Міністерство освіти та науки України

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра мостів, конструкцій та будівельної механіки

Курсова робота

по дисципліні '' Основи та фундаменти ''

Виконав: ст. гр. ДМ-31Шевченко М.Г.

Перевірив: Кожушко В.П.

Харків 2013

Зміст

1. Проектування фундаменту мілкого закладення.

1.1 Опрацювання фізико – механічних характеристик ґрунтів та оцінка ґрунтових умов.

1.2 Перевірка міцності перерізу по обрізу фундаменту.

1.3 Перевірка несучої здібності основи на рівні підошви фундаменту.

2. Проектування фундаменту глибокого закладення.

2.1 Вибір типу і матеріалу паль.

2.2 Призначення розмірів низького пальового ростверку і навантажень на нього.

2.3 Оцінка ґрунтових умов і призначення заказної довжини паль.

2.4 Визначення несучої здібності палі.

2.5 Визначення кількості паль і розташування їх у ростверку.

2.6 Визначення розрахункового вертикального навантаження на палю.

2.7 Перевірка пальового фундаменту як умовного суцільного.

2.8 Визначення осідання пальового фундаменту.

3. Розрахунки до проведення робіт по спорудженню пальового фундаменту.

Література.

1 Проектування фундаменту мілкого закладення

1.1 Обробка фізико-механічних характеристик ґрунтів

У завданні на виконання курсової роботи задаються такі нормативні фізико-механічні характеристики шарів ґрунтів майданчика будівництва: питома вага грунту (кН/м³), питома вага матеріалу часток ґрунту _s (кН/м³), вологість ґрунту на межі текучості і розкочування W_L та W_P, природна вологість W, питоме зчеплення C_n (кПа), кут внутрішнього тертя _n (град) і модуль загальної деформації Е_о(кПа). Це середні значення, що одержані після певного числа n визначень тієї чи іншої характеристики (тобто нормативні характеристики ґрунтів).

Номер шару	Назва шару	Потуж-ність шару, м м	Фізичні характеристики					Механічні характеристики
			Питома вага кН/м3		Вологість %			кут внутрішньо-го тер- тя , φ ,град	Питоме зчеплення C, к ПА	Моду-ль де-формації E , кПа
			грун- ту	мате-ріалу части-нок S	при-родна W%	на межі теку-чості Wl	на межі розкочу-ван-ня Wp
1	пісок пилув.	6	19,0	26,4	19	-	-	32	5	11000
2	супісок	10	19,6	26,8	25	28	21	23	6	16000
3	суглинок	10	20,5	27,0	20	39	18	23	6	20000

Таблиця 1.1- Нормативні значення фізико-механічних характеристик ґрунту.

Розрахункову характеристику, яку застосовують в розрахунках за першим граничним станом, позначають x₁, в розрахунках за другим граничним станом- x_ІІ.

Для подальших розрахунків слід з’ясувати і додаткові характеристики ґрунту кожного шару. Для пісків треба визначити такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, ступінь вологості і питому вагу з урахуванням зважувальної дії води. Для глинистих ґрунтів (тобто супісків, суглинків і глин) потрібні такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, число пластичності, показник текучості (консистенції).

Норми рекомендують ураховувати або не ураховувати зважувальну дію води при визначенні характеристик суглинків і глин. Це рішення повинно бути ухвалено після гідрологічних обстежень ґрунтів на місці будівництва споруди. Під час виконання курсової роботи обираємо таке рішення : питому вагу суглинків і глин з урахуванням зважувальної дії води визначаємо, якщо коефіцієнт консистенції I_t цих ґрунтів буде рівним або більшим 0,25 (I_t>0,25). Для супісків завжди треба визначати питому вагу з урахуванням зважувальної дії води.

Коефіцієнт пористості визначають за такою формулою:

,

де - питома вага матеріалу частинок грунту, кН/м³;

- питома вага грунту, кН/м³;

W - природна вологість грунту в процентах.

За величиною коефіцієнта пористості e треба визначити щільність піщаних ґрунтів.

