Содержание.

1 Введение …………………………………………………………..	4
2 Задание на курсовой проект ……….…………………………….	5
3 Оценка сооружения и ИГУ площадки строительства …………. Краткая техническая характеристика здания ……………….. Характеристика площадки …………………………………… План площадки …………………………………………… Геологические разрезы …………………………………... Описание грунтов ………………………………………… Наличие слабого подстилающего слоя …………………. Общая оценка строительной площадки ………………… 3.3 Климатические особенности района строительства ………..	8 8 8 8 8 12 13 14 14
4 Вариант фундамента мелкого заложения ……………………… Расчетная схема ………………………………………………. Определение глубины заложения фундамента ……………... Определение размеров подошвы фундамента ……………… Конструирование фундамента ………………………………. Учет внецентренного нагружения …………………………… Проверка слабого подстилающего слоя …………………….. Определение осадки фундамента ……………………………. Проверка на действие сил морозного пучения ……………... ТЭП фундамента мелкого заложения ………………………..	16 16 16 17 18 18 19 19 20 20
5 Вариант свайного фундамента (забивные сваи) ……………….. Расчетная схема ……………………………………………….. 5.2 Выбор глубины заложения ростверка ………………………. 5.3 Выбор типа и размера свай ………………………………….. Определение несущей способности одиночной сваи ………. Определение количества свай в кусте ……………………….. Конструирование ростверка ………………………………….. Учет внецентренного нагружения …………………………… Осадка свайного фундамента ………………………………… Учет морозного пучения ……………………………………... Выбор молота и расчет проектного отказа свай ………….. 5.11 ТЭП фундамента на забивных сваях ……………………….	22 22 22 22 23 25 25 26 26 27 27 28
6 Вариант фундамента на буронабивных сваях ………………….. 6.1 Расчетная схема ……………………………………………… 6.2 Определение несущей способности сваи …………………... 6.3 Схема соединения сваи с колонной ………………………… 6.4 Учет морозного пучения …………………………………….. 6.5 ТЭП фундамента на буронабивных сваях …………………..	29 30 30 32 32 32

-2-

7 Расчет остальных фундаментов ………………………………… 7.1 Фундамент №1 ……………………………………………….. 7.2 Фундамент №2 ……………………………………………….. 7.3 Фундамент №3 ……………………………………………….. 7.4 Фундамент №5 ……………………………………………….. 7.5 Фундамент №6 ………………………………………………..	33 33 36 38 40 42
Литература …………………………………………………………...	45

-3-

1. Введение

В курсовом проекте необходимо рассчитать и законструировать фундаменты промышленного здания.

Курсовой проект выполнен на основе 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. По этому перед специалистами стоят задачи разработки методов прогноза с требуемой точностью совместной деформации надземных конструкций и основания.

-4-

1. Задание на курсовой проект

-5-

-6-

-7-

3. Оценка сооружения и игу площадки строительства

3.1 Краткая техническая характеристика здания

Здание служит в качестве производственного цеха промышленного предприятия. Трехэтажное, двухпролетное, прямоугольное в плане (размеры в осях 24х48м., высота этажа: первого - 4,2м., остальные – 3,3м.), имеет подвальное помещение с отметкой низа –3,00м. (размеры в осях 12х48м.).

Конструктивная система здания с полным железобетонным каркасом, состоящим из железобетонных колонн с размерами сечения 600х600мм. и железобетонных ригелей, опирающихся на консоли колонн. Пролет 12м., шаг колонн 6м. На ригели опираются железобетонные плиты перекрытий толщиной 220мм., шириной 1,5м. и длиной 6м. Наружные стены выполнены из легкобетонных навесных панелей толщиной 300мм. Наружные стены подвала выполнены из цокольных панелей, внутренние стены – из бетонных панелей сплошного сечения. Подвал неотапливаемый. Кровля плоская с внутренним водостоком. Отметка пола первого этажа 0,00 на 0,15м. выше планировочной отметки.

Пол по кирпичным столбикам:

Согласно приложению 4 [1], для производственных зданий с полным железобетонным каркасом относительная разность осадок (S/L)_u=0,002, максимальная осадка S_{u max}=8cм.

