- •М.В. Корнієнко основи і фундаменти
- •Передмова
- •Розділ 1. Основні вимоги до виконання курсового проекту
- •1.1. Загальні положення
- •1.2. Завдання на виконання курсового проекту
- •1.3. Література, що рекомендується для використання при розробці проекту
- •1.4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки
- •1.5. Склад креслень фундаментів
- •Розділ 2. Ґрунтові умови майданчика та призначення типу фундаментів будівлі
- •2.1. Коротка характеристика будівлі, майданчика та його геологічної будови
- •Основні дані про ґрунти майданчика
- •Гранулометричний склад пісків
- •2.2. Оцінка ґрунтових умов будівельного майданчика
- •Оцінка гранулометричного складу пісків
- •Різновид піщаних ґрунтів за гранулометричним складом
- •Назва пісків за щільністю будови
- •17.5 КН/м3. Точність визначення – 0.1 кН/м3.
- •Класифікація пісків за ступенем водонасичення
- •Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, кута внутрішнього тертя n, град., модуля деформації е, мПа, пісків кварцевих четвертинного віку
- •Розрахунковий опір r0, кПа, піщаних ґрунтів
- •Назва різновидів глинистого ґрунту за величиною числа пластичності
- •Додаткова назва глинистих ґрунтів із урахуванням їх гранулометричного складу
- •Додаткова назва різновидів глинистих ґрунтів із урахуванням їх консистенції
- •Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, та кута внутрішнього тертя n, град, глинистих непросідаючих нелесових четвертинних ґрунтів
- •Нормативні величини модуля деформації, е, мПа, четвертинних глинистих нелесових ґрунтів
- •Розрахунковий опір r0, кПа, глинистих непросідаючих ґрунтів
- •Зведена таблиця нормативних значень фізико-механічних показників ґрунтів будівельного майданчика
- •Величини розрахункових показників окремих іге будівельного майданчика
- •2.3. Вибір типу фундаментів
- •Попередня оцінка типів фундаментів
- •Розділ 3. Розрахунок збірних фундаментів неглибокого закладання (малозаглиблених та мілкого закладання за класифікацією норм [2])
- •3.1. Визначення мінімальної глибини закладання фундаменту
- •Величина коефіцієнта Kh, що враховує тепловий режим будівлі (споруди)
- •Глибина закладання фундаментів залежно від глибини промерзання df та глибини до рівня підземних вод dw
- •До визначення глибини закладання фундаменту
- •3.2. Загальні положення та порядок розрахунку стрічкових і стовпчастих фундаментів
- •3.3. Призначення проектної глибини закладання стрічкових та стовпчастих фундаментів
- •3.3.1. Загальні положення
- •3.3.2. Підготовчі роботи до прив’язки будівлі на стрічкових фундаментах
- •3.3.3. Призначення позначки 0.000 м
- •3.3.4. Призначення позначки верху фундаментів
- •3.3.5. Призначення глибини закладання фундаментів
- •3.3.6. Призначення глибини закладання фундаментів
- •3.3.7. Призначення глибини закладання фундаментів будівлі на майданчику,
- •3.4. Визначення співвідношення товщини стін будинку та фундаментної стінки стрічкових фундаментів
- •3.5. Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для безпідвальної частини будинку
- •Значення коефіцієнтів с1 , с2
- •Коефіцієнти м, Мg, Мс, для визначення розрахункового опору ґрунту основи
- •Розрахунок до визначення навантажень
- •Збір навантажень після збільшення ширини фундаментної плити
- •Найбільший допустимий тиск, , кПа, на підошві фундаментних плит за умовами їх армування
- •Класи важкого бетону залізобетонних плит серії фл згідно з гост 13580-85
- •3.6. Розрахунок стрічкового фундаменту із збірних блоків для підвальної частини будинку
- •Збір вертикальних навантажень для перерізу фундаменту в підвальній частині
- •Розділ 4. Особливості розрахунку стрічкових монолітних фундаментів неглибокого закладання
- •Граничні значення , що приймаються при конструюванні жорстких фундаментів
- •4.1. Розрахунок жорсткого стрічкового фундаменту
