Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Узнать стоимость написания работы

1 Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

1.1 Определение классификационных и физических характеристик грунта

Для каждого пласта грунта по данным лабораторных испытаний определяется тип, вид, разновидность и условное расчетное сопротивление по таблицам ГОСТ 25100-82 “Грунты. Классификация” и СП 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”.

Рассмотрим грунты, данные о которых представлены в задании.

ИГЭ 1. Шурф 1.

Растительный слой, насыпь неслежавшаяся, мощность слоя 1,7 м. Удельный вес составляет γ = 1,7 т/м3 = 17,0 кН/м3. Физико-механические свойства не определяются.

ИГЭ 2. Шурф 1.

Глубина от поверхности 2,0 м. Мощность слоя от 1,7 до 1,2 м.

Исходные данные: WL=35,5%, WP=19,4%, γS=2,65 т/м3= 26,5 кН/м3, γ=1,95т/м3 = 19,5 кН/м3, W=23,8%.

Классификационные характеристики грунта

Число пластичности:

IP= WL-WP;

IP=35,5-19,4=16,1%

По таблице 11[1] ИГЭ 2 относится к суглинкам, так как 7% < IP=16,1<17%

Показатель текучести:

По таблице 13[1] ИГЭ 2 – суглинок тугопластичный, так как

0,25 < IL= 0,27 < 0,5

Физические характеристики грунта

Удельный вес сухого грунта:

Коэффициент пористости грунта:

Пористость грунта:

Степень влажности грунта:

По таблице 7[1] ИГЭ 2 – суглинок насыщенный водой, так как

0,8 < Sr= 0,90 < 1

Необходимо определить влажность на случай аварийного размачивания т.е. при Sr = 0,9

Показатель текучести:

ИГЭ 3. Шурф 1. Глубина от поверхности 4,0 м. Мощность слоя составляет от 1,2 до 5,2 м.

Исходные данные: γS=2,65 т/м3= 26,5 кН/м3, γ=2,12 т/м3 = 21,2 кН/м3, W=18,1%.

Поскольку характеристики влажности грунта WL и Wp отсутствуют, следовательно, это песок и классификационные характеристики грунта не определяются, а определяется крупность песка по гранулометрическому составу.

Определение крупности песка

Таблица 1.1 Гранулометрический состав ИГЭ 3

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)

> 2,0

2,0-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

< 0,005

4,8

39,8

21,3

28,1

1,2

4,3

0,3

0,2

Для определения крупности песка последовательно суммируются проценты частиц исследуемого грунта крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм и т.д. Крупность песка определяется по таблице 1.1 [2].

Содержание песка (в %) крупнее 2 мм:

4,8% < 25%, следовательно, песок не гравелистый

Содержание песка (в %) крупнее 0,5 мм:

4,8+39,8=44,6% < 50%, следовательно, песок не крупный

Содержание песка (в %) крупнее 0,25 мм:

4,8+39,8+21,3=65,9% > 50%, следовательно, песок средней крупности.

Физические характеристики грунта

Удельный вес сухого грунта:

Коэффициент пористости грунта:

По таблице 1.3 [2] ИГЭ 3 – песок плотный, так как е = 0,48 < 0,55

Пористость грунта:

Степень влажности грунта:

По таблице 7[1] ИГЭ 3 – песок насыщенный водой, так как

0,8 < Sr= 0,99 < 1.

Плотность грунта с учетом временного действия воды:

ИГЭ 4.Скважина 1. Глубина от поверхности 7,0 м. Мощность слоя составляет 5,2 м.

Исходные данные: WL=32,3 %, WP=22,0 %, γS= 2,67 т/м3= 26,7 кН/м3, γ=2,17т/м3 = 21,7 кН/м3, W=15,8 %.

Классификационные характеристики грунта

Число пластичности:

IP=32,3-22,0=10,3 %

По таблице 11[1] ИГЭ 4 относится к суглинкам, так как 7% < IP=10,3<17%

Показатель текучести:

По таблице 13[1] ИГЭ 4 – суглинок твердый, так как Ir= -0,6 < 0

Физические характеристики грунта

Удельный вес сухого грунта:

Коэффициент пористости грунта:

Пористость грунта:

Степень влажности грунта:

По таблице 7[1] ИГЭ 4 – суглинок насыщенный водой, так как

0,8 < Sr= 0,99 < 1

Плотность грунта с учетом временного действия воды:

ИГЭ 5. Скважина 1. Глубина от поверхности 13,0 м. Мощность слоя составляет 5,3 м.

Исходные данные: γS=2,66 т/м3= 26,6 кН/м3, γ=2,18 т/м3 = 21,8 кН/м3, W=15,1%.

