Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
расчет.rtf
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
33.6 Mб
Скачать

Введение

Механика грунтов является теоретической базой фундаментостроения. Применение положений современной механики грунтов в проектной и про­изводственной практике позволяет более полно использовать несущую спо­собность оснований, выбирать наиболее экономичные и рациональные спо­собы возведения фундаментов зданий и инженерных сооружений с учетом инженерно-геологической обстановки.

Одновременно с изучением программного теоретического материала учебный план предусматривает практические занятия. Практические занятия являются одним из ответственных звеньев учебного процесса и имеют целью закрепить знания, полученные студентами за период изучения теоретическо­го курса, а также должно способствовать умелому применению этих знаний при инженерном решении задач теории механики грунтов. В процессе вы­полнения контрольной работы студент должен научиться пользоваться дей­ствующими строительными нормами и правилами, руководствами, справоч­ными и литературными материалами.

В учебное пособие включены лишь некоторые из наиболее важных за­дач, позволяющие студентам на практике закрепить, систематизировать и более глубоко усвоить теоретические положения курсов "Механика грунтов" и "Основанияи фундаменты".

Решению задач должно предшествовать изучение соответствующих разделов курса «Механика грунтов» и "Основания и фундаменты". При вы­полнении работы рекомендуется пользоваться литературой, приведенной по­собии.

Задания к выполнению задач

Задача №8. При заданных инженерно-геологических условиях и за­данной нагрузке на обрезфундамента NII и MII требуется запроектировать:

а) столбчатый фундамент мелкого заложения; б) свайный фундамент.

Исходныеданные: Проектируемое здание в г.Казани (нормативная глубина промерзания грунта dfn =1,65).

Многоэтажное здание (коэффициент, учитывающий температурный режим здания kn =0,4) каркасного типа, с железобетонными колоннами квад­ратного сечения с размерами сторон bc =0,3ми hc = 0,3м, соотношение длины зданияк его высоте L/H = 2м.

Материал фундаментабетон класса В15 (Rbt=0,75МПа). Инженерно-геологические условия представлены на рис. 1.8. Физико-механические характеристики грунтовоснования и значения

нагрузок на обрез фундаментапредставлены в таблице 1.8.

Рис. 1.8. Схема к расчету фундамента мелкого заложения

17

Таблица 1.8

№ №

NII, кН

MII, кН·м

ИГЭ-1 (суглинок)

ИГЭ-2 (песок средней крупности)

ИГЭ-1 (глина)