- •Збір навантажень на 1 м погонний фундаменту
- •Збір навантажень на 1 м погонний на рівні верхнього обрізу плитної частини фундаменту
- •4.2. Розрахунок гнучкого стрічкового фундаменту
- •Збір навантажень на рівні підошви фундаменту
- •Розрахунковий опір арматури для розрахунків за і-м граничним станом
- •Розділ 5. Розрахунок стовпчастих залізобетонних фундаментів неглибокого закладання
- •5.1. Загальна характеристика стовпчастих фундаментів
- •5.2. Визначення основних розмірів стовпчастих фундаментів
- •5.3. Розрахунок монолітного стовпчастого фундаменту під збірну колону
- •Збір вертикальних навантажень в рівні підошви стовпчастого фундаменту
- •Розміри підколонників фундаментів під колони для одноповерхових виробничих будівель за серією 1.412-1/77
- •Розділ 6. Розрахунок пальових фундаментів
- •6.1. Загальні вимоги до розрахунку пальових фундаментів
- •6.2. Порядок розрахунку пальових фундаментів
- •6.3. Глибина закладання підошви ростверку
- •6.4. Дослідження зміни несучої здатності паль в залежності від їх параметрів
- •6.4.1. Загальні дані
- •6.4.2. Вихідні дані та розрахункова схема для визначення
- •6.4.3. Вибір типу та розмірів паль
- •Характеристика забивних паль суцільного перерізу
- •Характеристика бурових (буронабивних) паль
- •6.4.4. Розрахунок несучої здатності одиночної палі по ґрунту основи
- •Коефіцієнти умов роботи cR і cf для забивних паль
- •Розрахунковий опір ґрунтів під нижнім кінцем забивних паль
- •Розрахунковий опір ґрунтів по бічній поверхні паль
- •Коефіцієнт умов роботи сf для буронабивних і буроін’єкційних паль
- •Розрахунковий опір глинистих ґрунтів під нижнім кінцем буронабивних, буроін’єкційних та паль–оболонок
- •Величини коефіцієнтів до визначення розрахункового опору піщаних ґрунтів для бурових паль
- •6.4.5. Дослідження зміни несучої здатності паль залежно від глибини
- •Розрахунок несучої здатності палі з глибиною за спрощеною схемою
- •Розрахунок несучої здатності забивної палі перерізом 300х300 мм з глибиною за спрощеною схемою
- •Розрахунок несучої здатності забивної палі перерізом 350х350 мм з глибиною за спрощеною схемою
- •6.4.6. Висновки та рекомендації по вибору раціональних параметрів паль
- •6.5. Розрахунок стрічкових пальових фундаментів
- •6.5.1. Розрахунок несучої здатності палі за ґрунтом та матеріалом
- •Коефіцієнт пропорційності для розрахунку паль
- •Величини коефіцієнта φ
- •6.5.2. Визначення необхідної кількості паль у пальовому фундаменті
- •Збір навантажень на 1 пог. М стрічкового фундаменту
- •6.6. Розрахунок стовпчастих пальових фундаментів
- •Збір навантажень на рівні підошви ростверку
- •Розріз 1-1
- •Розділ 7. Розрахунок осідання основи
- •7.1. Загальні умови розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування
- •7.2. Порядок розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування
- •7.3. Розрахунок осідання основи стрічкового фундаменту
- •Характеристики ґрунтів майданчика
- •Розрахунок осідання основи фундаменту
- •7.4. Особливості розрахунку осідання основи пальового фундаменту
- •7.5. Розрахунок осідання основи при підвищенні рівня ґрунтових вод (підтопленні основи)
- •Розрахунок осідання основи фундаменту за умови підтоплення
- •Післямова
- •Список літератури
- •Блоки бетонні для стін підвалів за гост 13579-78
- •Плити залізобетонні стрічкових фундаментів за гост 13580-85
- •Залізобетонні забивні палі суцільного квадратного перерізу із звичайною поздовжньою арматурою за гост 19804.1-79*
- •Значення коефіцієнтів
- •Граничні осідання і крени споруди з основою
- •Основи і фундаменти
7.2. Порядок розрахунку осідання основи методом пошарового підсумовування
В курсовому проекті для зменшення об’єму механічних розрахунків потрібно виконати тільки один розрахунок осідання для перерізу фундаменту, що вказаний у завданні.