Поскольку характеристики влажности грунта WL и Wp отсутствуют, следовательно, это песок и классификационные характеристики грунта не определяются, а определяется крупность песка по гранулометрическому составу.

Определение крупности песка

Таблица 1.1 Гранулометрический состав ИГЭ 5

Гранулометрический состав, % (размер частиц в мм)

> 2,0

2,0-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

< 0,005

15,4

61,3

12,5

6,2

1,4

2,2

0,2

0,8

Для определения крупности песка последовательно суммируются проценты частиц исследуемого грунта крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм и т.д. Крупность песка определяется по таблице 1.1 [2].

Содержание песка (в %) крупнее 2 мм:

15,4 % < 25 %, следовательно, песок не гравелистый

Содержание песка (в %) крупнее 0,5 мм:

15,4+61,3 = 76,7 % > 50 %, следовательно, песок крупный

Физические характеристики грунта

Удельный вес сухого грунта:

Коэффициент пористости грунта:

По таблице 1.3 [2] ИГЭ 3 – песок плотный, так как е = 0,41 < 0,55

Пористость грунта:

Степень влажности грунта:

По таблице 7[1] ИГЭ 5 – песок насыщенный водой, так как

0,8 < Sr= 0,97 < 1.

Плотность грунта с учетом временного действия воды:

1.2 Определение деформационных характеристик грунтов

1.2.1 По результатам компрессионных испытаний

ИГЭ 3. Шурф 1. Образец грунта отобран на глубине 4,0 м. Песок плотный средней крупности, е = 0,48

Таблица 1.3 Компрессионная зависимость

Р, кПа

0,0

50

100

200

400

е

0,476

0,474

0,470

0,468

0,466

Строим график зависимости коэффициента пористости от вертикального давления.

Рисунок 1.1 График зависимости коэффициента пористости от вертикального давления

Коэффициент сжимаемости:

Коэффициент относительной сжимаемости:

Коэффициент Пуассона:

Коэффициент бокового давления:

Компрессионный модуль деформации:

Модуль общей деформации:

где – корректирующий коэффициент, принимаемый по табл. 22 [1] для песка при e = 0,48, .

ИГЭ 5. Скважина 1. Образец грунта отобран на глубине 13,0 м. Песок крупный плотный, е = 0,41.

Таблица 1.4 Компрессионная зависимость

Р, кПа

0,0

50

100

200

400

е

0,404

0,402

0,399

0,397

0,395

Строим график зависимости коэффициента пористости от вертикального давления.

Рисунок 1.2 График зависимости коэффициента пористости от вертикального давления

Коэффициент сжимаемости:

Коэффициент относительной сжимаемости:

Коэффициент Пуассона:

Коэффициент бокового давления:

Компрессионный модуль деформации:

Модуль общей деформации:

1.2.2 По результатам штамповых испытаний

ИГЭ 2. Шурф 1. Испытания на глубине 2 м. Суглинок тугопластичный IL=0,27, d = 80,0 см.

Таблица 1.5 Результаты штамповых испытаний

Р, кПа

0,0

50

100

150

200

250

300

350

400

S, мм

0,00

2,25

4,52

6,79

9,09

11,02

13,18

16,21

20,42

Строим график зависимости осадки от вертикального давления.

Рисунок 1.3 Зависимость осадки от давления ИГЭ 2.

Выбираем линейный участок на графике зависимости S=f(p) от начала участка (0 кПа) до конца участка (250 кПа).

Коэффициент Пуассона:

Модуль деформации грунта:

где безразмерный коэффициент, диаметр штампа;

ИГЭ 4. Скважина 1. Испытания на глубине 7 м. Суглинок твердый

IL= - 0,6,

d = 27,7 см.

Таблица 1.6 Результаты штамповых испытаний

Р, кПа

0,0

50

100

150

200

250

300

350

400

S, мм

0,00

0,48

0,98

1,47

1,96

2,46

2,98

3,58

4,42

Строим график зависимости осадки от вертикального давления.

Рисунок 1.4 Зависимость осадки от давления ИГЭ 4.

Выбираем линейный участок на графике зависимости S=f(p) от начала участка (0 кПа) до конца участка (300 кПа).

Коэффициент Пуассона:

Модуль деформации грунта:

1.3 Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства и рекомендации по выбору типа фундаментов

ИГЭ 1. Растительный слой, насыпь неслежавшаяся. Мощность слоя составляет 1,7 м. Категория по сейсмическим свойствам – III. Основанием для фундаментов служить не может.

ИГЭ 2. Суглинок тугопластичный. Мощность слоя составляет от 1,2 до 1,7 м.

