70.02.01 557 ПЗ

Введение

В данном курсовом проекте нужно рассчитать и запроектировать фундаменты под восьмиэтажный жилой дом в городе Быхове .

Проектирование конструкций сооружения и их оснований осуществляется по предельным состояниям, которые подразделяются на две группы. Первая группа – по несущей способности – потеря устойчивости или формы, возможные виды разрушений, ползучесть или текучесть материала, чрезмерное раскрытие трещин и др. Вторая группа – по непригодности к нормальной эксплуатации.

Предельные состояния оснований существенно отличаются от предельных состояний строительных конструкций, в том числе и самого фундамента, т.к. у них различные условия работы, а именно: материалы в строительных конструкциях и грунтов в основаниях; физико-механические свойства; критерии оценки прочности и деформативности оснований и возводимых на них фундаментов и надземных конструкций.

Проектирование оснований и фундаментов состоит из обоснованного соответствующим расчетом выбора типа основания (естественного и искусственного), фундамента (конструкции, типа материала и размеров, мелкого или глубокого заложения), мероприятий по уменьшению влияния деформаций здания или сооружения на эксплуатационную пригодность.

Данное здание представляет собой восьмиэтажный жилой дом, наружные стены которой выполнены кирпичными толщиной 510 мм, внутренние – кирпичные 380мм. Под зданием в первой секции между осями 1-7 предусмотрен подвал глубиной 2,7м. Здание имеет следующие размеры в осях: длина – 37,0 м; ширина – 12,0 м.

Под наружные стены предусматривается сборный ленточный фундамент. Колонны для данного здания запроектированы сборными железобетонными сечением 400х400 мм, под них запроектированы фундаменты стаканного типа.

Инженерно—геологические условия площадки определялись по трем пробуренным скважинам, одна - в центре плана здания и две - на расстоянии 5м от крайних осей здания по продольной стороне.

1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Производные и индексационные характеристики и наименование грунтов определяются по СТБ 943-93 [6], а механические характеристики грунтов для предварительных расчетов (в учебных целях) – по [1].

Инженерно-геологические условия строительной площадки представляются по данным буровых скважин.

Оценку инженерно-геологических условий строительной площадки начинают с построения инженерно—геологического разреза. По данным колонок скважин (скважин должно быть минимум три) строится инженерно-геологический разрез (см. графическую часть) в масштабах: вертикальном - 1:100, горизонтальном— 1:200. При построении геологического разреза указывается граница каждого слоя грунта, проставляются отметки каждого слоя, наносятся отметки уровня грунтовых вод по каждой из скважин. Чтобы наглядно представить особенности каждого слоя грунта, справа от геологического разреза строится эпюра табличных значений R_o по вертикали.

В данном курсовом проекте, исходя из предварительного изучения данных на проектирование, скважины прошли пять слоёв грунта. По данным можно определить, что под растительным слоем идут три слоя пылевато-глинистых грунтов и один слой песчаного грунта. Отметки устьев скважин, мощность каждого из слоев, отметки уровня грунтовых вод по каждой скважине приведены в задании на проектирование.

1. 1 Определение физико-механических свойств грунтов

Слой №1: Растительный грунт

Слой №2(101): Исходные данные: =1,72г/см³; _s=2,68г/см³; w=15,6%; w_p=17,8%; w_L=23,8% - лессовидный грунт.

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P :

I_P=w_L-w_P ;

I_P= 23,8-17,86%;

Т.к., 1 < I_P = 6 ≤ 7 то данный грунт - супесь.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта:

;

.

Тогда при I_L=-0,37 <0 - супесь твердая.

Пылевато-глинистые грунты проверяем на просадочность.

Определяем прочностные и деформационные характеристики пылевато-глинистых грунтов, для этого определим коэффициент пористости пылевато-глинистого грунта:

г/см³; (3)

; (4)

. (5)

Следовательно, грунт просадочный.

Так как коэффициент пористости e=0.8, что больше 0.7, то делаем искусственное основание.

Слой № 3(57): Исходные данные: =1,89г/см³; _s=2,71г/см³; w=25,8%; w_p=20%; w_L=26,9%.