hW, м

h1, м

γ1, кН/м3

IL

е

φ,град

с, кПа

h2, м

γ2, кН/м3

γs2, кН/м3

е

h3, м

γ3, кН/м3

IL

1

850

45

1,85

20,2

0,25

0,5

32

5

2,5

20,8

26,2

0,45

2,5

21,8

0,10

2,3

2

900

50

2,0

19,1

0,33

0,6

28

7

3,5

18,7

26,8

0,65

3,0

20,7

0,17

3,4

3

1050

85

1,95

17,1

0,41

0,8

30

6

2,7

19,1

26,6

0,60

3,5

18,6

0,24

2,7

4

950

65

2,1

17,8

0,26

0,7

27

8

3,4

20,9

26,3

0,45

2,7

19,5

0,20

3,6

5

1250

50

2,3

19,1

0,34

0,6

25

9

4,2

21,2

26,7

0,45

3,6

20,4

0,10

3,0

6

850

75

2,15

18,1

0,42

0,7

20

6

3,8

19,0

26,5

0,60

4,8

19,5

0,18

2,95

7

1100

55

2,05

19,0

0,27

0,6

24

10

2,9

19,6

26,4

0,55

3,4

20,5

0,13

2,7

8

1000

70

2,35

18,3

0,50

0,7

26

8

4,7

18,5

26,6

0,65

2,9

19,3

0,11

2,65

9

950

65

2,0

18,2

0,43

0,7

24

14

3,2

19,3

26,8

0,60

4,2

19,5

0,19

2,9

10

800

45

2,3

20,3

0,28

0,5

20

12

2,6

21,0

26,5

0,45

3,7

21,6

0,05

3,4

11

1050

70

2,15

17,0

0,36

0,8

23

10

3,0

21,2

26,7

0,45

4,0

18,2

0,12

3,7

12

1250

65

1,90

20,6

0,44

0,5

19

9

3,4

19,2

26,7

0,60

3,1

22,2

0,20

2,6

13

1250

80

2,0

19,0

0,29

0,6

18

14

2,8

21,1

26,6

0,45

2,9

20,4

0,08

3,7

14

1200

85

2,15

19,2

0,37

0,6

23

8

3,7

21,0

26,5

0,45

4,3

20,5

0,13

3,2

15

1150

55

2,25

17,2

0,45

0,8

24

15

4,3

19,1

26,6

0,60

4,7

18,5

0,21

3,7

16

1050

40

2,30

19,0

0,30

0,6

21

16

4,8

19,8

26,7

0,55

5,1

20,2

0,04

3,8

17

850

65

2,20

17,1

0,38

0,8

16

9

3,9

20,3

26,5

0,50

2,6

18,3

0,14

3,0

18

950

70

2,15

19,3

0,46

0,6

19

16

3,4

18,5

26,5

0,65

2,7

20,8

0,22

2,7

19

1000

55

2,35

16,9

0,31

0,8

18

18

2,8

20,5

26,8

0,50

2,4

17,9

0,01

3,5

20

1300

70

2,4

20,5

0,39

0,5

16

14

2,7

17,9

26,5

0,70

5,0

22,0

0,15

2,6

21

1450

65

2,15

17,2

0,47

0,8

13

12

3,9

20,2

26,4

0,50

4,2

18,6

0,23

3,4

22

1150

75

1,9

16,9

0,32

0,8

14

15

4,7

18,3

26,2

0,65

3,6

18,0

0,06

2,9

23

1050

55

2,0

18,1

0,40

0,7

13

17

4,6

20,4

26,6

0,50

3,7

19,4

0,16

3,6

24

950

60

1,95

20,7

0,48

0,5

15

15

4,0

19,5

26,3

0,55

4,5

22,2

0,21

2,4

25

1200

75

2,15

19,4

0,50

0,6

12

18

2,5

18,1

26,8

0,70

5,2

20,9

0,25

3,3

Задача №9. Определить абсолютную величину осадки фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования. Варианты исходных данных приведены в таблицах 1.9 и 1.10. Схема к расчету представлена на рисунке 1.9.