Рекомендується при цьому дотримуватись такого порядку розрахунку:
Скласти основу розрахункової схеми, для чого на спрощений інженерно-геологічний переріз у масштабі показати нашарування з поверхні ґрунтів – ІГЕ на ділянці розрахункового перерізу фундаменту, вказавши їх товщину (потужність) та показники (ІІ.і, Еі, ІІІ.i). Нанести на цю схему переріз фундаменту (вказавши розміри b, d).
Визначити напруження mt, zg.0, zp.0.
Побудувати епюру природного тиску zg, для чого визначити величини zg.і на підошві кожного ІГЕ, що залягає нижче підошви фундаменту. Доцільно визначати zg.і до глибини (3…4)b від підошви фундаменту, де b – ширина підошви фундаменту. Перенести отримані дані на розрахункову схему.
Призначити товщину розрахункових шарів hi = 1/5 b. Нанести їх на розрахункову схему.
Побудувати епюру додаткового тиску zр, для чого визначити додатковий тиск на покрівлі та підошві кожного розрахункового шару. Нанести ці дані на розрахункову схему.
Визначити положення нижньої границі стисливої зони по співвідношенню 0.2zg.i = zp.i. Умова вважається виконаною, якщо різниця між правою та лівою частиною рівності не буде перевищувати 1 кПа. Визначити величину стисливої зони Нс. Нанести її на розрахункову схему.
Розрахувати осідання кожного розрахункового шару, що знаходиться в межах стисливої зони. Для цього необхідно визначити середнє значення zр.і і величину Si ( при цьому приймається = 0.8). Сума всіх значень Si дає розрахункове значення осідання S. На практиці вручну цей розрахунок виконують в табличній формі або у вигляді аналітичного ряду.
Перевірити виконання умови S Su. Якщо умова не виконується, приймається рішення про зміну розмірів фундаменту, щоб в новому розрахунку осідання ця умова виконувалась. Тут також можливий варіант покращення властивостей ґрунту основи за рахунок ущільнення, закріплення або заміни слабкого ґрунту на надійний (влаштуванням ґрунтової подушки).
7.3. Розрахунок осідання основи стрічкового фундаменту
Розглянемо приклад розрахунку осідання основи стрічкового фундаменту з урахуванням розрахунків, що приведені вище.
Вихідні дані. Інженерно-геологічні умови ґрунтів основи характеризуються показниками, що приведені в табл. 51 розрахункових показників - наведені лише окремо вибрані дані, потрібні для розрахунку.
Таблиця 51
Характеристики ґрунтів майданчика
Но-мер ІГЕ |
Назва ґрунту |
Глибина підошви шару від поверхні, м |
Тов-щина шару, м |
Рівень ґрунтових вод на глибині, м |
Питома вага, ІІ, кН/м3 |
Модуль дефор-мації, Е, МПа |
1 |
Рослинний |
0.7 |
0.7 |
- |
14.8 |
- |
2 |
Супісок пилуватий твердий |
2.9 |
2.2 |
- |
16.6 19.4 |
11 8 |
3 |
Пісок дрібний середньої щільності малого ступеня водонасичення |
4.7 |
1.8 |
- |
17.1 |
20 |
3а |
Пісок дрібний середньої щільності насичений водою |
6.7 |
2.0 |
4.7 |
19.6 |
17 |
4 |
Глина напівтверда |
20.0 |
13.3 |
- |
19.4 |
24 |
Примітка: для супіску ІГЕ-2 приведені значення: в чисельнику – природної вологості, в знаменнику - при можливому водонасиченні.
Стрічковий фундамент із збірних блоків для розрахункового перерізу має такі характеристики: а) геометричні розміри: d = 1.2 м, b = 2.4 м; середній тиск на підошві фундаменту mt = 221.4 кПа (умова mt = 221.4 кПа < R = 224.6 кПа виконується).
Розрахункову схему складаємо з поступовим нарощуванням її при наступних розрахунках (див. рис. 42).
Тиск від власної ваги ґрунту на рівні підошви фундаменту:
кПа (з точністю до 0.01 кПа);
Додаткове напруження на підошві фундаменту по його осі:
кПа.
