |
| Угол внутреннего трения j° | 40 | 27 | 29 |
| Удельное сцепление С, кПа | - | 13 | - |
Определим модуль деформации:
кПа,
кПа,
кПа
b - коэффициент зависящий от коэффициента Пуассона m:
Где e1 – начальный коэффициент пористости;
cc – коэффициент сжимаемости;
e1 – коэффициент пористости при P1=100 кПа
e2 – коэффициент пористости при P2=200 кПа
e3 – коэффициент пористости при P3=300 кПа
0,56-0,525
Cс1= =0.000175 кПа
200
0,48-0,457
Cс2= =0.000115 кПа
200
Cс3= 0,349-0,327 =0.00011 кПа
200
2.2.
Выбор глубины заложения подошвы фундамента
Минимальную глубины заложения подошвы фундамента предварительно назначают по конструктивным соображениям.
Глубина заложения подошвы фундамента из условий возможного пучения грунтов при промерзании назначается в соответствии с табл.2 СНиП 2.02.01-83.
Если пучение грунтов основания возможно, то глубина заложения фундаментов для наружных стен отапливаемых сооружений принимается не менее расчетной глубины промерзания df, определяемой по формуле:
|
|
|
df=kh×dfn,
где dfn – нормативная глубина промерзания
kh - коэффициент влияния теплового режима
здания
Принимаем глубину заложения фундамента d=1,5м. Планировку выполняем подсыпкой грунта до отметки 209.000м и уплотнение его виброплащадкой до плотности r=1,0т/м3.
Выбор типа фундамента и определение его размеров
При расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы среднее давление Р под подошвой центрально нагруженного фундамента не превышало расчетного сопротивления грунта R. Для внецентренно нагруженного фундамента предварительно проверяются три условия:
PMAX£1.2R; P<R; PMIN>0
Расчетное сопротивление грунта основания R в кПа определяется по формуле:
Где gc1 и gc2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3
СНиП 2.02.01-83 или методическое пособие (прил14);
K=1- коэффициент зависящий от прочностных характеристик грунта;
Mg, Mq, Mc – коэффициенты принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83 или методическое пособие (прил.15);
b - ширина подошвы фундамента, м;
db – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала;
d| - глубина заложения фундамента бесподвальных помещений
KZ – коэффициент зависящий от прочностных характеристик грунта (принимаем KZ=1);
g||’- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;
g|| - то же для грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;
c|| - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента, кПа.
gс1=1,4 gс2=1,2; К=1;
Мg=2,46; Мq=10,85; Mc=11,73;
Kz=1 т.к. b<10м
С||=0 кПа, т.к. песок.
db=0, т.к. нет подвала. d1=1.5
Удельный вес грунта - g=r´g=10´r
g =gобр.зас=rобр.зас.*10=18кН/м3;
g1=2,1*10=21 кН/м3;
g2=2,03*10=20,3 кН/м3;
g3=20,8 кН/м3;
кПа
;
Давление под подошвой фундамента:
; 
Где: Р, Рmax, Pmin – соответственно среднее, максимальное и минимальное давление на грунт под подошвой фундамента
No,|| - расчетная нагрузка на уровне отреза
фундамента, кН;
Mo,|| - расчетный изгибающий момент, кН×м;
d - глубина заложения фундамента, м;
gm – осредненный удельный вес - 20¸22 кН/м3.
A – площадь подошвы фундамента, м2
W – момент сопротивления площади подошвы фундамента в направлении действия момента, м3
|
|
|
Принимаем, что большая сторона фундамента равна a=1.1b, тогда А=1.1b*b=1.1b2 и 
; gm=21 кН/м3; d=1,5м.
Находим значения Pmax, 1.2R при b=1;1,5; 2; 3; 4; и строим график зависимости между b и Pmax,1.2R. Точка пересечения, дает нам искомую величину b.
Pb=1.5max= 
кН;
1.2Rb=1м=141,094*1+590,59кПа
принимая b=1,6м, считаем А, W, Pmax, Pmin, и проверяем условия.
Условия соблюдаются при b=1,9; a=2,1; W=1,4; A=3,97
Pmax=378.423кН; < 1.2R=550кПа P=192.762кН; < R=458кПа
Pmin=7,1кН; >0
|
|
|