Условное расчетное сопротивление по таблице 5.2 [2] R0=0,295 Мпа. Следовательно, ИГЭ 2 может быть основанием для фундаментов мелкого заложения. В случае аварийного замачивания или повышения уровня подземных вод консистенция суглинка тугопластичного не изменится и будет находиться в стабилизированном состоянии. Основанием свайных фундаментов служить не может из-за малой глубины слоя. Категория грунта по сейсмическим свойствам – II, так как показатель текучести IL= 0,27 < 0,5 и коэффициент пористости е = 0,68 < 0,9.

ИГЭ 3. Песок плотный средней крупности. Мощность слоя составляет от 1,2 до 5,2 м. Категория по сейсмическим свойствам – III. Основанием для фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов служить не может.

ИГЭ 4. Суглинок твердый. Мощность слоя составляет 5,2 м. Категория грунта по сейсмическим свойствам – II, так как показатель текучести

IL= - 0,6 < 0,5 и коэффициент пористости е = 0,42 < 0,9. Условное расчетное сопротивление по таблице 5.2 [2] R0=0,3 Мпа. Основанием фундаментов мелкого заложения служить не может, поскольку глубина слоя более 5 м. Может служить основанием свайных фундаментов, так как IL= - 0,6 < 0,5.

ИГЭ 5. Песок крупный плотный. Мощность слоя составляет 5,3. Категория грунта по сейсмическим свойствам – III. Основанием для фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов служить не может.

В результате анализа инженерно-геологических условий площадки строительства можно сделать следующие выводы:

1. За основание фундаментов мелкого заложения принимается ИГЭ 2 суглинок тугопластичный;

2. За основание свайных фундаментов принимается ИГЭ 4 – суглинок твердый;

За основной вариант принимается фундамент мелкого заложения. В учебных целях выполняется расчет свайных фундаментов.

2. Проектирование фундаментов мелкого заложения под колонну

2.1 Определение глубины заложения подошвы фундамента

Расчет фундаментов выполняется по скважине 1. Отметка верхнего обреза монолитного фундамента принимается – 0,15.

Минимальная высота монолитного фундамента исходя из заданной отметки:

м,

где 0,05 м – расстояние от низа колонны до дна стакана;

0,2 м – минимальная толщина дна стакана фундамента.

Поскольку на поверхности грунта залегают насыпной и растительный слой, достаточно большой толщины, то окончательно принимается высота фундамента Нф = 2,7 м, отметка низа подошвы фундамента FL= - 2,85 м. Принятые размеры удовлетворяют следующим требованиям: высота фундамента кратна 300 мм; заглубление фундамента в несущий слой грунта 0,3 м; за отметку 0.000 принята 141,100.

2.2 Определение размеров подошвы фундамента

Размеры подошвы определяются исходя из следующих условий:

– среднее взвешенное значение удельного веса бетона фундамента и грунта на его обрезе;

– нагрузки, приведенные к отметке подошвы фундамента;

b, l – размеры подошвы фундамента;

d – высота фундамента.

Поскольку величина давления под подошвой фундамента (p) и величина расчетного сопротивления грунта (R) зависят от размеров подошвы фундамента (b и l), то размеры подошвы фундамента определяются путем подбора.

Предварительно размеры фундамента в плане определяются по краевому расчетному сопротивлению R.

Где,

= 1,2 – принимаем по таблице 3 СНиП 2.02.01-83 [3] (т.к. )

= 1 для зданий с гибкой конструктивной схемой

k = 1 – так как характеристики сII и φII определены лабораторным путем.

При =16°

=19.2

=18,17 , т.к. (

=18

=2,7 м

,

Нагрузки на среднюю колонну для I сочетания:

,

.

Рассчитаем размер фундамента под среднюю колонну:

Примем b= 2,1 м., тогда

Выполним проверку давления под подошвой фундамента:

1.

Первое условие соблюдается.

2.

Второе условие соблюдается.

3.

Третье условие соблюдается.

Нагрузки на среднюю колонну для II сочетания:

,

.

Примем b= 2,1 м., тогда

Выполним проверку давления под подошвой фундамента:

1.

Первое условие соблюдается.

2.

Второе условие соблюдается.

3.

Третье условие соблюдается.

Нагрузки на крайнюю колонну для I сочетания

,

.

Рассчитаем размер фундамента под крайнюю колонну:

Примем b= 2,1 м., тогда

Выполним проверку давления под подошвой среднего фундамента:

1.

Первое условие соблюдается.

2.

Второе условие соблюдается.

3.

Нагрузки на крайнюю колонну для II сочетания

,

.

Рассчитаем размер фундамента под крайнюю колонну:

Примем b= 2,1 м., тогда

Выполним проверку давления под подошвой среднего фундамента:

1.

Первое условие соблюдается.

2.

Второе условие соблюдается.

3.