Напруження від власної ваги ґрунту:
а) на підошві ІГЕ-2 (з урахуванням заглиблення фундаменту в шар ІГЕ-2 на 0.5 м):
кПа;
б) на рівні ґрунтових вод WL: кПа;
в) біля підошви піску ІГЕ-3а – у водонасиченому стані з урахуванням виважування:
кПа;
д) на покрівлі глин ІГЕ-4 – з урахуванням тиску стовпа ґрунтової води висотою 6.7 - 4.7=2.0 м:
кПа;
е) на рівні підошви (розвіданої глибини) глини ІГЕ-4: кПа.
Очевидно, що визначення zg.4 на глибині, яка перевищує (3…4)2.0 + 1.2 = 7.2…9.2 м, можна було б не робити.
Отримані значення zg.і переносимо в масштабі на розрахункову схему зліва від осі фундаменту та будуємо епюру природного тиску, з’єднуючи відкладені величини zg.і.
Визначаємо товщину розрахункових шарів: м.
У межах ІГЕ-2 під підошвою фундаменту буде таких розрахункових шарів:
(2.9-1.2)/0.48 = 1.70/0.48 = 3.542. Так, як товща не розбивається на одинакові розрахункові шари без остачі, то виділяємо 3 повних по висоті розрахункових шарів hі = 0.48 м і один шар висотою (товщиною) 0.542hі = 0.5420.48 = 0.26 м.
У межах ІГЕ-3 (потужність шару 1.8 м):
спочатку виділяємо шар товщиною: hі – 0.542hі = 0.458hі = 0.4580.48 = 0.22 м. Нижче: , тобто 3 повних за висотою розрахункових шарів і останній за глибиною один шар висотою (товщиною) 0.292hі=0.2920.48=0.14м.
У межах ІГЕ-3а (потужність шару 2.0 м):
спочатку виділяємо шар товщиною hі – 0.292hі = 0.708hі = 0.7080.48 = 0.34 м. Нижче: (2.0 – 0.34)/0.48 = 1.66/0.48 = 3.458, тобто 3 повних за висотою розрахункових шарів і останній за глибиною один шар висотою 0.458hі = 0.4580.48 = 0.22 м.
У межах ІГЕ-4 (розвідана потужність шару 13.3 м):
спочатку виділяємо шар товщиною hі – 0.458hі = 0.542hі = 0.5420.48 = 0.26 м, а нижче будемо відкладати потрібну кількість розрахункових шарів товщиною по 0.48 м.
Щоб не будувати зайвих розрахункових шарів на розрахунковій схемі в основі під фундаментом, визначимо спочатку величини додаткового напруження zp.i на підошві кожного розрахункового шару. Коефіцієнт і беремо як для стрічкового фундаменту з таблиці додатку 5 при кроці коефіцієнта , що дорівнює . У випадку, коли розрахункові точки лежать між значеннями, кратними 0.4n (на границі шарів ІГЕ-2–ІГЕ-3, ІГЕ-3 – ІГЕ-3а, ІГЕ-3а–ІГЕ-4), необхідно визначити відносне заглиблення за інтерполяцією.
Далі розрахунки ведемо в табличній формі (див. табл. 52).
Визначаючи zp.mt.i, як середню величину між двома сусідніми значеннями zp.i, записуємо її між розрахунковими точками так, щоб це відповідало розрахунковому шару, номер якого записуємо в передостанньому стовпчику цієї таблиці.
Величину модуля деформації ґрунту записуємо в кПа (в табл.51 розрахункові значення модулів деформації приведено в МПа).
Після заповнення таблиці добудовуємо розрахункову схему та проставляємо позначки поверхні NL, підошви фундаменту FL та нижньої границі стисливої зони ВС, а також показуємо потужність стисливої товщі Нс.
Після того, як встановлена нижня границя стисливої зони – вона знаходиться на глибині 8.64 м від підошви фундаменту:
0.2177.78 = 35.6 кПа 35.48 кПа - різниця 0.12 кПа < 1 кПа. Тому розрахунок за глибиною після точки № 18 припиняємо, так як тут різниця за даних умов знову наростає.
Розрахункова величина осідання основи не перевищує граничного осідання для багатоповерхового безкаркасного цегляного будинку S = 4.07 см < Su = 10 см (див. таблицю додатку 6). Тому прийняті розміри фундаментів залишаються без змін.
Таблиця 52