Ступінь вологості S_r визначається за формулою

,

де - питома вага води, дорівнює 10 кН/м³.

Залежно від величини S_r для пісків треба визначити ступінь зволоження.

Питома вага ґрунту з урахуванням зважувальної дії води

_{SB .}

Число пластичності, яке треба визначити для всіх глинистих ґрунтів(супісків, суглинків і глин),

,

де - вологість на межі розкочування, %;

- вологість на межі текучості, %;

Показник текучості глинистих ґрунтів:

.

Залежно від величини I_p треба визначити різновидність глинистих ґрунтів.

Покажемо методику визначення розрахункових характеристик ґрунтів.

У лівому боці наведемо розрахункові характеристики ґрунту, що використовуються у розрахунках за першим граничним станом, на правому боці розрахункові характеристики, що використовуються у розрахунках за другим граничним станом.

1-й шар ґрунту – пісок пилуватий

Питома вага ґрунту

1 група граничних станів 2 група граничних станів

γ_I= γ_п (1±0,07) γ_II= γ_п (1±0,04)

γ_I =19 1,07=20,33 кН/м³ γ_II=19 1,04=19,76 кН/м³

γ_I=19 0,93=17,67 кН/м³ γ_II=19 0,96=18,24 кН/м³

γ_I=20,33-17,67 кН/м³ γ_Ii=19,76-18,24 кН/м³

Коефіцієнт пористості

Середної щільності

Ступінь вологості

Насичені водою

Питома вага ґрунту, з урахуванням зважувальної дії води

Кут внутрішнього тертя

φ_I=φ_n (1±0,15) φ_IІ=φ_n (1±0,09)

tgφ_I=0.71 φ_I=37 ° tgφ_IІ=0.68 φ_IІ=34°

tgφ_I =0.53 φ_I=28° tgφ_IІ=0.57 φ_IІ=30° φ_I=37°-28° φ_IІ=34°-30°

2-й шар грунту - супісок

Питома вага грунту

γ_I= γ_п (1±0,07) γ_II= γ_п (1±0,04)

γ_I =19,6 1,07=20,97 кН/м³ γ_II=19,6 1,04=20,38кН/м³

γ_I=19,6 0,93=18,23 кН/м³ γ_II=19,6 0,96=18,91кН/м³

γ_I=20,97-18,23 кН/м³ γ_Ii=20,38-18,91кН/м³

Коефіцієнт пористості

Число пластичності =28-21=7

Показник консистенції .

Показник I_l=0,57> 0,25, то треба визначити питому вагу грунту з урахуванням звужуючої дії води.

Кут внутрішнього тертя

φ_I=φ_n (1±0,18) φ_IІ=φ_n (1±0,11)

tgφ_I=0,49 φ_I=26 ° tgφ_IІ=0.47 φ_IІ=25°

tgφ_I =0.34 φ_I=19° tgφ_IІ=0.37 φ_IІ=20° φ_I=26°-19° φ_IІ=25°-20°

3-й шар грунту – суглинок

Питома вага грунту

γ_I= γ_п (1±0,07) γ_II= γ_п (1±0,04)

γ_I =20,5 1,07=21,94 кН/м³ γ_II=20,5 1,04=21,32кН/м³

γ_I=20,5 0,93=19,07 кН/м³ γ_II=20,5 0,96=19,68кН/м³

γ_I=21,94-19,07 кН/м³ γ_Ii=21,32-19,68кН/м³

Коефіцієнт пористості

Число пластичності =39-18=21.

Показник текучості

Оскільки I=0,095<0,25, то питому вагу з урахуванням зважувальної дії води визначати не треба. Грунт цього шару є водонепроникним грунтом (водоупором).

Визначимо інші розрахункові характеристики грунтів.

Кут внутрішнього тертя

φ_I=φ_n (1±0,18) φ_IІ=φ_n (1±0,11)

tgφ_I=0,49 φ_I=26 ° tgφ_IІ=0.47 φ_IІ=25°

tgφ_I =0.34 φ_I=19° tgφ_IІ=0.37 φ_IІ=20° φ_I=26°-19° φ_IІ=25°-20°