После расчета давления, мы видим, что принятый фундамент, размерами 2100х2100х2700 мм под среднюю и крайнюю колонны, удовлетворяет всем 3 условиям, выполнять дальнейшие приближения нет необходимости.

2.3 Расчет оснований на сейсмическую нагрузку

Расчет оснований на сейсмическую нагрузку необходимо выполнять в соответствии с требованиями главы 10 [1].

Сейсмичность района строительства с. Левокумка 8 баллов, категория грунта по сейсмическим свойствам – II, следовательно, сейсмичность площадки строительства 8 баллов.

Фундамент под среднюю колонну:

III сочетание

,

,

.

Приведение усилий к уровню подошвы фундамента.

Собственный вес фундамента:

На подошве фундамента

где ψс =0,9 – коэффициент сочетания для постоянной нагрузки

Эксцентриситет нагрузки:

- коэффициенты определяемые по формулам:

– коэффициенты, определяемые по рисунку 76[1]:

– коэффициент при сейсмичности площадки строительства 8 баллов.

Расчетные характеристики грунтов:

Вычисляем:

Определяем эксцентриситет эпюры предельного давления:

При величина вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях определяется по следующей формуле:

имеет место полное опирание подошвы на грунт

Проверяем основное условие расчета основания при сейсмических воздействиях:

– коэффициент условий работы = 0.8 для грунтов II категории по сейсмическим свойствам,

– коэфициент надежности =1,15 (II класс зданий)

– расчетная вертикальная составляющая нагрузки в особом сочетании:

поскольку условие выполняется, несущая способность основания фундамента обеспечена, т.е. принятые по расчету размеры фундамента под среднюю колонну 2100х2100х2700 удовлетворяют проверке по первому предельному состоянию при особом сочетании нагрузок.

Фундамент под крайнюю колонну:

III сочетание

,

,

.


где, ψс =0,9 – коэффициент сочетания для постоянной нагрузки

При ветре слева:

При ветре справа:

Поскольку по абсолютному значению момент при ветре справа больше, чем при ветре слева, то принимается .

Эксцентриситет нагрузки:

- коэффициенты определяемые по формулам:

– коэффициенты, определяемые по рисунку 76[1]:

– коэффициент при сейсмичности площадки строительства 8 баллов.

Расчетные характеристики грунтов:

Вычисляем:

Определяем эксцентриситет эпюры предельного давления:

При величина вертикальной составляющей силы предельного сопротивления основания при сейсмических воздействиях определяется по следующей формуле:

имеет место полное опирание подошвы на грунт

Проверяем основное условие расчета основания при сейсмических воздействиях:

– коэффициент условий работы = 0.8 для грунтов II категории по сейсмическим свойствам,

– коэфициент надежности =1,15 (II класс зданий)

– расчетная вертикальная составляющая нагрузки в особом сочетании:

поскольку условие выполняется, несущая способность основания фундамента обеспечена, т.е. принятые по расчету размеры фундамента под крайнюю колонну 2100х2100х2700 удовлетворяют проверке по первому предельному состоянию при особом сочетании нагрузок.

2.4. Определение осадки фундамента

Осадку фундаментов следует определять для наиболее нагруженного фундамента в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011. Наиболее нагруженным фундаментом является фундамент под среднюю колонну:

Определяем мощность элементарного слоя:

Определяем давление на отметке подошвы фундамента:

Так же определим давление на нескольких промежуточных отметках.

Расчет осадки ведем в табличной форме

Таблица 2.1 Расчет осадки фундамента

ζ=

z, м

α

=α*pII

Характеристики слоя

0

0,4

0,8

0

0,42

0,84

1,000

0,960

0,800

198,54

190,60

158,83

7,52

15,58

23,65

3,76

7,79

11,83

ИГЭ 2. Суглинок тугопластичный

E=35,88 МПа,

γII = 19,5 кН/м3

1,2

1,6

1,26

1,68

0,606

0,449

120,3

89,14

31,7

39,78

15,85

19,89

ИГЭ 3. Песок плотный

Е=43,37 МПа,

γII = 21,2 кН/м3

2,0

2,4

2,1

2,52

0,336

0,257

66,71

51,02

47,84

55,9

23,92

27,95

ИГЭ 4. Суглинок твердый

Е=129,2 МПа,

γII = 21,7 кН/м3

2,8

3,2

3,6

4,0

4,4

4,8

2,94

3,36

3,78

4,2

4,62

5,04

0,201

0,160

0,131

0,108

0,091

0,077

39,91

31,77

26

21,44

18,07

15,29

63,97

72,03

80,1

88,16

96,22

104,3

31,99

36,02

40,05

44,08

48,11

52,15

ИГЭ 5. Песок плотный

Е=43,37 МПа,

γII = 21,8 кН/м3

Нижняя граница сжимаемой толщи основания находится на глубине z = 5,04 м от подошвы фундамента.

