Проектування фундаменту у відкритому котловані на природному підставі мілкого закладення для будівлі з підвалом

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа

вищої професійної освіти

В«Московський державний відкритий університетВ» філіяв г.Кропоткіне

Кафедра Промислове та цивільне будівництво

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Тема: В«Проектування фундаменту у відкритому котловані наприродному підставі мілкого закладення для будівлі з підвалом В»

з дисципліни: Підстави і фундаменти

спеціальність: 270102 Промислове та цивільнебудівництво

Група 31 ПГС

Студент

Шифр ​​варіанти 207393

Викладач

г.Кропоткін, 2010р

ЗМІСТ

Введення

1. Класифікація грунтів (наділянці). Визначення розрахунків різних розрахункових опорів шарів грунту

Побудова інженерно-геологічногорозрізу

2. Розрахунок фундаменту мілкогозакладення

2.1 Визначення розрахункових навантажень нафундамент

2.2 Визначення глибини закладенняпідошви фундаменту

3. Визначення розмірів підошвистрічкового фундаменту мілкого закладення для будівлі з підвалом

а) Визначення розмірів підошвифундаменту

б) Розрахунковий опір грунтупідстави

Додаток 1 - Інженерно-геологічнийрозріз будівельного майданчика.

ВСТУП

Курсовий проект № 1 по темі

В«Проектування фундаментуу відкритому котловані на природному підставі мілкого закладення для будівель зпідвалом В»робочої навчальної програми розроблений на базі вивченого матеріалу 6семестру 3 курсу і виконаний на підставі завдання на проектування заваріанту № 2.

Грунти - це гірські породи, грунти,техногенні утворення, які залягають у верхній частині земної кори тає об'єктом інженерно-господарської діяльності людини.

Грунти бувають скельні та дисперсні.У даному проекті розглянуті дисперсні грунти.

Дисперсні грунти - грунти, що складаютьсяз окремих мінеральних частинок, зерен різного розміру, слабо зв'язкових один зіншому.

Дисперсні грунти:

1. Зв'язкові (глина, мул, сапропелю(Бруду));

2. Незв'язні (пісок, крупно-уламковийгрунт).

Розрахунок підстав ведеться за двомагрупами граничних станів, при цьому враховується спільна робота підставі конструкцій.

Підстава - частина масиву грунтівбезпосередньо сприймають навантаження від фундаменту.

Фундамент - підземна частина будинку абоспоруди, яка призначається для передачі навантажень на підстави.

Для розрахунку основ і фундаменту необхідно знативластивості грунтів, які поділяються на:

- механічні;

- фізичні.

Залежно від переданої навантаження на грунт іконструктивної схеми будівлі в даному проекті влаштовують стрічковий фундамент.

Котлован - виїмка в грунтовому масиві, що служить для пристрою фундаментів,монтажу підземних конструкцій, прокладання тунелів.

Котловани виривають, як правило, при зведенні заглибленої частиниоб'ємних споруд (фундаментів, підвальних поверхів: технічних приміщень,призначені для розміщення обладнання санітарно-технічних і технологічнихсистем).

ВАРІАНТ 2

1. КЛАСИФІКАЦІЯ ГРУНТІВ

Визначення табличних розрахункових опорів шарів грунту.

Інженерно-геологічний розріз будівельного майданчика

1-й ШАР - насипні грунти

Глибина відбору зразка h = 2 м

Щільність частинок грунту ПЃ = 1,7 т/м 3

Питома вага грунту Оі = 17 кН/м

2-й ШАР - глинисті грунти

Глибина відбору зразка h = 4 м

а) Визначення типу пилуватого-глинистого грунту по числупластичності.

Вологість на межі текучості w L = 24%

Вологість на межі розкочування w Р = 18%

Природна вологість грунту w = 23,4%

Число пластичності:

грунт фундамент закладення будівля

I p = w L -w Р

I p = 0,24-0,18 = 0,06

Тип грунту: супісок

б) визначення різновиду супіски за індексом плинності.

I L = (ww Р )/(w L -w Р )

I L = (0,234-0,18)/(0,24-0,18) = 0,9

Консистенція грунту: супісок пластична.

3-й шар - піщані грунти

Глибина відбору зразка h = 6 м

а) Визначення типу піщаного грунту проводиться загранулометричному складу.

Вміст часток розмірів більше 2 мм складає 3%, що не перевищує25%.

