Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

Основания и фундаменты

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему:

«Основания и фундаменты промышленного здания»

ЯГТУ 270102.65-009 КП

Нормоконтролер Работу выполнил

__________ Тумаков С.А студент гр. ПГС-41

«___»______________ 2012 _________Белова Н.О.

«___»___________2012

Задание!!!!

Задание на проектирование……………………………………………………2

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

1 Проектирование фундаментов мелкого заложения

1.1Анализ инженерно-геологических условий площадки

строительства……………………………………………………………5

1.2 Определение глубины промерзания и назначение глубины

заложения фундаментов………………………………………………..9

2 Определение размеров и конструирование фундаментов из

расчета оснований по деформациям

2.1Подбор подколонников……………………………………............….11

2.2 Фундамент Ф2……………………………………………………….....14

2.3 Фундамент Ф4(температурный шов)…………………………….......20

3 Проектирование свайных фундаментов

3.1 Определение глубины заложения ростверка и длины сваи……......24

3.2 Определение несущей способности сваи………………………….….24

3.3Свайный фундамент под К2………………………………………......27

3.4Свайный фундамент под К1…………………………………………..34

3.5Свайный фундамент под К3(температурный шов)…………… ……37

3.6 Свайный фундамент под К4(температурный шов)………………….40

3.7Свайный фундамент под К7…………………………………………..43

Список использованной литературы…………………………………………46

Введение

Данный курсовой проект выполнен на основании задания на курсовое проектирование по дисциплине «Основание и фундаменты».

Цель работы – выполнить расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов для конструкции здания, руководствуясь исходными данными задания.

В разделе проектирования фундаментов мелкого заложении были произведены следующие работы: выполнена оценка инженерно-геологических условий площадки строительства; определена глубина промерзания и назначена глубина заложения фундаментов; определены размеры и законструированы фундаменты из расчета оснований по деформациям; вычислена осадка фундамента наиболее нагруженной конструкции здания.

В разделе проектирования свайных фундаментов рассмотрены следующие вопросы: определена глубина заложения ростверка и длина сваи; определена несущая способность сваи; определено количество свай в свайных кустах и законструированы ростверки с проверкой несущей способности наиболее нагруженных свай в кустах; вычислена осадка свайного фундамента наиболеенаиболее нагруженной конструкции здания.

Проектирование фундаментов мелкого заложения

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

Объект проектирования – двухпролетное промышленное здание в городе Калуга.Проектируемое здание представляет собой прямоугольное в плане здание с размерами в осях Lxb=66, 0x48, 0м (состоит из двух пролетов по 24м).

Рисунок 1 – Инженерно-геологический разрез

Таблица 1 – Физико-механические свойства грунтов

где

γ, кН/м³– удельный вес;

φ, градус - угол внутреннего трения;

с, кПа – удельное сцепление;

γ _s, кН/м³ – удельный вес частиц грунта;

W– влажность природная;

W_L– влажность на границе текучести;

W_p– влажность на границе раскатывания;

Е, МПа – модуль деформации;

I –1 гр. предельных состояний;

II– 2 гр. предельных состояний.

Инженерно-геологический элемент №1(слой 19) – Суглинок:

Мощность сложения – 2, 0 м.

Модуль деформации Е₀=8 МПа > 5МПа – грунт не относится к сильно сжимаемым грунтам.

Коэффициент пористости - е:

;

Коэффициент водонасыщения – S_r - степень заполнения объема пор водой:

(0, 260*27, 5)/(0, 853*10)=0, 838; 0, 8< 0, 838< 1 – относится к грунтам насыщенных водой ([2], т.11), где γ _w – удельный вес воды = 10 кН/м³.

Показатель текучести I_L – отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания W_p, к числу пластичности I_p= W_L-W_p

; 0, 5< 0, 539< 0, 75 – суглинок мягкопластиный, ([2], т.10); По [2], т. 13 грунт сильно пучинистый и чрезмерно пучинистый.

По [2], т.44 определяем условное расчетное сопротивление грунта основаниям в зависимости от е и I_L –Ro: по интерполяции определяем, что Ro=152 кПа.

Вывод: суглинокмощностью сложения 2м, мягко пластичный, насыщен водой, с Е₀= 8 МПа, находится выше WL. Данный слой грунта может служить естественным основанием для ФМЗ.