Таблица 1.9

№№ варианта

Нагрузка N, МН

Ширина фундамента, b f , м

Глубина заложения, d 1 , м

Уровень подземных вод, WL, м

Инженерно-геологические условия строительной площадки

ИГЭ-1

ИГЭ-2

ИГЭ-3

ИГЭ-4

ИГЭ-5

Толщина слоя, h, м

Удельный вес, γ, кН/м 3

Модуль деформации, Е, МПа

Толщина слоя, h, м

Удельный вес, γ, кН/м 3

Модуль деформации, Е, МПа

Толщина слоя, h, м

Удельный вес, γ, кН/м 3

Модуль деформации, Е, МПа

Толщина слоя, h, м

Удельный вес, γ, кН/м 3

Модуль деформации, Е, МПа

Толщина слоя, h, м

Удельный вес, γ, кН/м 3

Модуль деформации, Е, МПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1

1,5

2,4

1,8

15

4

17

15

5

18

12

3

15

20

2

17

16

6

19

20

2

1,2

2,2

2,8

10

6

19

25

3

16

15

2

14

18

4

16

19

7

20

21

3

1,0

2,0

2,0

12

8

18

18

4

17

18

5

16

21

3

15

15

5

18

19

4

0,9

1,5

1,6

18

5

16

12

6

19

14

4

17

12

5

19

18

8

18

22

5

1,1

2,1

2,1

16

7

15

13

2

18

12

6

16

10

6

14

14

9

17

19

6

1,3

2,4

1,7

12

6

14

14

5

17

15

2

15

22

4

16

17

5

16

17

7

1,0

1,5

1,8

10

4

15

12

8

16

16

4

17

20

6

15

16

6

19

19

8

0,8

1,6

1,6

11

7

17

18

6

17

17

3

18

12

5

18

20

9

16

21

9

0,9

1,8

1,9

15

3

14

17

5

18

15

5

15

21

9

16

17

5

18

20

10

1,2

2,1

2,5

14

8

19

15

7

16

14

4

16

12

10

15

18

8

18

19

11

1,0

2,0

2,0

16

10

18

19

10

17

16

2

15

22

4

17

16

4

19

18

12

1,3

2,5

1,6

10

9

15

24

9

15

19

4

14

12

3

16

17

3

18

27

13

0,9

1,8

1,7

11

6

16

14

5

18

20

3

16

20

5

15

19

5

20

20

14

1,1

2,4

1,8

9

5

14

16

6

17

15

2

15

12

4

18

18

6

17

17

15

1,5

2,5

2,7

12

7

17

21

8

14

18

5

18

21

6

16

18

7

19

22

16

1,0

2,1

2,5

15

8

18

18

5

19

20

4

16

12

3

17

22

10

16

21

17

0,7

1,5

1,7

11

5

15

17

7

16

17

2

14

15

5

18

17

5

18

20

18

0,9

1,7

1,8

8

6

17

19

6

17

18

3

15

20

4

16

19

4

20

21

19

1,2

2,0

1,9

12

5

16

18

5

18

15

4

16

21

6

17

18

3

19

23

20

1,0

1,9

1,9

10

4

15

20

6

16

19

6

19

22

5

18

20

6

18

17

21

1,5

2,5

2,0

6

5

14

16

4

17

15

2

17

20

4

16

17

5

16

19

22

0,7

1,5

1,6

5

3

17

19

5

18

20

5

19

21

10

17

21

8

20

20

23

1,1

1,7

1,7

4

6

19

18

7

16

19

3

16

20

3

18

19

4

16

21

24

0,8

1,6

1,6

12

5

15

15

5

17

17

5

15

22

4

19

17

5

20

17

25

1,3

2,7

3,0

13

6

19

20

3

18

16

6

17

20

5

16

24

7

20

25

26

1,7

3,0

3,7

15

5

20

19

7

19

21

4

16

21

3

17

19

8

19

21

27

0,9

1,7

2,0

10

3

16

17

5

17

18

5

15

19

4

18

20

5

21

24

28

1,4

2,5

2,3

8

4

14

15

3

18

18

2

19

22

3

16

17

6

16

19

29

1,0

1,8

1,8

16

6

19

20

5

17

19

10

17

21

2

15

18

3

17

20

30

1,1

2,1

2,5

11

3

15

18

5

19

20

12

18

22

4

17

18

5

20

19

Примечание. Во всех вариантах принят отдельно стоящий фундамент мелкого заложения с соотношением длины к ширине подошвы η=lf/bf=1.

Наименование грунтов (инженерно-геологических элементов -ИГЭ) Таблица 1.10

№№ п.п.

№ № ИГЭ

Наименование грунтов

1

2

3

1

ИГЭ-1

Суглинок тугопластичный

2

ИГЭ-2

Супесь пластичная

3

ИГЭ-3

Песок средней крупности, средней плотности, влажный

4

ИГЭ-4

Песок мелкий, средней плотности, водонасыщенный

5

ИГЭ-5

Глина в полутвердом состоянии (водоупорный слой)

Примечание. Для всех вариантов, наименование грунтов (ИГЭ) одинаковое

Рис. 1.9. Схема к расчету осадки фундамента методом послойного суммирования

Задача №10. Определить абсолютную величину осадки S методом ли­нейно-деформируемого слоя. Исходные данные приведены в таблице 1.11. Схема к расчету представленана рисунке 1.10.

Таблица 1.11

Номер варианта

Тип фундамента

Геометрическаяформа подошвыфундамента в плане

Размеры l f хbf или диаметр d f подошвыфундамента, м.

