- •Курсовая работа
- •Содержание
- •1. Исходные данные по нагрузкам и грунтам.
- •2. Инженерно- геологические условия района строительства
- •3. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании
- •3.1. Определение глубины заложения подошвы фундамента.
- •3.2 Определение площади подошвы и размеров уступов фундаментов
- •3.3 Определение расчетного сопротивления грунта под подошвой фундамента.
- •3.4. Проверка напряжений под подошвой фундамента (по 1 группе предельных состояний – по прочности и устойчивости).
- •3.5 Расчет на устойчивость положения фундамента.
- •Условие выполняется. Р асчет на устойчивость против сдвига производим по формуле:
- •Условие выполняется.
- •3.6 Расчет осадки фундамента
- •3.7 Определение положения равнодействующей.
- •Условие выполнено.
- •3.8 Расчет крена фундамента и горизонтального смещения верха опоры
- •4 Проектирование свайного фундамента.
- •4.1. Определение глубины заложения и предварительное назначение размеров ростверка.
- •4.2. Длина и поперечное сечение свай.
- •4.3 Определение расчетной несущей способности сваи.
- •4.4. Определение числа свай, их размещения и уточнение размеров ростверка.
- •4.5 Проверочный расчет свайного фундамента но несущей способности (по первому предельному состоянию).
- •Условие выполнено.
- •4.6. Расчет свайного фундамента, как условно массивного.
- •Условие выполнено.
- •5. Технология сооружения фундамента и техника безопасности.
- •5.1.Техника безопасности.
- •Основные положения.
- •Устройство шпунтового ограждения.
- •5.4. Разработка котлована.
- •5.5. Погружение свай.
- •5.6. Устройство ростверка.
- •Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента.
Условие выполняется. Р асчет на устойчивость против сдвига производим по формуле:
Qτ - расчетно сдвигающая сила Qτ=1,1×Т (3-18) Qτ=1,1×0,66=0,726
Qz = м [0.9(Р0 + Ря + А×hf×0,02) + γfРк] где:
T- Горизонтальная тормозная сила, mH -0.66
Qz - предельно удерживающая сила
м - коэффициент трения для песка м = 0,40
ус - коэффициент условий работы ус - 0,9
уn - коэффициент надежности по назначению сооружений уn - 1
Qz = 0,4 [0,9(5,6 + 1,49 +73,63×5,5×0,02) + 1,13×6,60] =8,45 кН
Условие выполняется.
3.6 Расчет осадки фундамента
(по 2-й группе предельных состояний — по деформации)
Нормативная вертикальная нагрузка от собственного веса опоры по обрезу фундамента Р0=5,6 мН. Расчетный пролет для примыкающих к опоре пролетных строений lp =44 м, нормативная вертикальная нагрузка на опору от пролетных строений Pn=1,49 МН, глубина водотока hw=1,8 м, возможная глубина размыва грунта hp= 0,5 м.
Последовательность определения осадки фундамента:
1) Вычерчиванием геологический разрез в масштабе с указанием положения фундамента (рис. 1). Границы слоев грунта отмечены штриховкой.
2) Определяем полную вертикальную расчетную нагрузку N по подошве фундамента. Нагрузка по обрезу фундамента N=Pn+P0=1,49 +5,6 = 7,09 МН.
Поскольку фундамент врезан в водопроницаемый грунт, учитывается взвешивающее действие воды на фундамент. Тогда при удельном весе материала фундамента (бетон) во взвешенном состоянии γsbф = γb - γw =24-10=14 кН/м3 , то
Рф =14(1×3,8×10,4×1,5×5,4×10,4 + 2×7×10,4)= 4440,8 кН.
Так как фундамент в водопроницаемом и водонасыщенном грунте, то вода не будет оказывать давление на уступы фундамента Рв=0.
Давление суглинка на нижние уступы фундамента определяется с учетом взвешивающего действия воды:
γsb=(27-10)/(1+0,74) = 9,77 кН/м3
РСГ = 1,1×10,0×0,8×10,4×1,6 = 146,43 кН.
Давление глины на нижние уступы фундамента определяется с учетом взвешивающего действия воды:
γsb=(27-10)/(1+0,71) = 10 кН/м3
РГ = 10×0,8×10,4×1,4 = 116,48 кН.
Полная вертикальная расчетная нагрузка по подошве фундамента:
NII = N + Рср + РСГ + РГ
NII = 7000 + 4440,8+ 146,43+ 116,48 = 11703,71 кН = 11,7МН.
Среднее давление под подошвой фундамента:
Р =NII/A= 11,7/73,63= 0,15 М Па.