Висновок: не гравелистий.

Вміст часток розмірів від 2-х до 0,5 мм складає 12%, що не перевищує50%.

Висновок: пісок не великий.

Вміст часток розміром від 0,5 до 0,25 мм складає 21%, що не перевищує50%.

Висновок: пісок не середньої щільності.

Вміст часток розміром від 0,25 до 0,1 мм складає 42%, що не перевищує75%.

Висновок: пісок пилуватий.

Даний грунт відноситься до пилуватих пісках.

б) Визначення типу піщаного грунту за коефіцієнтом пористості.

-1,

ПЃ s = 2,66 т/м 3 ;

ПЃ = 1,99 т/м 3 ;

w = 25,4%.

-1 = 0,68

За ГОСТ 25 100-82 визначаємо, що це пісок середньої щільності (пилуватийпісок).

в) визначення різновиду піску за ступенем вологості.

(Ступінь вологості наповнення пір водою)

w = 0,254;

ПЃ s = 2,66 т/м 3 ;

ПЃ w = 1,0 т/м 3 ;

e = 0,68

Висновок: пісок середньої щільності.

За ГОСТ 25 100-82 визначаємо, що це пісок пилуватий, середньої щільності.

г) Визначення розрахункового опору R 0

У відповідності зі СНиП 2.02.01-83 *.

4-й ШАР - глинисті грунти

Глибина відбору зразка 10 м.

а) Визначення типу і різновиду грунту.

Визначення типу проводиться по числу пластичності I P = 0,06, а їхні різновиди запоказником текучості I L = 0,9;

Природна вологість w = 0,23(23%);

Вологість на межі текучості W L = 0,3 (30%);

Вологість на межі розкочування W P = 0,18 (18%).

I p = w L -w Р

I p = (0,3-0,18) = 0,12

I L = (ww Р )/(w L -w Р )

I L = (0,23-0,18)/(0,12) = 0,417

б) Визначаємо тип пилуватого-глинистого грунту по I p .

Згідно ГОСТ 25 100-82 визначаємо, що це суглинок.

в) Визначаємо тип по числу плинності.

Згідно ГОСТ 25 100-82 визначаємо, що це суглинок тугопластічних.

г) Визначення коефіцієнта пористості глинистого грунту(Суглинки тугопластічних).

ПЃ s = 2,74 кН/м 3

ПЃ = 1,93 кН/м 3

w = 0,23(23%)

Відповідно до СНиП 2.02.01-83 * визначаємо, що R 0 = 198.

Знайдемо I L по методу інтерполяції.

I L = 0 - 250

I L = 0,42 - x

I L = 0 - 250

I L = 1 - 180

I L = 0,41

5-й ШАР - глинисті грунти

h = 13,0м.

а) Визначення типу виробництв по числу пластичності I P , а їхні різновиди за показникомплинності I L .

I P = w L -w P

I P = 0,53-0,305 = 0,225 (22,5%)

I L = (ww P )/I L

I L = (0,337-0,305)/0,225 = 0,14 (14%)

w = 33,7(0,337) - природна вологість (%)

w P = 30,5 (0,305) - вологість на межі текучості

w L = 53% (0,53) - вологість на межі текучості

Відповідно до ГОСТ 25 100-82 визначаємо, що це глина.

б) Визначаємо різновид глини за показником текучості I L .

I L = 0,14.

Відповідно до ГОСТу 25 100-82 визначаємо, що це глина напівтверда.

в) Визначення коефіцієнта пористості глинистого грунту (глинанапівтверда)

ПЃ s = 2,73 кН/м 3

ПЃ = 1,92 кН/м 3

w = 0,337(23%)

г) Визначаємо розрахунковий опір за методом інтерполяції.

337,5 - 0

225 - 1

R 0 = 284

ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТІВ

№ шару

Найменування грунту

Оі s = ПЃ s х g

Оі = ПЃх g

I P

I L

е

Sr

R 0

П†

c

1 Насипний грунт - 1,70 - - - - - - - 2 Супісок пластична 2,67 1,93 6 0,9 0,707 - 250 16 В° 14 3 Пісок пилуватий, середньої щільності,насичений водою 2,66 1,99 - - 0,67 1 100 15 В° 40 4 Суглинки тугопластічних 2,74 1,93 12 0,41 0,74 - 198 18 В° 12 5 Глина напівтверда 2,73 1,92 22,5 0,14 0,9 - 284 27 В° -

2. РОЗРАХУНОК фундаментів мілкого закладення

2.1 Визначення розрахункових навантажень на фундамент

При проектуванні стрічкових фундаментів розрахунок ведеться для одного метрайого довжини і визначається ширина підошви фундаменту. Проектування основ іфундаментів по II групіграничних станів за деформаціями.