Инженерно-геологический элемент №2 (слой 20)– Супесь:

Анализ ведем до УГВ и после.

Модуль деформации Е₀=15 МПа > 5МПа – грунт не относится к сильно сжимаемым грунтам.

Слой 20А (выше УГВ):

Мощность сложения – 0, 5 м.

Коэффициент пористости – е

Коэффициент водонасыщения – S_r

(0, 198*26, 7)/(0, 767*10) = 0, 689; 0, 5< 0, 689< 0, 8 – относится к грунтам средней степени водонасыщения ([2], т.11), где γ _w – удельный вес воды = 10 кН/м³.

Показатель текучести I_L – отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания W_p, к числу пластичности I_p= W_L-W_p

; 0< 0, 351< 1 – супесь пластичная, ([2], т. 10.)

По [2], т. 13 грунт среднепучинистый.

По [2], т.44 определяем условное расчетное сопротивление грунта основания в зависимости от е и I_L –Ro: по интерполяции определяем, что Ro=173 кПа.

Вывод: супесь мощностью сложения 0, 5м, пластичная, средней степени водонасыщения, среднепучинистая, находится выше WL, с Е₀=15МПа. Грунт может служить естественным основанием для ФМЗ.

Слой 20Б(ниже УГВ):

Мощность сложения – 3, 5 м.

Коэффициент пористости – е

Коэффициент водонасыщения – S_r

(0, 225*26, 7)/(0, 558*10) = 1, 077– относится к грунтам насыщенных водой ([2], т.11), где γ _w – удельный вес воды = 10 кН/м³.

Показатель текучести I_L

; 0< 0, 825< 1 – супесь пластичная, [2], т. 10.

Так как I_L> 0, 2, то считаем

По [2], т. 13 грунт сильно пучинистый.

По [2], т.44 определяем условное расчетное сопротивление грунта основания в зависимости от е и I_L –Ro: по интерполяции определяем, что Ro=230 кПа.

Вывод: супесь мощностью сложения 3, 5м, пластичная, насыщена водой, сильно пучинистая, находится нижеWL, с Е₀=15МПа. Грунт может служить естественным основанием для ФМЗ и фундаментов средней глубины заложения.

Инженерно-геологический элемент №3 (слой 21) – Песок мелкий:

Мощность сложения – 6, 0 м.

Модуль деформации Е₀= 24 МПа > 5МПа – грунт не относится к сильно сжимаемым грунтам.

Коэффициент пористости е

- песок средней плотности([2], т.12).

Коэффициент водонасыщения – S_r - степень заполнения объема пор водой

(0, 260*26, 6)/(0, 684*10) = 0, 916> 0, 8 – относится к грунтам средней насыщенным водой, где γ _w – удельный вес воды = 10 кН/м³.

По [2], т.43 определяем условное расчетное сопротивление грунта основания – Ro: Ro=300 кПа.

Так как песок не является водоупором, то считаем

Вывод: песок мелкий мощностью сложения 6м, средней плотности, средненасыщенный водой, с Е₀= 24 МПа, находится нижеWL. Данный слой грунта может служить естественным основанием для фундаментов глубокого заложения, в том числе и свайных.Т.к. песок мелкий расположен ниже уровня грунтовых вод, является водоносным слоем, при разработке открытых котлованов в данном слое грунта их устройство необходимо производить под защитой шпунтового ограждения, либо требуется укрепление стенок котлована и водопонижение.

Вывод: слой №19и №20 может служить естественным основанием для фундаментов мелкого заложения или фундаментов средней глубины заложения, слой №21 может служить естественным основанием для фундаментов глубокого заложения, в том числе и свайных.
1.2 Определение глубины промерзания и назначение глубины заложения фундаментов

На основе данных теплотехнического расчета нормативная глубина сезонного промерзания грунта

- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в г. Калуга, принимаемых по [2] т. 36.

d_o – величина, принимаемая равной для суглинков – 0, 23 м.

Расчетная глубина промерзания

где k – коэффициент теплового влияния сооружения.

Коэффициент k =0, 54–в здании без подвала с полами, устраиваемыми по грунту, при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, равной 18°С.

Глубина расположения грунтовых вод ;

Т.к. , то глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания d_f = 0, 704 м;

Принимаем высоту фундамента = 1, 5 м.

Принимаем глубину заложения фундамента от планировочной отметки = 1, 55 м.

Рисунок 2 - Инженерно-геологические условия