Основания и фундаменты

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное  заведение Высшего профессионального образования ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет строительства и архитектуры Кафедра строительного производства         Проектирование  фундамента промышленного здания     Пояснительная записка Курсовой проект по дисциплине “Основания и фундаменты”   ТПЖА. 207122.ПЗ             Разработал студент гр. С-42  _______________________ /Пахтусов Ю.В./      (подпись)   Руководитель                              ________________________/Никулин А.В./         (подпись)   Работа защищена с  оценкой «______________» «____»______________ 2011г.   Члены комиссии _______________/____________________________________/                                                            (подпись) _______________/____________________________________/                                                            (подпись)         Киров 2011

Содержание

Содержание

                                                                                                                                                                                         Стр.

Введение …………………………………………………………………………………………  4

1. Анализ  инженерно-геологических условий  строительной площадки

1.1. Краткая  характеристика объекта ……………………………………………………. 5

1.2. Схема  строительной площадки ……………………………………………………… 6

1.3. Построение  инженерно-геологического разреза  строительной площадки ……….. 7

1.4. Определение  физико-механических характеристик  грунтов ……………………….8

1.5. Проверка наличия  слабого подстилающего слоя ………………………………….  11

1.6. Климатические особенности района строительства ………………………………. 12

1.7. Общее заключение  по строительной площадке ……………………………………. 12

2. Вариант  фундамента мелкого заложения

2.1. Расчетная  схема ………………………………………………………………………. 13

2.2. Определение глубины  заложения фундамента …………………………………….. 13

2.3. Определение площади  подошвы фундамента ……………………………………… 14

2.4. Конструирование  фундамента ………………………………………………………. 16

2.5. Учет внецентренного  нагружения ……………………………………………………17

2.6. Определение осадки  фундамента …………………………………………………….18

2.7. Проверка на морозное  пучение ………………………………………………………19

3. Вариант  свайного фундамента. Забивные сваи

3.1. Расчетная  схема ………………………………………………………………………. 21

3.2. Выбор глубины  заложения ростверка ………………………………………………. 21

3.3. Выбор типа и  размера свай ………………………………………………………….. 21

3.4. Определение несущей  способности одиночной сваи ……………………………..  21

3.5. Определение количества  свай в кусте ……………………………………………… 22

3.6. Конструирование  ростверка ………………………………………………………...  22

3.7. Учет внецентренного  нагружения фундамента ……………………………………  23

3.8. Проверка на морозное  пучение ……………………………………………………..  23

3.9. Выбор сваебойного  оборудования и расчет проектного  отказа сваи …………….  24

4. Вариант  свайного фундамента. Буронабивные сваи

4.1. Расчетная  схема ……………………………………………………………………… 26

4.2. Выбор размера  свай ………………………………………………………………….  27

4.3. Определение несущей  способности одиночной сваи ……………………………..  27

4.4. Определение  количества свай в кусте ……………………………………………..   27

4.5. Конструирование  ростверка ………………………………………………………..   27

4.6. Учет  внецентренного нагружения фундамента ……………………………………  28

4.7. Проверка  на морозное пучение свайного  фундамента …………………………… 29

5. Технико-экономическое  сравнение вариантов

5.1. ТЭП варианта фундамента мелкого заложения ……………………………………  31

5.2. ТЭП  варианта свайного фундамента (забивные  сваи) …………………………….  31

6. Расчет  остальных фундаментов

6.1. Фундамент  №1

6.1.1. Определение  глубины заложения фундамента ……………………………….. 32

 

 

 

 

 

6.1.2. Определение размеров подошвы фундамента ………………………………… 32

6.1.3. Конструирование  фундамента ………………………………………………….. 34

6.1.4. Учет  внецентренного нагружения ……………………………………………...  34

6.1.5. Определение  осадки фундамента ………………………………………………  35

6.2. Фундамент №2

6.2.1. Определение  глубины заложения фундамента ………………………………..  36

6.2.2. Определение  размеров подошвы фундамента ………………………………… 36

6.2.3. Конструирование  фундамента ………………………………………………….  37

6.2.4. Учет  внецентренного нагружения ……………………………………………… 38

6.2.5. Определение осадки фундамента ………………………………………………. 38

6.3. Фундамент  №4

6.3.1. Определение  глубины заложения фундамента ………………………………..  40

6.3.2. Определение размеров  подошвы фундамента ………………………………… 40

6.3.3. Конструирование  фундамента ………………………………………………….  41

6.3.4. Определение  осадки фундамента ………………………………………………  42

6.3.5. Расчет  подпорной стенки подвала …..…………………………………………  43

Приложение А. Библиографический  список …………………………………………………..  44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В курсовом проекте необходимо рассчитать и выполнить конструирование фундаментов промышленного здания.

Курсовой проект выполнен на основании СНиП, ГОСТ, справочной, технической и учебной литературы по вопросам проектирования оснований  и фундаментов. Все расчеты выполнены в технической системе единиц.

В настоящее время возводятся все более высокие здания и  тяжелые сооружения. Кроме того, в промышленных зданиях часто  устанавливается уникальное оборудование, не допускающее сколько-нибудь ощутимых взаимных смещений. То и другое заставляет предъявлять особые требования к основаниям и фундаментам. Однако при правильном прогнозе совместной деформации грунтов и конструкции возводимого сооружения можно найти решение, обеспечивающее требуемую надежность. Поэтому перед специалистами стоят задачи разработки методов прогноза с требуемой точностью совместной деформации надземных конструкций и основания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ инженерно-геологических  условий строительной площадки.