Глубина заложения по­дошвы фундамента, d1 , м

Среднее давлениеР, МПа

Характеристики грунтов основания

ИГЭ №1. суглинок

ИГЭ №2. песок

h1 , м

Е1, МПа

h2,, м

Е2, МПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =20 х 15

2,50

0,25

5

16

20

21

2

ФМЗ

Круглый

df=11,5

3,50

0,18

6

15

15

20

3

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =15 х 15

2,20

0,30

4

18

18

25

4

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =25 х 17

2,80

0,20

6

17

25

23

5

ФМЗ

Круглый

df=13,0

3,90

0,26

8

19

19

22

6

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =12 х 12

2,70

0,27

7

14

21

24

7

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =19 х 11

2,40

0,22

6

13

22

23

8

ФМЗ

Круглый

df=15,0

3,20

0,20

5

12

25

23

9

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =14 х 14

2,55

0,21

9

15

28

24

10

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =15 х 10

2,50

0,25

5

16

20

21

11

ФМЗ

Круглый

df=14,0

3,50

0,18

6

15

15

20

12

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =13 х 13

3,20

0,20

7

19

28

22

13

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =30 х 25

2,75

0,22

8

17

19

25

14

ФМЗ

Круглый

df=16,0

3,40

0,17

10

14

15

30

15

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =10 х 10

2,00

0,30

9

18

28

28

16

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =20 х 10

2,70

0,29

7

18

22

27

17

ФМЗ

Круглый

df=18,5

3,50

0,20

11

16

25

25

18

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =11 х 11

2,80

0,19

8

12

21

26

19

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =30 х 20

3,50

0,20

10

19

20

30

20

ФМЗ

Круглый

df=24,0

4,00

0,28

15

18

15

29

21

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =15 х 15

2,50

0,24

8

14

15

28

Окончание таблицы 1.11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

22

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =22 х 12

1,80

0,25

5

18

27

33

23

ФМЗ

Круглый

df=28,0

3,00

0,22

10

15

20

35

24

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =25 х 25

3,50

0,23

12

16

15

25

25

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =18 х 12

2,80

0,20

6

14

15

30

26

ФМЗ

Круглый

df=20,0

2,00

0,23

8

16

18

26

27

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =14 х 14

3,10

0,21

9

18

20

28

28

ФМЗ

Прямоуголь­ный

lf х bf = =21 х 15

2,80

0,15

10

15

24

31

29

ФМЗ

Круглый

df=18,0

2,50

0,20

7

12

23

27

30

ФМЗ

Квадратный

lf х bf = =15 х 15

3,00

0,21

6

18

15

28

Примечание. ФМЗ – фундамент мелкого заложения; (lf х bf)=(длина фундамента, м) х (ширина фундамента, м;)

а) б)

Рис. 1.10. Схема к расчету осадки фундамента методом линейно-деформируемого слоя а -схема плитного фундамента, совмещенного с геологическим разрезом; б -схема к расчету осадки фундамента; 3-подошва i-го слоя грунта; 4 -нижняя граница сжимаемойтолщи

Задача №11. Определить абсолютную величину осадки фундамента методом эквивалентного слоя. Схема к расчету приведена на рисунке 1.11. Варианты исходных данных приведены в таблице 1.12.

Рис. 1.11. Схема к расчету осадки методом эквивалентного слоя для слоистого напласто­вания грунтового основания: 1-криволинейная эпюра дополнительных напряжений по оси фундамента; 2-эквивалентная по площади треугольная эпюра с вершиной на глубине 2hэ от уровня по­дошвы фундамента; zi-расстояниеот середины слоя до глубины 2h

Таблица 1.12

№№Вариантов

Давление Р0 подподошвой, кПа

Ширинафундамента, b f , м

Глубиназаложения ФМЗ, d 1 , м

Модуль деформации, Е, МПа

ИГЭ-2 песок средней крупно­сти

ИГЭ-3 песок пыле­ватый

ИГЭ-4 супесь

ИГЭ-5 глина

1

2

3

4

5

6

7

8

1

200

1,50

1,65

16

7

11

13

2

185

1,35

1,50

17

11

10

12

3

195

1,40

1,70

19

8

12

10

4

220

1,60

1,50

15

6

13

9

5

210

1,60

1,60

14

5

10

11

6

200

1,55

1,60

13

6

12

10

7

190

1,50

1,50

12

12

10

8

8

205

1,45

1,60

15

10

14

11

9

200

1,60

1,80

11

15

10

14

10

195

1,50

1,70

12

14

9

13

Окончание таблицы 1.12

11

215

1,60

1,90

16

12

10

15

12

170

1,40

1,60

13

12

15

18

13

250

2,00

2,10

18

10

9

15

14

150

1,65

1,70

15

12

8

9

15

180

1,60

1,50

13

5

11

17

16

195

1,65

1,80

14

6

12

15

17

190

1,50

1,70

12

5

10

14

18

185

1,80

1,80

10

7

12

17

19

200

1,90

2,00

15

8

12

16

20

210

2,00

1,80

10

6

15

13

21

160

1,25

1,70

17

9

12

11

22

175

1,50

1,50

15

7

11

14

23

185

1,40

1,50

10

11

12

6

24

195

1,60

1,65

9

15

13

10

25

180

1,50

1,60

8

12

9

16

26

190

1,80

1,80

14

11

10

9

27

180

1,40

1,70

12

6

16

11

28

200

2,00

2,10

16

6

12

13

29

185

1,50

1,80

12

9

16

18

30

205

1,80

1,60

16

10

12

17