Расчет и конструирование фундаментов

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический  университет

Кафедра: «Геотехника и экология в строительстве»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Расчет и конструирование фундаментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.112 829 

Ильина О.Е.

Проверил: Игнатов С.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2012

 

 

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………4

2.  Фундаменты мелкого заложения…………………………………………….5

2.1 Анализ инженерно-геологических  условий площадки         строительства……………………………………………………………..………5

2.2 Определение расчетных сечений………………………………..……8

2.3 Расчет фундамента №1……………………………………………..…9

2.3.1 Определение размера подошвы  фундамента………………….…..9

2.3.2 Определение осадки фундамента…………………………….……12

2.3.3 Расчет тела фундамента ………………………………………...…15

2.3.4 Определение несущей способности  грунта……………………....16

2.4 Расчет фундамента №2…………………………………………….....17

2.4.1 Определение размера подошвы  фундамента…………………..…17

2.4.2 Определение осадки фундамента………………………………….19

2.4.3 Расчет тела фундамента ……………………………………………22

2.4.4 Определение несущей способности  грунта…………………….....23

3. Фундаменты глубокого заложения…………………………………………..25

3.1. Основные положения по расчету  и проектированию свайных фундаментов………………………………………………………………..……25

3.1.1 Определение физико-механических  характеристик грунтов……25

3.1.2 Определение несущей способности  сваи…………………………26

  3.1.3 Расчёт несущей способности сваи по результатам динамического зондирования………………………………………………………………27

          3.3 Расчет  свайного фундамента по деформациям.  Расчет осадки свай под стену с подвалом……………………………………………………….…….....30

4 Реконструкция………………………………………………………………...34

5. Основные требования по производству  работ и технике безопасности…35

6 Список использованных источников………………………………………..39

7. ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

         Данный  курсовой  проект  по  дисциплине  “Механика  грунтов, оснований   и  фундаментов” преследует  цель  привить  практические  навыки  проектирования  фундаментов   зданий  и  сооружений, закрепить   знания  теоретических  основ   в  практическом  их  приложении. В  проекте  рассчитаны  и   запроектированы   фундаменты  мелкого  заложения  и   свайные  фундаменты, приведены   необходимые  данные  по  инженерно-геологическим   изысканиям, приведены  схемы   сооружений  и  действующие   нагрузки  по  расчетным  сечениям.

Работы ведутся в районе города Минска климатический район II₈ расчетная температура самой холодной пятидневки t =-28^◦ С. Методика  расчета построена в соответствии  с нормативными  документами:

СНБ 5.01.01-99 “Основания и фундаменты зданий и сооружений”;

СНБ 5.03.01-02 “Бетонные и железобетонные конструкции”;

СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия”;

Еврокод 7 “Геотехническое проектирование” Часть 1. Общие правила. ТКП EN 1997-1-2009

Фундаменты проектируются для  жилого одноквартирного малоэтажного здания. Принимаем, стены толщиной 300 мм. Снеговая нагрузка s_o = 120 кг/м². Ветер Нормативная глубина промерзания 1,32м. Здание в плане имеет размеры 9,3х7,2м, состоит из двух частей: части с подвалом и части без подвала.

           Расчетные   значения  нагрузок  для  расчета(нагрузки  на  уровне  обреза  фундамента)

 

№	Конструктивный элемент	Нагрузки на фундамент, при γF=1,кН/м.п.
		N,кН
1	Фундамент под наружную стену	200
2	Фундамент под внутреннюю стену	350
3	Для свайных фундаментов	Увеличение всех нагрузок в 2 раза
4	Реконструкция плитных фундаментов после 10 лет эксплуатации	Увеличение всех нагрузок на 80 %

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Фундаменты мелкого заложения на естественном основании.

2.1. Анализ физико-механические свойств грунтов пятна застройки.

Прочное, устойчивое и экономичное  основание можно выбрать на основе изучения инженерно-геологических  и гидрогеологических условий строительной площадки. В связи с этим в табл. 1 грунтовые условия из трех пластов  представлены для данной строительной площадки.