1.1. Краткая  характеристика здания.

Объект строительства - административное, трехэтажное, прямоугольное в плане здание. Размеры в осях 18х7,7 м², высота парапета11,80 м.Здание запроектировано в соответствии с унифицированным типовым решением в виде плоскостных систем с поперечными рамами из сборных металлических элементов – колонн, защемленных в фундаменты и жестко соединенных с ними балок и ферм. Колонны железобетонные, сплошного сечения размером 400х400 мм. Ограждающие конструкции – стены из силикатного кирпича, толщина 510 мм. Вертикальное остекление сплошное по всему периметру здания.

Внутри помещения имеется подвал, находящийся на отметке -2,50м. 

Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении  рамами каркаса, а в продольном –  панелями покрытия, подкрановыми балками.

Полы в здании бетонные по грунту.

Кздания прилегает производственный цех,  размерами в осях 30х12м, высота парапета 13,20м.Здание запроектировано в соответствии с унифицированным типовым решением в виде плоскостных систем с поперечными рамами из сборных металлических элементов – колонн, защемленных в фундаменты и жестко соединенных с ними балок и ферм. Колонны железобетонные, сплошного сечения размером800х400 мм. Ограждающие конструкции – навесные ж/б панели из легкого бетона g=1000кН/м³, толщина 240 мм. Вертикальное остекление сплошное по всему периметру здания.

В здании имеется подвесной  мостовой кран грузоподъемностью 10 т.

В соответствии прил.3 [1], для производственных зданий с полным стальным каркасом относительная разность осадок (ΔS/L)_u равна 0,004, максимальная осадка S_max,u равна 12 см, крен не допускается.

Район строительства  г. Нижний Тагил. В соответствии со СНиП 23-01-99, сумма средних отрицательных температур M_t равна 54,43⁰С.

Отметка пола ± 0,000 на 0,2 м  выше планировочной отметки земли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Определение физико-механических характеристик грунтов.

Определение физико-механических характеристик грунтов производится отдельно для каждого слоя грунта по известным формулам механики грунтов. Исходными данными служат данные геологических изысканий (литологическое описание и размеры слоев грунта в пределах скважины или шурфа, а также расчетные характеристики грунтов каждого слоя, определяемые лабораторными или полевыми испытаниями).

Исходные данные и результаты расчета представлены в табл. 1.

Слой № 1:

Растительный  слой.

Слой  мощностью 0,3 – 0,4 м.

Отметка поверхности  max = 141,5 м.

Отметка поверхности  min = 139,8 м.

Данные  по  слою  не  представлены. Грунт  срезается и складируется для  последующего использования при благоустройстве территорий. В качестве  основания  не  используется.

Слой № 2:

Суглинок  пылеватый с линзоми песка.

Слой  мощностью от  2,7м  до 6,2 м

Отметка поверхности  max = 141,2 м

Отметка поверхности  min = 139,5 м

Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) определяем по формуле:

[т/м³] – грунт слабоуплотненный.

Пористость грунта n определяем по формуле:

.

Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:

.

   Число  пластичности грунта определяем по формуле:

Число текучести грунта определяем по формуле:

.

Коэффициент сжимаемости  грунта определяем по формуле:

[см²/кг];

β = 0,64 – для песка (- коэф.,  учитывающий  невозможность  бокового  расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к среднесжимаемому по прил.6 [1].

Коэффициент пористости грунта на границе текучести определяем по формуле:

.

Степень влажности грунта определяем по формуле:

- грунт средней степени насыщения

 

Вывод: суглинок пылеватый с линзоми песка, слабоуплотненный, мягкопластичный, среднесжимаемый, средней степени насыщения, может  служить естественным  основанием  для  возводимого здания.

 

Слой № 3:

Песок средней крупности насыщенный водой.

Слой  мощностью от  5,8 м до 6,2 м.

Отметка поверхности  max = 136,8м.

Отметка поверхности  min = 135,0 м.

Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта:

– грунт  средней плотности.

Пористость грунта n определяем по формуле:

.

Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:

.

Грунт  можно  использовать  в качестве  естественного  основания.

По числу пластичности грунт является песком.

Коэффициент сжимаемости  грунта определяем по формуле:

[см²/кг];

β = 0,8 – для песка (- коэф.,  учитывающий невозможность бокового  расширения); прил. 7 [1]. По коэффициенту сжимаемости грунт можно отнести к малосжимаемому по прил.6 [1].

Степень влажности грунта определяем по формуле:

 

Вывод: песок средней крупности насыщенный водой , средней плотности, мало сжимаемый, может служить естественным  основанием.

Слой № 4:

Глина темно-серая пылеватая.

Слой  мощностью от  2,5 м  до 5,8 м.

Отметка поверхности  max = 130,6 м.

Отметка поверхности  min = 129,0 м.

Определяем  g_d – удельный  вес  сухого  грунта:

;

( 1,48 т/м³  < 1,6 т/м³ ) – грунт средней плотности.

Пористость грунта n определяем по формуле:

.

Коэффициент пористости грунта определяем по формуле:

.

Грунт  можно  использовать  в качестве  естественного  основания.

 

 

Число пластичности грунта определяем по формуле:

.

По числу пластичности, как и по содержанию глинистых  частиц, грунт является глиной.

Число текучести грунта определяем по формуле:

.

По числу текучести глина полутвердая, прил. 5 [1].