Нормативні навантаження на фундаменти стін (1 і 2) від ваги споруд,включаючи навантаження від ваги перекриття під підвалом складають:

Навантаження на фундамент

При наявність підвалу навантаження збільшуєтьсяна

Стіна А кН/м 3

Постійна 441 15 тимчасова 25 2

Колона У кН/м 3

Постійна 1095 65 Тимчасова 171 6

Розрахункове навантаження діюча по обрізу фундаменту

N II = N п * n + N B * n c * n `

n = n `= 1 - коефіцієнт перевантаженьзастосування для розрахунку фундаментів за II групою граничних станів за деформаціями;

n c = 0,9 - коефіцієнт поєднання постійних і тимчасових навантажень.

- Стіна А:

N II = N п * 1 + N B * 0,9 * 1 = (441 +15) * 1 + ( 25 +2) * 0,9 * 1,0 = 456 +24,3 = 480,3(КН/м 3 )

N II = 480,3 - розрахункове навантаження на фундамент по стіні.

- Колона В:

N II = (1095 +65) * 1 + (171 +6) * 0,9 * 1 = 1160 +159,3 = 1319,3 (кН/м 3 ).

Визначення глибини закладення фундаменту F L повинна визначатися з урахуваннямконструктивних особливостей будівлі навантажень і впливів на підставу, глибинизакладення фундаменту примикають будівель і споруд, а так само обладнання,геологічних умов майданчика будівництва та гідрогеологічних умов іглибини сезонного промерзання відтавання грунтів.

Будівля має підвал. Відносна відмітка підлоги підвалу -2,40 м.

Позначка підлоги 1-го поверху В± 0.000 на 1 м вище планувальної відмітки, тобтовисота цокольної частини будівлі h ц = 1,0 м.

Місце будівництва Нижній Новгород.

Грунтові умови будівельного майданчика:

З поверхні до глибини 2 м - насипний грунт;

Нижче до глибини 5,3 м - супісок текуча;

До глибини 9,9 м - пісок пилуватий, середньої щільності, насичений водою.

Рівень грунтових вод (УГВ) w L знаходитися на глибині 7 м від планувальної позначки D L .

2.2. Визначаємо глибину закладенняпідошви фундаменту, виходячи з конструктивних особливостей будівлі.

При позначці підлоги підвалу 2,4 м і товщині конструкцій підлоги 0,2 м, глибиназакладення фундаменту визначається наступним чином:

d = d в + h c + h cf -h ц

d = (2,4 +0,3 +0,2-1) = 1,9

d в - розмір від чистої підлоги підвалу до1-го поверху (2,4);

h c = 0,3;

h cf - конструктивні частини підвалу;

h ц = 1.

Визначаємо сезонну глиб...ину промерзання для супісків в районі будівництвапо Сніпу:

d f = k n * d fn

k n = 0,6 - визначається за СНиП 2.02.01-83 * табл.1 коефіцієнт враховуєвплив теплового режиму.

M = 31,8- Безрозмірний коефіцієнт чисельно рівний сумі абсолютного значення середньомісячнихнегативних температур за зиму в даному районі.

СНиП по будівельній клімотологіі і геофізиці.

d 0 - величина, що залежить від виду грунтупід підошвою фундаменту.

У відповідності зі СНиП 2.02.01-83 * під підошвою фундаменту супісок.

Отже, d 0 = 0,28.

d fn =

d f = 0,6 * 1,57 = 0,942

тому d f = 0,942 м остаточно приймаємоглибину закладення = 1,9 м (Висота цоколя).

d> d f ; 2,1> 0,942.

3. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРІВ ПІДОШВИСтрічкові фундаменти мілкого закладення ДЛЯ будівля з підвалом

Проектування фундаменту для будинку з підвалом.

Ширина зовнішніх стін житлового будинку під стіни якого необхідно запроектуватифундамент складає 640 мм.