Осадку фундамента определяем методом послойного суммирования:

где,

Осадка ИГЭ 2 суглинка тугопластичного

Осадка ИГЭ 3 песка плотного средней крупности

Осадка ИГЭ 4 суглинка твердого

Осадка ИГЭ 5 песка крупного плотного

Проверяем основное условие расчета оснований по деформациям:

где, Sn – предельно допустимая осадка. По таблице 4.3 [2] для зданий с гибкой конструктивной схемой Sn=15 см.

Поскольку условие выполняется, то полученная осадка фундамента допустима.

Рисунок 2.1 Расчетная схема к определению осадки фундамента

2.5 Расчет фундамента на продавливание

Определяем размеры подколонника при размерах колонны

bc x lc = 400х400 мм:

bn= 0.4 + 0.5 = 0.9 м

ln= 0.4 + 0.5 = 0.9 м

bn= ln

Фундамент под среднюю колонну

Принимаем размеры подколонника кратными 300мм bnх ln =0,9 х 0,9 м. В первом приближении принимаем плитную часть фундамента из 1й ступени высотой h1 = 0,3 м. Защитный слой арматуры принимается 45 мм, тогда рабочая высота нижней ступени фундамента:

h0= 0,3 – 0,045 = 0,255 м;

Вылет ступени:

Определение давления под подошвой фундамента от расчетных нагрузок в основном сочетании:

I сочетание: N=733 кН, M=45 кН,*м F=8 кН;

II сочетание: N=642 кН, M=52 кН,*м F=10 кН.

Приведение усилий к уровню подошвы фундамента:

Поскольку , то принимается .

Поскольку , то принимается .

Площадь многоугольника за пределами призмы продавливания определяем по формуле:

Расчетная продавливающая сила:

Несущая способность боковой поверхности призмы продавливания:

где,

– расчетное сопротивление бетона растяжению, принимаем бетон класса B12,5, тогда

– коэффициент условий работы бетона, при кратковременных нагрузках .

Расчет плитной части фундамента на продавливание заключается в проверке условий:

Условия продавливания выполняются, следовательно, увеличивать толщину плитной части фундамента нет необходимости.

Фундамент под крайнюю колонну

Все размеры, принятые для фундамента под среднюю колонну, переносятся для фундамента под крайнюю колонну

Определение давления под подошвой фундамента от расчетных нагрузок в основном сочетании:

I сочетание: N=595 кН, M=64 кН,*м F=10 кН;

II сочетание: N=482 кН, M=72 кН,*м F=12 кН.

Приведение усилий к уровню подошвы фундамента:

При ветре слева:

При ветре справа:

Поскольку по абсолютному значению максимальным является момент при ветре справа, то принимается

При ветре слева:

При ветре справа:

Поскольку по абсолютному значению максимальным является момент при ветре справа, то принимается

Так как , то принимается .

Поскольку нагрузки на фундамент под крайнюю колонну меньше нагрузок на фундамент под среднюю колонну, то оба условия на продавливание выполняются.

Особое сочетание нагрузок (с учетом сейсмичности)

В данном расчете дополнительно учитывается коэффициент условий работы

Фундамент под среднюю колонну

Определение давления под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок в особом сочетании

III сочетание:

,

,

.

Приведение усилий к уровню подошвы фундамента:

Расчетная продавливающая сила:

Несущая способность боковой поверхности призмы продавливания:

где,

– расчетное сопротивление бетона растяжению, принимаем бетон класса B12,5, тогда

– коэффициент условий работы бетона, при кратковременных нагрузках .

Расчет плитной части фундамента на продавливание заключается в проверке условий:

Условия продавливания выполняются, следовательно, увеличивать толщину плитной части фундамента нет необходимости.

Фундамент под крайнюю колонну

Определение давления под подошвой фундамента от действия расчетных нагрузок в особом сочетании

III сочетание:

,

,

.

Приведение усилий к уровню подошвы фундамента:

При ветре слева:

При ветре справа:

Поскольку по абсолютному значению максимальным является момент при ветре справа, то принимается

Поскольку нагрузки в особом сочетании на фундамент под крайнюю колонну меньше нагрузок на фундамент под среднюю колонну, то оба условия на продавливание выполняются.

Рисунок 2.2 Схема фундамента под среднюю колонну к расчету на продавливание

Рисунок 2.3 Схема фундамента под крайнюю колонну к расчету на продавливание

2.6 Расчет плитной части фундамента на изгиб

Фундамент под среднюю колонну

Принимаем из расчета на продавливание:

,

.

Момент в ступени плоскости рамы:

где,

– вылет ступени,

– максимальное давление от расчетных нагрузок, ,

– изгибающий момент.