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P :

I_P=w_L-w_P ;

I_P= 26,9-206,9%;

Т.к., 1<I_P =6,9≤7 то данный грунт - супесь.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта:

;

.

Тогда при 0<I_L=0,84 <1 – супесь пластичная.

Пылевато-глинистые грунты проверяем на просадочность.

Определяем прочностные и деформационные характеристики пылевато-глинистых грунтов, для этого определим коэффициент пористости пылевато-глинистого грунта:

г/см³;

;

.

Так как коэффициент пористости e=0.81, что больше 0.7, то делаем искусственное основание.

Слой №4(32):

Наименование крупнообломочного и песчаного грунта определяют по гранулометрическому составу в соответствии с таблицей 1. Для этого последовательно суммируются содержания фракций, сначала крупнее 2 мм, затем - крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимают по первому удовлетворяющему показателю их расположения в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Гранулометрический состав в процентах, при их размерах						Физическая характеристика
2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	s, г/см3	, г/см3	W, %
9,0	18,0	35,0	17,0	11,0	5,0	2,67	1,99	24,5

частиц  2мм 9,0% <  25%

частиц  0,5мм 9,0+18,0=27% <  50%

частиц  0,25мм 27,0+35,0=62,0% >  50%

так как частиц крупнее 0,25мм – 62,0%, что больше 50% следовательно, песок средней крупности.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3[1]:

;

г/см³;

;

.

Таким образом, при 0,55<е=0,67<0,7 имеем песок средней крупности, средней плотности.

Определим степень влажности грунта:

;

.

Так как, S_r=0,98>0,8, то песок насыщенный водой.

Определяем прочностные и деформационные характеристики песчаного грунта, используя линейную интерполяцию по таблицам 4,5 [1]:

при е=0,67 для песка средней крупности, R₀=500кПа, с_n=0,8кПа, _n =34,6⁰ , Е_n = 28 МПа.

Слой №5(111): Исходные данные: =1,91г/см³; _s=2,75г/см³; w=29,2%; w_p=27,5%; w_L=44,9%.

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P :

I_P=w_L-w_P ;

I_P= 44,9-27,517,4%;

Т.к., I_P =17,4>17 то данный грунт - глина.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта:

;

.

Тогда при 0<I_L=0,1 <0,25 – глина полутвердая.

Пылевато-глинистые грунты проверяем на просадочность.

Определяем прочностные и деформационные характеристики пылевато-глинистых грунтов, для этого определим коэффициент пористости пылевато-глинистого грунта:

г/см³;

;

.

Следовательно, грунт непросадочный.

Для определения искомого нормативного значения механического показателя используют линейную интерполяцию. Для глины полутвердай, при е=0,86; I_L=0,1; R₀=279 кПа; С_n=46,4 кПа; _n=17,8⁰; Е=17,7 МПа.

В соответствии с инженерно-геологическим разрезом (см. рисунок лист 1) составим сводную таблицу физико-механических характеристик грунта (таблица 2).

Таблица 2 - Сводная таблица физико-механических свойств грунта

Номер слоя	Наименование грунта	Мощность слоя ,м	Физическая характеристика										Прочностная и деформационная характеристики
			S, т/м3	, т/м3	d, т/м3	w%	wL %	Wp %	Ip	IL	Sn	e	n град	Cn кПа	Ro кПа	En МПа
			S кН/м3	 кН/м3	d кН/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Растительный слой	0,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь твёрдая	9,1	2,68	1,72	1,49	15,6	23,8	17,8	6	-0,37	0,52	0,8	-	-	-	-
			26,8	17,2	14,9
3	Супесь пластичная	2,78	2,71	1,89	1,5	25,8	26,9	20	6,9	0,84	0,86	0,81	-	-	-	-
			27,1	18,9	15
4	Песок средней крупности	0,62	2,67	1,99	1,6	24,5	-	-	-	-	0,98	0,67	34,6	0,8	500	28
			26,7	19,9	16
5	Глина полутвердая	2,11	2,75	1,91	1,48	29,2	44,9	27,5	17,4	0,1	0,93	0,86	17,8	46,4	279	17,7
			27,5	19,1	14,8