Введение

В данном курсовом проекте нужно рассчитать и запроектировать фундаменты под фабричный корпус г. Шклов. Основной несущей конструкцией здания является металлическая ферма с пролетом по 24,0 м. Железобетонные колонны каркаса сечением 60×40 см в нижней части защемлены в фундаменте с шагом 6 м расположены по контуру здания, колонны сечением 80×80 расположены центре здания, а также имеется административно–бытовая пристройка из колон сечением 40×40. Несущие наружные стены его, в соответствие с выданным заданием, выполнены из кирпича и имеют заданную толщину в 40 см.

Расчетное сечения по заданию – 3-3, расчетные значения нагрузок для расчета по двум группам предельных состояний на уровне обреза фундамента:

= 1260 кH =50 кНм =8,5 кН

= 1110 кH =44 кНм =7,4 кН

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

1 Оценка инженерно—геологических условий площадки

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 строится инженерно—геологический разрез 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, глубина каждой скважины составляет около 20м. По этим данным можно определить, что под растительным слоем идет суглинок твердый, затем 3 слоя твердой глины. Отметки устьев скважин, мощность каждого из слоев, отметки уровня грунтовых вод по каждой скважине приведены в задании на проектирование.

2 Анализ грунтовых условий строительной площадки

2.1 Определение наименования пылевато-глинистого грунта.

Таблица 1. Исходные данные

Вид грунта	№ слоя	ρ т/м3	ρs т/м3	W %	WL %	Wp %	Примечание
72	2	1,53	2,68	17,4	36,4	20	лёссовидный
73	3	1,47	2,72	10,6	42	24	лёссовидный
69	4	1,88	2,76	20	47	22	–
100	5	2,00	2,73	29,2	53,2	31,3	–

Слой №2 (72)

Определим основные показатели пылевато-глинистых грунтов для второго слоя.

Число пластичности:

(2.1)

где и– влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =36,4–20=16,4

Показатель текучести:

(2.2)

Так как 7 < I_P=16,4 < 17, а I_L=−0,16  0 то данный грунт является суглинком твёрдым.

Определим степень влажности

(2.3)

где р_s-плотность частиц грунта, г/см³;

е – определяется по формуле 2.4;

(2.4)

-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (2.5)

г/см³

Так как S_r <0,8 и I_L= −0,16<0, нужно поверить грунт на просадочность.

Определяем показатель просадочности

, (2.6)

где – коэффициент пористости при влажности на границе текучести.

Так как 14<I_p=16,4<22 и Iss= −0,04 < Iss= 0,24 (таблица 8 [1]), то суглинок твёрдый относится к просадочным грунтам.

Слой №3 (73)

Определим основные показатели пылевато-глинистых грунтов для второго слоя.

Число пластичности:

(2.1)

где и– влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =42–24=18

Показатель текучести:

(2.2)

Так как I_P=18 > 17, а I_L=−0,74  0 то данный грунт является глиной твердой.

Определим степень влажности

(2.3)

где р_s-плотность частиц грунта, г/см³;

е – определяется по формуле 2.4;

(2.4)

-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (2.5)

г/см³

Так как S_r <0,8 и I_L= −0,74<0, нужно поверить грунт на просадочность.

Определяем показатель просадочности

, (2.6)

где – коэффициент пористости при влажности на границе текучести.

Так как 14<I_p=18<22 и Iss= 0,04 < Iss= 0,24 (таблица 8 [1]), то глина твёрдая относится к просадочным грунтам.

Слой №4 (69)

Определим основные показатели пылевато-глинистых грунтов для второго слоя.

Число пластичности:

(2.1)

где и– влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =47–22=25

Показатель текучести:

(2.2)

Так как I_P=25 > 17, а I_L=−0,08  0 то данный грунт является глиной твёрдой.

Определим степень влажности

(2.3)

где р_s-плотность частиц грунта, г/см³;

е – определяется по формуле 2.4;

(2.4)

-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (2.5)

г/см³

Так как S_r <0,8 и I_L= −0,08<0, нужно поверить грунт на просадочность.

Но так как I_P=25 > 22 то грунт является не просадочным

По таблицам 9,10,11[1] используя линейную интерполяцию определим нормативные механические характеристики грунта:

R₀=340кПа; с_n=53,3кПа; φ_n=18,9⁰; Е_n=20,7 МПа

Слой №5 (100)

Определим основные показатели пылевато-глинистых грунтов для второго слоя.

Число пластичности:

(2.1)

где и– влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =53,2–31,3=21,9

Показатель текучести:

(2.2)

Так как I_P=21,9 > 17, а I_L=−0,10  0 то данный грунт является глиной твёрдой.

Определим степень влажности

(2.3)

где р_s-плотность частиц грунта, г/см³;

е – определяется по формуле 2.4;

(2.4)

-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (2.5)

г/см³

Так как S_r >0,8 ,то грунт на просадочность проверять не нужно.

Так как грунт не относится к лёссовым, поверка грунта на просадочность, не требуется. По таблицам 9,10,11[1] используя линейную интерполяцию определим нормативные механические характеристики грунта:

R₀=340кПа; с_n=53,3кПа; φ_n=18,9⁰; Е_n=20,7 МПа

Результаты расчётов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Физико-механические свойства грунтов

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	0,5	−	−	−	−	−	−	−	−	−	−	−	−	−	−
2	Суглинок твердый	10,7	2,68	1,53	1,30	17,4	36,4	20	16,4	-0,16	0,44	1,06	–	–	−	−
			26,8	15,3	13,0
3	Глина твердая	4,3	2,72	1,47	1,33	10,6	42	24	18	-0,74	0,27	1,05	−	−	−	−
			27,2	14,7	13,3
4	Глина твердая	2,1	2,73	1,88	1,57	20	47	22	25	-0,08	0,73	0,76	18,9	53,3	340	20,7
			27,3	18,8	15,7
5	Глина твердая	2,37	2,73	2,00	1,55	29,2	53,2	31,3	21,9	-0,10	1,05	0,76	18,9	53,3	340	20,7
			27,3	20,0	15,5

Площадка характеризуется горизонтальным залеганием пластов, мощность которых выдержана по простиранию; имеется один выдержанный уровень подземных вод. Характер напластований и сведения о физико-механических характеристиках грунтов позволяют выделить в пределах исследованной толщи четыре инженерно-геологических элемента. Итак, исходя из оценки инженерно-геологических условий строительной площадки, можно сделать вывод — два верхних слоя ( лёссовый твердый суглинок и мелкий рыхлый песок) не могут служить надежным основанием для опирания, на них фундаментов здания, в следствие своей значительной просадочности. Значит, их необходимо заменить искусственным основанием или принять меры для укрепления существующего. Из предлагаемых способов наиболее эффективным по технико-экономическим показателям является устройство грунтовых свай.