Момент в ступени из плоскости рамы:

Сечение рабочей арматуры:

– расчетное сопротивление арматуры на растяжение, принимаем арматуру класса A-III, тогда .

Принимаем шаг стержней в продольном и поперечном направлении 200 мм, при этом количество стержней по подошве фундамента:

Расчетное сечение одного стержня:

Требуемый диаметр стержня:

Принимаем по оси x 10 стержней диаметром 12 мм класса A-III с шагом 200 мм, ; по оси у 10 стержней диаметром 10 мм класса A-III с шагом 200 мм, .

Фундамент под крайнюю колонну

Принимаем из расчета на продавливание:

,

.

Момент в ступени плоскости рамы:

Момент в ступени из плоскости рамы:

Сечение рабочей арматуры:

Принимаем шаг стержней в продольном и поперечном направлении 200 мм, при этом количество стержней по подошве фундамента .

Расчетное сечение одного стержня:

Требуемый диаметр стержня:

Принимаем по оси x 10 стержней диаметром 12 мм класса A-III с шагом 200 мм, ; по оси у 10 стержней диаметром 10 мм класса A-III с шагом 200 мм, .

3. Расчет свайных фундаментов

Расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяется по таблице 10.2 [2].

R=(zR=6,6 м) = 2,5 Мпа

Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи определяется по таблице 10.3 [2].

Расчетная несущая способность сваи:

где, – коэффициент условий работы сваи в грунте,

и – соответственно коэффициенты условий работы грунта над нижним концом и по боковой поверхности сваи, принимается по данным таблицы 10.1 [2] в зависимости от способа нагружения и грунтовых условий на строительной площадке и ;

А – площадь опирания на грунт сваи, А=0,09 м2;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, U=1,2 м;

hi – толщина i-го слоя грунта.

Допустимая нагрузка на одну сваю:

где, – коэффициент надежности, = 1,4, поскольку несущая способность определяется расчетом

Для крайних свай:

Свайные фундаменты по несущей способности грунтов оснований рассчитываются по формуле:

где, – расчетная нагрузка передаваемая на сваю

Расчет ведется для наиболее нагруженного фундамента под среднюю колонну.

I сочетание: N=733 кН, M=45 кН*м, F=8 кН.

Расчетное количество свай:

Принимается оптимальное количество свай – 4

Собственный вес свайного ростверка

Приведенные усилия к уровню подошвы ростверка:

Расчетная нагрузка, приходящаяся на одну сваю:

Проверка условий:

Условия выполняются, следовательно, свайный фундамент выбран верно

4. Проектирование ленточного фундамента АБК

Количество этажей – 2

Расстояние между осями 11 м

Рисунок 4.1 Расчетная схема АБК

4.1 Сбор нагрузок

Сбор нагрузок для внутренней стены

Грузовая площадь:

Постоянные нагрузки:

1) Нагрузка от стены

- высота стены:

- толщина стены

- удельный вес стен

2) Нагрузка от бетонной стены подвала до отметки –1,8 м

3) Нагрузка от двух перекрытий

4) Нагрузка от покрытия

Итого постоянная нагрузка:

5) Временная нагрузка от перекрытия

Сбор нагрузок для наружной стены

Принимается коэффициент проемности равный 0,8

- толщина стены

1) Нагрузка от стены

2) Нагрузка от стены подвала до отметки –1,8 м

3) Нагрузка от двух перекрытий

4) Нагрузка от покрытия

Итого постоянная нагрузка:

5) Временная нагрузка от перекрытия

4.2 Определение ширины подошвы фундамента

Определение ширины подошвы фундамента под внутреннюю стену

Где,

= 1,2 – принимаем по таблице 3 СНиП 2.02.01-83 [3] (т.к. )

= 1 для зданий с гибкой конструктивной схемой

k = 1 – так как характеристики сII и φII определены лабораторным путем.

При =16°

=19.2

=18,17 , т.к. (

=18

,

Ширина b определяется из условия

Принимается ширина b = 1,2 м

Условие выполняется.

Определение ширины подошвы фундамента под наружную стену

Принимается ширина b = 0,9 м

Условие выполняется.

4.3 Расчет основания по несущей способности при сейсмической силе

Для внутренней стены

В данном случае действуют сейсмические усилия:

,

где, 1,15 – повышающий коэффициент для вертикальной составляющей сейсмики.

Вес фундамента:

На подошве фундамента

Проверка несущей способности осуществляется посредством выполнения основного условия расчета основания при сейсмических воздействиях:

– сейсмический коэффициент условий работы = 0.8 для грунтов II категории по сейсмическим свойствам,

– коэфициент надежности по назначению сооружения =1,15 (II класс зданий)

где, – ординаты эпюры предельного давления

где,

– коэффициент при сейсмичности площадки строительства 8 баллов.