3.2 Характеристика площадки

1. План площадки

План площадки – см. рис.1. На заданной стройплощадке располагаем здание так, чтобы в его контур попадало не менее двух скважин. После вынесения осей здания на план определяем черные и красные отметки углов здания. Черные отметки определяем по горизонталям методом линейной интерполяции. Красную среднюю отметку спланированной площадки принимаем равной среднему арифметическому черных отметок: Н_ср.кр.=(Ч)/4=111,20м. Отметка чистого пола на 150мм. выше средней красной отметки спланированной площадки и составляет 111,35м.

2. Геологические разрезы

Геологические разрезы - см. рис.2,3. На них показаны границы залегания каждого слоя грунта, причем за ноль принята отметка чистого пола. По известному расстоянию между скважинами для каждого слоя вычислен уклон.

-8-

-9-

-10-

-11-

3. Описание грунтов

Слой №1 – почвенно-растительный, он срезается и складируется. Данные по нему не представлены.

Слой № 2 – песок серовато-желтый, пылеватый.

Коэффициент неоднородности

Сu=d60/d10= =8,83 > 3 – песок неоднородный

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=1,92/(1+0,22)=1,57 т/м³ < 1,6 т/м³ – недоуплотненный.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,57/2,66=0,41.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,41/(1-0,41)=0,694 – средней плотности (0,6≤е≤0,8).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,8/50=0,016см²\кгс –среднесжимаемый.

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,22·2,66)/(0,694·1)=0,84 – насыщенный водой (0,8≤S_r≤1)

Вывод: песок неоднородный по составу, недоуплотненный, средней плотности, насыщенный водой, среднесжимаемый может служить естественным основанием.

Слой №3 – супесь коричневато-серая, пылеватая.

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=1,96/(1+0,17)=1,67 т/м³ > 1,6 т/м³ – плотная.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,67/2,7=0,38.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,38/(1-0,38)=0,62 – е<0,9.

Число пластичности Jp=WL-Wp=0,19-0,15=0,04 – супесь (0,01<Jp<0,07).

Показатель текучести JL=(W-Wp)/Jp=(0,17-0,15)/0,04=0,5 – пластичная (0<JL<1).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,74/120=0,006см²\кгс –слабосжимаемая.

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,17·2,7)/(0,62·1)=0,74 – S_r<0,8.

-12-

Коэффициент пористости меньше 0,9, степень влажности меньше 0,8, то супесь непросадочная.

Вывод: супесь плотная, пластичная, непросадочная, слабосжимаемая может служить естественным основанием.

Слой № 4 – глина коричневая, пылеватая.

Удельный вес сухого грунта _d=/(1+W)

В данном случае _d=1,96/(1+0,28)=1,53 т/м³ < 1,6 т/м³ – недоуплотненная.

Объем пор в единице объема грунта n=1-_d/_s=1-1,53/2,73=0,44.

Коэффициент пористости е=n/(1-n). В данном случае е=0,44/(1-0,44)=0,78 – е<1,5.

Число пластичности Jp=WL-Wp=0,54-0,22=0,32 – глина Jp>0,17.

Показатель текучести JL=(W-Wp)/Jp=(0,28-0,22)/0,32=0,1875 – полутвердая (0<JL<0,25).

Коэффициент относительной сжимаемости m_v=β/Е=0,4/120=0,003см²\кгс –слабосжимаемая.

Степень влажности S_r=(W·_s)/(e·_w)=(0,28·2,73)/(0,78·1)=0,98 – S_r>0,8.

Коэффициент пористости меньше 1,5, степень влажности больше 0,8, то глина непросадочная.

Вывод: глина недоуплотненная, полутвердая, непросадочная, слабосжимаемая может служить естественным основанием.

4. Наличие слабого подстилающего слоя

Представление о прочности грунта дает величина его расчетного сопротивления, вычисленная по формуле 7[1]:

R=(_c1·_c2)/k·(M_·k_z·b·_п+M_q·d₁·_п'+(M_q-1)·d_b·_п'+M_c·c_п) , (1)

где _с1 и _с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 3[1]

k - коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения 1.