Таблица 1

№ пласта	Мощность пласта по скважинам, м			Плотность частиц грунта ρs ,т/м	Плотность грунта, ρ , т/м	Влажность W, %	Пред пластичности		Угол внутреннего трения φ˚	Удельное сцепление С ,кПа	Модуль деформации, МПа	Вид песчаного грунта	Горизонт подземных вод от поверхности  земли , м
	1	2	3				WL %	Wp %
1	1	0,9	1,2		1,7							насып	4,0
2	1	2	1	2,65	1,74	15			32		8	мелк
3	7	5	9	2,63	2,01	21			34		15	Ср. кр.
4	12	7	10	2,68	2,04	13	20	13	25	23	19

 

 

Для каждого из пластов, которые  были вскрыты тремя скважинами, должны быть определены их расчетные характеристики.

Удельный вес частиц грунта

= g , кН/м³

где  g – ускорение свободного падения, м/с²;

       - плотность частиц грунта, т/м³;

1. –
2. = 2,65 10 = 26,5 кН/м³
3. = 2,63 10 = 26,3 кН/м³
4. = 2,68 10 = 26,8 кН/м³

Удельный вес грунта

= g , кН/м³

где  g – ускорение свободного падения, м/с²;

       - плотность грунта, т/м³;

1. = 1,7 10 = 17 кН/м³
2. = 1,74 10 = 17,4 кН/м³
3. = 2,01 10 = 20,1 кН/м³
4. = 2,04 10 = 20,4 кН/м³

 

Удельный вес сухого грунта

где  W – влажность, %;

 

2.

3.

4.

Пористость и коэффициент пористости грунта

2.

3.

4.

 

Степень влажности

где - удельный вес воды, 10 кН/м³

2.

3.

4.-

Песчаные грунты подразделяются по степени влажности Sr на:

маловлажные, если степень влажности Sr £ 0.5;

маловлажные, если 0.5<Sr£0.8;

насыщенные водой, если Sr>0.8

По плотности сложения песчаные грунты разделяются на плотные, средней  плотности и рыхлые, в зависимости  от величины коэффициента пористости е (табл. 2)

 

 

 

Таблица 2

Виды песков	Плотность сложения песков
	плотные	средней плотности	рыхлые
Пески гравелистые, крупные и средней крупности	e<0.55	0.55 £ e £ 0.70	e > 0.70
Пески мелкие	e<0.60	0.60 £ e £ 0.75	e > 0.75
Пески пылеватые	e<0.60	0.60 £ e £ 0.80	e > 0.80

Число пластичности

где W – природная весовая влажность грунта, %;

W_L – влажность грунта на границе текучести, %;

W_P – влажность грунта на границе пластичности (раскатывания), %

4. %

В соответствии с СНБ 5.01.01-99  « Основания и фундаменты зданий и сооружений» определяется по числу пластичности вид глинистого грунта (табл. 3)

Таблица3

Наименование грунтов по содержанию глинистых частиц и по числу пластичности

Наименование грунта	Содержание глинистых частиц (диаметром  меньше 0.005 мм) % по весу	Число пластичности JP
Глина	Больше 30	Более 17
Суглинок	30 – 10	17 – 7
Супесь	10 – 3	7 – 1
Песок	Меньше 3	Меньше 1

 

Показатель текучести для глинистых  грунтов

4.

где γ – плотность грунта, кН/м3;

γ_S – плотность частиц грунта, кН/м3;

γ_w – плотность воды, принимаемая равной 10 кН/м3;

W – природная  весовая влажность грунта, %;

W_L – влажность грунта на границе текучести, %;

W_P – влажность грунта на границе пластичности (раскатывания)

 

   Данные о свойствах грунтов  представим в таблице

                   Таблица 4                  

Данные свойств грунтов

Показатели	Значения показателей для слоев
	1	2	3	4
Удельный вес частиц грунта γs , кН/м3		26,5	26,3	26,8
Удельный вес грунта γ , кН/м3	17	17,4	20,1	20,4
Природная  влажность W грунта, %		15	21	13
Удельный вес сухого грунта γd, кН/м3		15,13	16,61	18,05
Степень влажности Sr		0,53	0,952	-
Число пластичности JP		-	-	7
Показатель текучести JL		-	-	0
Коэффициент пористости е		0,75	0,58	0,48
Пористость n		43	37	33
Наименование грунта и его физическое состояние	Насыпной грунт	Мелкий песок, малонасыщенный водой,средней плотности	Песок средней крупности, насыщенный водой, средней плотности	Супесь