- коэффициенты определяемые по формулам:

– коэффициенты, определяемые по рисунку 76[1]:

Расчетные характеристики грунтов:

Вычисляем:

Тогда,

Проверка условия:

Поскольку условие выполняется – несущая способность основания обеспечена.

Для наружной стены

В данном случае действуют сейсмические усилия:

,

Вес фундамента:

На подошве фундамента

Проверка несущей способности осуществляется посредством выполнения основного условия расчета основания при сейсмических воздействиях:

– сейсмический коэффициент условий работы = 0.8 для грунтов II категории по сейсмическим свойствам,

– коэфициент надежности по назначению сооружения =1,15 (II класс зданий)

Вычисляем:

Тогда,

Проверка условия:

Поскольку условие выполняется – несущая способность основания обеспечена.

4.4 Расчет основания по деформациям

Осадку фундамента следует определять для наиболее нагруженного фундамента в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011. Наиболее нагруженным является фундамент под внутреннюю стену:

Определяем мощность элементарного слоя:

Определяем давление на отметке подошвы фундамента:

Природное давление на границе ИГЭ 2 и ИГЭ 3:

Расчет осадки ведем в табличной форме:

Таблица 4.1 Расчет осадки фундамента

ζ=

z, м

α

=α*pII

Характеристики слоя

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

0

0,24

0,48

0,72

0.96

1,2

1,000

0,977

0,881

0,755

0,642

0,550

175,5

96,53

18,08

41,12

8,224

ИГЭ 2. Суглинок тугопластичный

E=35,88 МПа,

γII = 19,5 кН/м3

2,4

2,8

3,2

3,6

4,0

4,4

4.8

1,44

1,68

1,92

2,16

2,4

2.62

2,88

0,477

0,420

0,374

0,337

0,306

0,280

0,258

83,71

45,28

73,38

14,676

ИГЭ 3. Песок плотный

Е=43,37 МПа,

γII = 21,2 кН/м3

5,2

5,6

6,0

6,4

6,8

7,2

3,12

3,36

3,6

3,84

4,08

4,32

0,239

0,223

0,208

0,196

0,185

0,176

30,89

101,02

20,204

ИГЭ 4. Суглинок твердый

Е=129,2 МПа,

γII = 21,7 кН/м3

7,6

8,0

8,4

8,8

9,2

9,6

10,0

10,4

10,8

11,2

4,56

4,8

5,04

5,28

5,52

5,76

6

6,24

6,48

6,72

0,166

0,158

0,150

0,143

0,137

0,132

0,126

0,122

0,117

0,113

21,41

20,53

19,83

137,89

142,5

147,1

27,578

28,5

29,42

ИГЭ 5. Песок плотный

Е=43,37 МПа,

γII = 21,8 кН/м3

Нижняя граница сжимаемой толщи основания находится на глубине z = 6,72 м от подошвы фундамента, где выполняется условие:

Осадку фундамента определяем методом послойного суммирования:

где,

Осадка ИГЭ 2 суглинка тугопластичного

Осадка ИГЭ 3 песка плотного средней крупности

Осадка ИГЭ 4 суглинка твердого

Осадка ИГЭ 5 песка крупного плотного

Проверяем основное условие расчета оснований по деформациям:

где, Sn – предельно допустимая осадка. По таблице 4.3 [2] для бескаркасных зданий с несущими стенами Sn=10 см.

Поскольку условие выполняется, то полученная осадка фундамента допустима.

Заключение

Все расчеты нулевого цикла производились в соответствии с действующей нормативной документацией. По результатам оценки инженерно-геологических условий площадки строительства произведен анализ геологии проектируемого участка, в процессе которого сделаны следующие выводы:

1. За основание фундаментов мелкого заложения принимается ИГЭ 2 суглинок тугопластичный;

2. За основание свайных фундаментов принимается ИГЭ 4 – суглинок твердый.

За основной вариант принимается фундамент мелкого заложения. В учебных целях выполняется расчет свайных фундаментов.

Выполнены расчеты фундаментов мелкого заложения на продавливание, изгиб плитной части фундамента, определена осадка фундамента, произведен расчет оснований на сейсмическую нагрузку. Несущая способность основания фундамента обеспечена, принятые по расчету размеры фундамента под крайнюю и среднюю колонну 2100х2100х2700 мм удовлетворяют всем проверкам по предельным состояниям при особом сочетании нагрузок.


Список используемой литературы

1. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)/НИИОСП им. Герасимова. Стройиздат, 1986.

2. Берлинов Н.В. Основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 2011.

3. СП 50.101.2004, Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений / Госстрой России. М.: ФГУП ЦЦП, 2005.