Розрахункове навантаження діюча на фундамент:

N II = 480,3 кН/м 3

Довжина будівлі L = 49,2 м;

Висота h = 32,2 м;

Відмітка підлоги підвалу = 2,4 м;

Глибина закладення фундаменту = 1,9 м;

Позначка підлоги 1-го поверху на 80 см вище планувальної позначки.

Грунти і підстави:

1. Шар насипний потужністю h = 2,0м.

Розрахункова величина питомої ваги грунту Оі II = 17 кН/м 3 .

2. Шар пилуватого-глинистий потужністю h = 2,0 м.

Розрахункова величина питомої ваги грунту Оі II = 19,3 кН/м 3 .

Питома вага твердих частинок грунту Оі s = 26,7 кН/м 3 .

Кут внутрішнього тертя П† = 16 В°.

Закладаємо піщану подушку

R 0 = 0,40 МПа або 400 кПа - розрахунковийопір грунту.

а) Визначаємо орієнтовну ширину підошви стрічковогофундаменту при значенні розрахункового опору для шару грунту, що лежить підпідошвою фундаменту.

R 0 - розрахунковий опір грунту підпідошвою фундаменту.

Оі ср - питома вага стінових блоків фундаменту і грунту наобрізах фундаменту (20 кН/м 3 ).

За цим розмірам приймаємо типову фундаментну подушку для стін по осі 1- ФЛ20.12-3 з характеристиками:

В = 2000 мм;

L = 1200мм;

h = 300мм.

V бетону = 0,98 м 3 ; m = 2,44 т.

Приймаємо третій стінових бетонних блоку марки ФБС 24-6-6-Т з характеристиками:

L = 2400мм;

h = 580мм;

b = 600мм;

m = 1,90т;

V = 0,6м 3 .

Об'єм грунту по осі 1.

V гр = А k - x * 1п.м. = 0,38 (п. м. - прогони метр)

V гр = А k * h = 0,38 * 2,1 = 0,798м 3 .

Отримані розміри стрічкового фундаменту b = 2,0 м є попередньою, оскільки ширина визначенавиходячи зі знайденого опору підстави.

б) Знаходимо уточнене розрахунковий опір грунту основи R за формулою СНіПа 2.02.01-83 *:

]

де Оі с1 і Оі с2 - це коефіцієнти умовироботи грунтової основи і будівлі з основою визначається відповіднозі СНиП 2.02.01-83 *

Оі с1 = 1.1

Оі с2 = 1.0

k = 1 -коефіцієнт надійності. (О¦ і з визначені, як задано в проекті)

M q = 3,87;

M Оі = 0,72;

M c = 6,47;

k z = 1;

d = 1,9м (глибина закладення від рівня планування).

Оі ' II - цесереднє значення (по шарах) питомої ваги грунту залягає вище позначкизакладення фундаменту при наявності підземних вод визначається шляхом зважування.

h -потужності верхніх шарів грунту відповідно:

h 1 = 1,2 м;

h 2 = 1,6 м.

Оі II 1 = 17,0;

Оі II 2 = 19,3.

кН/м

з 2 = 0 - розрахунковий опір питомої зчеплення грунту.

d 1 - приводиться глибина закладеннязовнішнього і внутрішнього фундаменту від підлоги підвалу в (м).

, де

h s = 0,3 м - товщина шару грунту від підошви фундаменту до низу підлоги підвалу.

h cf = 0,2 м - товщина конструкції підлоги підвалу.

м

d в = 1,9 м - глибина підвалу відстаньвід рівня планування до підвалу.

d в = 2 м - глибина підвалу.

Приймаємо d в = 1,9 м.

Значення R при В = 2,0 м.

Перевіряємо фактичне середнє значення P чинного під підошвою фундаменту.

Для осі 1: b = 2

N п = 392,3 кН/м

N ФО = Оі m /Оґ * b ФО * h ak = 24 * 1,2 * 0,3 = 8,64

N ФБС = 23,75

N гр = V гр * Оі ' II = 1,47 * 17,98 = 26 , 16

Р - середній тиск.

;

.

Визначаємо різницю між R і P.

P = 283,6кПа Л‚ R

R 0 = 284 кПа;

R = 167кПа.

R + R 0 = 445 кПа.

Приймаємо марку залізобетонних плит стрічкових збірних фундаментів:

ФЛ 10.24-3 і ФЛ 12.24-3.

Згідно пункту 2.41 СНиП 2.02.01-83 * середній тиск на підставупідошви фундаменту не повинен перевищувати R (розрахункового опору підстави).