МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Механика грунтов, оснований и фундаментов
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: «Проектирование фундаментов под 8-ми этажное здание в открытом котловане»
Факультет, группа ГСС Э-5
Студент Смирнова О.Н.
Консультант Чунюк Д.Ю.
Геология
5
Конструкция
5
Этаж 8
Город Смоленск
Москва
, 2009
I
.
Определение классификационных признаков грунтов площадки строительства и их расчетных сопротивлений
Определение характеристик пылевато-глинистых грунтов
Слой 2:
Определяем разновидность грунта:
Ip
=WL
-WP
=22,4-17,2=5,2; 1£Ip
£7 – супесь
IL
=W-WP
/Ip
=23,1-17,2/5,2=1,13 - текучая
Определяем коэффициент пористости:
e=rs
/r(1+W)-1=2,65/1,85(1+0,231)-1=0,76
грунт не нормируется
Слой 4:
Определяем разновидность грунта:
Ip
=WL
-WP
=39,5-18,1=21,4; Ip
>17 – глина
IL
=W-WP
/Ip
=49,6-18,1/21,4=1,47 - текучая
Определяем коэффициент пористости:
e=rs
/r(1+W)-1=2,52/1,58(1+0,496)-1=1,38
грунт не нормируется
Слой 5:
Определяем разновидность грунта:
Ip
=WL
-WP
=34,3-18,0=16,3 7<Ip
>17 – суглинок
IL
=W-WP
/Ip
=30-18/16,3=0,74 - мягкопластичный
Определяем коэффициент пористости:
e=rs
/r(1+W)-1=2,54/1,92(1+0,30)-1=0,72
По таблице определяем Ro
=196 кПа
Определение характеристик песчаных грунтов
Слой 6:
Определение типа грунта (по гранулометрическому составу)
Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм) |
|||||||
| >2,0 | 2,0-0,5 | 0,5-0,25 | 0,25-0,10 | 0,10-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | <0,005 |
| - | 9,5 | 6,1 | 64,9 | 6,5 | 7,5 | 4,3 | 1,2 |
9,5%+6,1%+64,9%=80,5% - пески мелкие
Определяем коэффициент пористости:
e=rs
/r(1+W)-1=2,66/2,01(1+0,212)-1=0,6
Определяем разновидность грунта по степени влажности:
Sr
=W×rs
/e×rw
=2,66×0,212/0,6×1=0,94
вид песчаного грунта: пески мелкие.
по влажности песок насыщенный водой
Расчетное сопротивление мелкого песка средней плотности насыщенные водой Ro
=200 кПа
Определение модуля общей деформации Е0
по результатам компрессионных и
штамповых испытаний
Штамповые испытания грунтов пробной нагрузкой
Образец отобран с глубины 9 м. Диаметр штампа d=27,7 см.
На этой глубине залегают мелкие пески.
пески n=0,3 и b=0,74
для круглого штампа w=0,8
Р1
=100 кПа
Р2
=200 кПа
S1
=0,82 мм
S2
=1,64 мм
24600 кПа > 10000 кПа
Компрессионные испытания грунтов
Образец отобран с глубины 5 м.
На этой глубине залегает суглинок.
суглинки n=0,53 и b=0,62
Р1
=100 кПа Р2
=200 кПа e1
=0,705 e2
=0,696
Коэффициент сжимаемости: .
Коэффициент сжимаемости: .
11764 кПа > 10000 кПа
I
I
. Привязка сооружения к инженерно-геологическому разрезу
Фундаменты по всей площади здания будут опираться на один слой (ИГЭ-5). Планировочная отметка – 126,0м. От подошвы фундамента (FL) до основания 5-го слоя делаем песчаную подушку (пески средней крупности, средней плотности, С=0 Па, gII
=18 кН/м3
, j=30о
, R0
=300 кПа, E0
=30000 кПа).
III. Проектирование сборных фундаментов мелкого заложения
Определение расчетных нагрузок на фундамент
По I группе предельных состояний
По II группе предельных состояний
Определение глубины заложения фундамента d
Глубина заложения фундамента зависит от нагрузок и глубины сезонного промерзания грунта, определяется по формуле:
d=2,5+0,2+0,3-0,9=2,1 м
где, db
– расстояние от чистого пола подвала до чистого пола первого этажа;
hcf
– толщина пола подвала;
hs
– заглубление подошвы фундамента от низа пола подвала (для ленточного фундамента
hs
=0,5м (толщина фундаментной плиты);
hц
– высота цоколя.
Рассчитаем величину глубины сезонного промерзания грунта.
где, dfn
– нормативная глубина промерзания грунта (для г. Смоленска dfn
=1,3);
kh
– коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. При t=+10о
C, kh
=0,6 ([1] п.2.28).
Окончательно принимаем: глубина заложения ленточного фундамента - 2,1 м
Определение площади подошвы фундамента
Определяем ориентировочную ширину подошвы ленточного фундамента для наружной и внутренней стен здания
, при значении
R0
=300кПа:
|
|
где, NII
– расчетная нагрузка по II предельному состоянию;
R0
– расчетное сопротивление под фундаментом;
d
– принятая глубина заложения фундамента;
gср
– осредненный удельный вес материалов фундамента, пола и грунта на консольных выступах плиты, принимаемый равным 20кН/м3
.