4. Пилягин А.В. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений: Учебное пособие. М.: Издательство АСВ. 2005.

5. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проетировщика. М.: Стройиздат, 1985.

6. Механика грунтов, основания и фундаменты / Под ред. С .Б. Ухова. М.: Высш. шк.,2002.

7. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундментов (Основы теории и расчета). М.: Стройиздат, 1990.

8. Справочник современного проектировщика / Под общ. ред. Л.Р. Маиляна. Ростонв н/Д.: Феникс, 2007.

Источник: портал www.KazEdu.kz

Другие материалы

  • Методы инженерно-геологических изысканий в строительстве
  • ... . По мере перехода к более поздним стадиям площади изысканий сужаются и применяются более сложные и точные методы геологических работ. На выделенной под строительство площадке на каждом отдельном этапе инженерно-геологические изыскания выполняют в определённой последовательности: - собирают общие ...

  • Проект инженерно-геологических изысканий для застройки второй очереди МКР "Каштак"
  • ... расходом. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 3. Методика и объёмы проектируемых работ Инженерно-геологические изыскания для жилой застройки второй очереди микрорайона «Каштак» будут выполняться на стадии проект с целью изучения геолого-литологического строения, геокриологических и гидрогеологических ...

  • Экономический анализ и оценка градостроительной ценности территории на примере коттеджного поселка "Николин ключ"
  • ... составляет пятую часть (21%) от объема. 2. ОЦЕНКА ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ КОТТЕДЖНОГО ПОСЕЛКА «НИКОЛИН КЛЮЧ»   2.1 Обоснование выбора строительной площадки По результатам оценки инвестиционной привлекательности региона и анализа рынка загородной недвижимости, наиболее ...

  • Гидрогеологические условия района
  • ... предполагается возвести на площади в 1 кв. км. Для выбора наиболее благоприятного района строительства была изучена территория . на которой были проведены исследования геоморфологических, гидрологических, гидрогеологических и геологических условий. Для получения необходимой информации были проведены ...

  • Оценка воздействия на окружающую среду при капитальном ремонте земляного полотна Уфимской дистанции Куйбышевской железной дороги км 1628
  • ... . 1.8 Инженерно-геологические условия участка района Участок капитального ремонта земляного полотна расположен на перегоне станция Уфа – станция Черниковка Уфимской дистанции пути Башкирского отделения Куйбышевской железной дороги. Объект обследования в геоморфологическом отношении расположен ...

  • Контрольная работа по дисциплине «Инженерная геология»
  • ... экономики вопрос о переходе от планирования по стоимости готовой продукции к планированию по стоимости строительно-монтажных работ Задание 6.Определить и описать инженерно-геологические процессы, которые могут возникнуть при фильтрационном воздействии на них подземных вод. Указать мероприятия по ...

  • Основные физико-механические свойства горных пород, необходимые для проектирования и строительства
  • ... известняками или доломитами. Мрамор довольно устойчив к «обычному» выветриванию, сохраняет крутые, вплоть до «отвесных», природные склоны. 3. Назовите основные физико-механические свойства горных пород, необходимые для проектирования и строительства. Опишите условия образования и строительные ...

  • Инженерная Геология
  • ... — горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объек­том инженерно-хозяйственной деятельности человека. Грунты могут служить: 1) материалом основании зданий и сооружений; 2) средой для размещения в них ...

  • Инженерно-геологические условия центральной части Нижнего Новгорода
  • ... 10 участок проектируемого строительства относится ко второй (средней) категории инженерно-геологических условий. 2. Проектная часть   2.1 Техническое задание Участок проектируемого строительства располагается в 34 км от Нижнего Новгорода в юго-западном направлении. Проектируемый объект ...

  • Проект инженерно-экологических исследований
  • ... – 1 балл. Суммируем баллы: 1+1=2. По таблице 7 учебного пособия "Инженерная геология" [1], выясняем, что категория защищенности территории является наименее благоприятной. 5. Задачи инженерно-экологических исследований   На основании имеющейся информации о территории необходимо ...

  • Оценка воздействия объекта на окружающую среду
  • ... культурных и других интересов населения района – места расположения маслоцеха. Исходя из этого, при оценке воздействия планируемой деятельности объекта на окружающую среду, были приняты следующие экологические ограничения: - по загрязнению атмосферного воздуха - ПДК загрязняющих веществ ...

  • Проект строительства радиобашни для размещения антенн сотовой и радиорелейной связи
  • ... относится к III категории. Все трубостойки для размещения антенн оснащаются металлическим штырем - молниеприемником, который соединяется с элементами башни. Металлоконструкции радиобашни, лотки кабельроста соединяются сваркой для обеспечения надежного электрического контакта. В качестве ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info