В данном случае все эти коэффициенты равны единице.

M_, M_q, M_c - коэффициенты, принимаемые по таблице 4[1]

b - ширина подошвы фундамента, м

_п - усредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, тс/м³

k_z - коэффициент, при b<10 м принимаемый равным единице

_п' - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, тс/м³

с_п - расчетное значение удельного сцепления грунта, непосредственно залегающего под подошвой фундамента

d₁ - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

d₁=h_s+h_cf·_cf/_п , где

h_s - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м

h_cf - толщина конструкции пола подвала, м

_cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, тс/м³

d_b - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м.

-13-

Скважина №5

₁=1,92 т/м³ М _1=0,61

h₁=4,2 м М_q1=3,44

₁=22º М_с1=6,04

c₁=0,04 т/м²

₂=1,96 т/м³ М_{ 2}=0,51

h₂=5,8 м М_q2=3,06

₂=20º М_с2=5,66

с₂=0,12 т/м²

₃=1,96 т/м³ М _3=1,68

h₃=4,7 м М_q3=7,71

₃=16º М _с3=9,58

c₃=0,25 т/м²

Для первого рассматриваемого слоя – песок серовато-желтый, пылеватый - выше точки 1 - формула (1) примет вид:

R₁=M_1·₂+M_q1·h₁·₁+M_c1·c₁,

R₁=0,61·1,96+3,44·4,2·1,92+6,04·0,04=29,177 тс/м²

Для второго рассматриваемого слоя - супеси коричневато-серой, пылеватой - ниже точки 1 формула (1) будет иметь вид:

R₂=M_2·₂+M_q2·h₁·₁+M_c2·c₂,

R₂=0,51·1,96+3,06·4,2·1,92+5,66·0,12=26,355 тс/м²

Для второго рассматриваемого слоя - супеси коричневато-серой, пылеватой - выше точки 2 формула (1) примет вид:

R₃=M_2·₃+M_q2·(h₁+h₂)·(₁h ₁+ ₂h ₂)/(h₁ + h₂)+M_c2·c₂,

R₃=0,51·1,96+3,06·(1,92·4,2+1,96·5,8)+5,66·0,12=61,14 т/м²

Для третьего рассматриваемого слоя – глины коричневой, пылеватой - ниже точки 2 формула (1) примет вид:

R₄=M_3·₃+M_q3·(₁h ₁+ ₂h ₂)+ M_c3·c₃,

R₄=0,36·1,96+2,43·(1,92·4,2+1,96·5,8)+4,99·0,25=49,17 т/м²

5. Общая оценка строительной площадки

Стройплощадка находится в городе Вологда. Размеры площадки 50х60м.

На площадке пробурено 5 скважин глубиной 15,00-15,40м. Рельеф спокойный (уклон до 10%).

Напластование слоистое.

Обнаруженные геологами слои имеют следующую толщину:

почвенно-растительный - 0,20-0,40м.

песок - 2,50-4,20м.

супесь - 2,80-6,00м.

глина – 4,70-9,30м.

С отметки 104,00-105,00 обнаружена подземная вода, неагрессивная.

2-й слой слабый по отношению к 1 и 3-й слой слабый по отношению ко 2.

3.3 Климатические особенности района строительства.

Согласно п.2.26 [1], нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин промерзания грунтов за период не менее 10 лет на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

-14-

В данном случае из-за отсутствия данных многолетних наблюдений нормативная глубина сезонного промерзания определяется по формуле п.2.27:

d_fn=d₀·M_t , где

М_t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных температур за зиму, принимаемых по [2]

d₀ - величина, принимаемая для песка равной 0,3

В данном случае М_t=12,6+11,6+5,9+3,5+8,9=42,5º

d_fn=0,3·42,5 =1,96м.

Нормативная глубина промерзания грунтов в городе Вологда 1,5м. по карте [2].

Расчетная глубина сезонного промерзания определяется по формуле:

d_f=k_h·d_fn , где

k_h – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения k_h=0,6

d_f=0,6·1,96=1,176м.

-15-