Определим расчетное сопро
где, gс1
и gс2
– коэффициенты условий работы, gс1=
1,4, gс2=
1,0;
k
– коэффициент надежности, принимаемый в зависимости от прочностных характеристик,
k =1
;
M
g
,
Mq
,
Mc
– коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта j
II
в основании сооружения, Mg
=1,15, Mq
=5,59, Mc
=7,95 (j= 300
т.4 [1]);
kz
– коэффициент, принимается равным единице при ширине фундамента b<10м;
b
– ширина подошвы фундамента, м;
g
II
– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (грунтовые воды учитываются), кН/м3
;
g/
II
– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (грунтовые воды учитываются);
;
с
II
– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;
d1
– приведеная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов относительно пола подвала, определяемая по формуле:
0,3+0,2×20/11,5 = 0,65 м
- расстояние от уровня планировки до пола подвала.
Расчетное сопротивление грунта ленточного фундамента наружной стены здания:
Определяем значение Rпри b=0,87м
Т.к. полученное расчетное сопротивление основания существенно отличается от R0
, то уточняем ранее принятую ширину фундамента при R=187,9 кПа.
Принимаем ближайшую по размеру типовую фундаментную подушку ФЛ-16, с h=0,3 м и определяем новое значение R при такой ширине фундамента:
Сравним расчет сопротивления грунта с давлением от подошвы фундамента: pII
£
R.
где, NII
– расчетная нагрузка по II предельному состоянию;
QII
– вес фундамента и фундаментных конструкций, от 1 пог. м;
Gгр
– вес грунта на обрезах фундамента (для внутренних колонн пренебрегаем);
А
– площадь основания фундамента.
Собственный вес 1 п.м. фундамента QII
складывается из веса железобетонной подушки ФЛ 16.12, четырех бетонных стеновых фундаментных блоков сплошных ФБС и пригрузки от пола подвала на внутренней консольной части ак
опорной части.
Удельный вес бетона блоков ФБС и пола подвала принят равным γб
=
γс
f
= 22 кН/м3
.
Удельный вес железобетона фундаментной плиты ФЛ.10.12 принят равным γжб
= 24 кН/м3
.
Вес грунта на консольной части ленточной фундаментной плиты с наружной стороны:
Превышение расчетного сопротивления грунта R
над средним давлением, действующим под подошвой ленточного фундамента pII
не должно составлять более 10%. Так как оно составляет 11,7%, то ширина подошвы фундамента подобрана неэкономично и ее необходимо уменьшить.
Принимаем ближайшую по размеру в сторону уменьшения типовую фундаментную подушку ФЛ.14.12 с шириной b=1,4 м, высотой hs
=0,3 м и определим новое значение R при такой подушке:
Проверяем среднее давление pII
,
действующее под подошвой фундамента, при использовании подушки ФЛ.14.12 и, соответственно, изменившихся значениях QII
и GII
:
Определяем новые значения QII
и GII
с учетом новой фундаментной подушки:
Вычисляем среднее напряжение pII
под подошвой фундамента:
Так как полученное значениеpII
,, превышает расчетное сопротивление грунта основания R
при использовании подушки ФЛ14.12, оставляем первоначально подобранную фундаментную подушку ФЛ.16.12.
Расчетное сопротивление грунта ленточного фундамента внутренней стены здания:
Определяем значение Rпри b=1,23 м
Т.к. полученное расчетное сопротивление основания существенно отличается от R0
, то уточняем ранее принятую ширину фундамента при R=192,6 кПа.
Принимаем ближайшую по размеру типовую фундаментную подушку ФЛ-20.12, с h=0,5 м и определяем новое значение R при такой ширине фундамента:
b
=2 м;
0,5+0,2×20/10,8 = 0,87 м
Сравним расчет сопротивления грунта с давлением от подошвы фундамента: pII
£R.
где, NII
– расчетная нагрузка по II предельному состоянию;
QII
– вес фундамента и фундаментных конструкций, от 1 пог. м;
А
– площадь основания фундамента.
Собственный вес 1 п.м. фундамента QII
складывается из веса железобетонной подушки ФЛ 20.12, четырех бетонных стеновых фундаментных блоков сплошных ФБС и пригрузки от пола подвала на внутренней консольной части ак
опорной части.
Удельный вес бетона блоков ФБС и пола подвала принят равным γб
=
γс
f
= 22 кН/м3
.
Удельный вес железобетона фундаментной плиты ФЛ.20.12 принят равным γжб
= 24 кН/м3
.
Превышение расчетного сопротивления грунта R
над средним давлением, действующим под подошвой ленточного фундамента pII
не должно составлять более 10%. Так как оно составляет 13,5 %, то ширина подошвы фундамента подобрана экономически невыгодно.
Принимаем ближайшую по размеру в сторону уменьшения типовую фундаментную подушку ФЛ.16.12 с шириной b=1,6 м, высотой hs
=0,3 м и определим новое значение R при такой подушке:
; 0,3+0,2×20/11,5 = 0,65 м
Проверяем среднее давление pII
,
действующее под подошвой фундамента, при использовании подушки ФЛ.14.12 и, соответственно, изменившемся значении QII
:
Определяем новые значения QII
и GII
с учетом новой фундаментной подушки:
Вычисляем среднее напряжение pII
под подошвой фундамента:
Так как полученное значение pII
, превышает расчетное сопротивление грунта основания R
при использовании подушки ФЛ16.12, оставляем первоначально подобранную фундаментную подушку ФЛ.20.12.
|
VOio |