3) Слева от оси фундамента строится в масштабе эпюра вертикального напряжения от собственного веса грунта σzq. Она начинается на уровне дна водотока
(без учета размыва). Таким образом напряжение на кровле слоя суглинка равна нулю, а на уровне ее подошвы:
суглинок σ’zсq =1,6× 20,1=32,16кПа = 0,032 МПа.
глина σ’zгq =1,4 ×20,8=29,12 кПа = 0,029 МПа.
σzq = σ’zсq + σ’zгq = 61,26 кПа = 0,061 МПа.
Напряжение на уровне подошвы фундамента:
σZq0 = σ + γ×d-M (3-20)
Где σZq вертикальное положение от собственного веса грунта на уровне i - l
σZq0 =32,16+20,8×2,1 =75,84 кПа = 0,075 МПа.
σZq= .
Эпюра σzq имеет вид ломанной прямой с точками перегиба в местах изменения
удельного веса, следует строить до глубины (3-4) b от подошвы фундамента (где b - ширина фундамента).
4) Строится вспомогательная эпюра 0,2 σzq. Эпюра 0,2 σzq подобна эпюре σzq но ординаты ее в 5 раз меньше. Построение данной эпюры необходимо для определения размеров сжимаемой толщи Нc.
5) Строится эпюра σР дополнительных вертикальных напряжений в основании под подошвой фундамента. Для этого основание ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои толщиной не более 0,4b (в нашем случае 0,4 × 7 ≈ 2,8 м). Слои могут быть различны по толщине, но их границы не должны выходить за пределы геологического слоя, то есть в пределах элементарного слоя грунт должен быть однородным.
Дополнительное вертикальное давление на основание в уровне подошвы фундамента:
σZР0 =P- σZq0 = 0,32 – 0,075 = 0,25МПа (3.21)
` Дополнительные вертикальные напряжения на границах элементарных слоев находящихся на некоторых глубинах z от подошвы фундамента, определяется по формуле: σZР = α× σZР0 (3.22),
где,
α - коэффициент, принимаемый по табл. 3-4 в зависимости от формы подошвы соотношение сторон прямоугольного фундамента η =1/b и относительной глубины, равной ξ =2 z/b.
η =10,4/7=1,48; значения η и ξ. приведены в табл. 3-1
6) Определяется нижняя граница сжимаемой толщи (В. С). Она принимается на уровне подошвы слоя, в котором произошло пересечение эпюры 0,2σzq с эпюрой σzq. По масштабу принимаем сжимаемую точку Нс (расстояние от подошвы фундамента до В. С). Нс =
7) Находим средние значение дополнительных вертикальных нормальных напряжений в элементарных слоях. Они определяются как средние арифметическое значение дополнительных напряжений на кровле элементарных слоев.
1 слой.
2 слой.
3 слой.
4 слой.
5 слой.
8) Осадку каждого слоя основания определяем по формуле:
(3,23), где
β - безразмерный коэффициент грунта равный 0,8
σzpi - среднее дополнительное вертикальное напряжение i - ом слое грунта, равное полу сумме указанных напряжений на верхней и нижней границах слоя толщиной hi.
Ei - модуль деформации i-ro слоя грунта, МПа.
Таким образом, подставляя необходимые данные в формулу (3.23) каждого слоя осн S1 =0,8×0,24×2/28 = 0,013 м;
ования определим его осадку по слоям.
S3 =0,8×0,15×2/ 28 = 0,008 м;
S2 = 0,8 ×0,20× 2/28=0,011 м;
S4 =0,8× 0,10×2/28 = 0,005 м;
S5 =0,8× 0,07× 2/28 = 0,004 м;
S6=0,8×0,05×2/28=0,002
9 Осадку основания фундамента получим путем суммирования величин осадки каждого слоя.
Предельно допустимые осадки сооружения выполняются по формуле:
Su=1.5√lp=1.5×√44 = 9,95 (3.24), где;
lp - длина меньшего прилегающего около строения пролета lp = 44 м
Найденная осадка фундамента не должна превышать предельно допустимые
осадки. В данном случае:
4,3 < 9,95 см, т.е. условие выполнено.
Таблица № 2
Номер Расчетного слоя |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Глубина подошвы расчетного слоя от подошвы фундамента zi, m |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
Толщина cлоя hi, m |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
Коэффициент ξ = 2z/b |
0,56 |
1,1 |
1,7 |
2,25 |
2,8 |
3,38 |
Коэффициент αi |
0,94 |
0,723 |
0,503 |
0,37 |
0,26 |
0,19 |
Дополнительное давление σzp на глубине zi, kПa |
0,23 |
0,18 |
0,12 |
0,09 |
0,06 |
0,04 |
Среднее дополнительное давление в слое σzp iср, кПа |
0,24 |
0,20 |
0,15 |
0,10 |
0,07 |
0,05 |
Модуль деформации грунта Еi, МПа |
28 |
28 |
28 |
28 |
28 |
|