Расчет осадки фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

кафедра ТиОСП

 

 

 

 

КУРСОВОЙ

ПРОЕКТ

 

 

 

 

по курсу:    «Геотехника».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2008

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………3

1.Оценка инженерно-геологических условий оснований площадки строительства……………………………………………………………………4

2. Сбор нагрузок…………………………………………………………………8

3. Расчет ленточного фундамента……………………………………………....9

3.1 Определение глубины заложения  фундамента…………………………9

3.2 Расчет фундамента на устойчивость……………………………………11

3.2.1 Устойчивость против опрокидывания…………………………….11

3.2.2 Определение просадки грунта от собственного веса…………….12

3.2.3 Уплотнение основания предварительным  замачиванием……….13

3.3 Расчет осадок……………………………………………………………15

4 Расчет свайного фундамента…………………………………………………17

4.1 Определение несущей способности  одиночной висячей сваи……….17

4.2 Расчет осадки свайного фундамента…………………………………..19

4.3 Армирование ростверка…………………………………………………21

5 Выбор рационального  типа фундамента……………………………………23

6.  Контроль  качества строительства…………………………………………25

Список использованной литературы………………………………………….27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основания и фундаменты являются важнейшими элементами зданий и сооружений, при проектировании которых должны быть оценены инженерно-геологические, гидрогеологические условия строительной площадки и их изменения по площади и глубине.

Проектирование оснований и фундаментов начинают с изучения факторов, определяющих выбор проектных решений. Среди них первостепенную значимость имеют следующие:

- степень ответственности здания  или сооружения, их конструктивные и архитектурно-планировочные особенности;

- нагрузки, учитываемые в расчетах;

-данные инженерно-геологических  и гидрогеологических изысканий  на строительной площадке;

-местные условия строительства.

Важной задачей в области фундаментостроения является изучение возможности дальнейшей экономии материалов за счет резервов несущей способности оснований и создания наиболее эффективных методов расчета, в наибольшей степени отражающих действительную работу строительной конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Оценка инженерно-геологических условий оснований площадки строительства

 

Первый слой грунта: характеризуется следующими характеристиками физико-механических свойств:

Природная влажность (W0) – 10 %

Влажность на пределе текучести (WL) – 0 %

Влажность на пределе раскатывания (Wp) – 0 %

Плотность грунта (ρs)– 2,67 г/см.3

Плотность сухого грунта (ρs)– 2,67 г/см.3

Модуль деформации (Е0)– 22 Мпа

Удельное сцепление - 5 кПа.

Определяем вид грунта, оцениваем состояние и свойства отдельных слоев, затем, общую оценку грунтовых условий площадки.

Поскольку по данным лабораторных исследований WL=0, Wp=0, то можно сделать вывод, что грунт песчаный. Вид песчаного грунта устанавливается по гранулометричскому составу. Содержание частиц  >0,1мм составляет менее 75%, что по ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» соответствует пылеватому песку.

Коэффициент пористости

                                       

                                                      (1)                     

где rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rd  — плотность сухого грунта, г/см3.

е = (2,67 – 1,83) / 1,83 = 0,46, что соответствует песчаному грунту плотному.

Степень влажности

                                                                                                                                            (2)

 

где W — природная влажность грунта, д. е.;

е — коэффициент пористости;

rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

S = (0,1 х 2,67)/(0,49 х 1) = 0,54, что соответствует маловлажному песку.

Окончательно устанавливаем: песок пылеватый, средней плотности, маловлажный и может служить естественным основанием.

 

Второй слой грунта: характеризуется следующими характеристиками физико-механических свойств:

Природная влажность (W0) – 16 %

Влажность на пределе текучести (WL) – 17 %

Влажность на пределе раскатывания (Wp) – 15 %

Плотность грунта (ρs)– 2,73 г/см.3

Плотность сухого грунта (ρd)– 1,7 г/см.3

Модуль деформации (Е0)– 17 Мпа

Удельное сцепление - 9 кПа.

Коэффициент пористости

                                  

                                                      (1)

где rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rd  — плотность сухого грунта, г/см3.

е = (2,73 – 1,7) / 1,7= 0,61

 

Показатель консистенции:

J =                                                    (2)

JL = (0,16 –  0,15) / (0,17 – 0,15) = 0,5

Определим число пластичности:

                                             Jp = WL – Wp                                                   (3)

Jp = 17 – 15 = 2% 

Следовательно грунт находится в пластичном состоянии.

Окончательно устанавливаем: грунт – супесь в пластичном состоянии. Может быть основанием.

 

Третий слой грунта: характеризуется следующими характеристиками физико-механических свойств:

Природная влажность (W0) – 21 %

Влажность на пределе текучести (WL) – 0 %

Влажность на пределе раскатывания (Wp) – 0 %

Плотность грунта (ρs)– 2,63 г/см.3

Плотность сухого грунта (ρd)– 2,05 г/см.3

Модуль деформации (Е0)– 38 Мпа

Удельное сцепление - 4 кПа.

Поскольку WL=0, Wp=0, число пластичности Jp=0, следовательно грунт сыпучий. По гранулометрическому составу определяем, что грунт – песок мелкий, т.к. частиц  >0,1мм содержится более 75%.

Коэффициент пористости :

где rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rd  — плотность сухого грунта, г/см3.

е = (2,63 – 2,05) / 2,05= 0,28 , что соответствует плотному песку.

Степень влажности

                                                                     

 

где W — природная влажность грунта;

е — коэффициент пористости;

rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

S = (0,21 х 2,63)/(0,28 х 1) = 1 , что соответствует насыщенному водой песку.

Окончательно устанавливаем: грунт – песок плотный, водонасыщенный и может служить естественным основанием.

 

Четвертый слой грунта: характеризуется следующими характеристиками физико-механических свойств:

Природная влажность (W0) – 30 %

Влажность на пределе текучести (WL) – 37 %

Влажность на пределе раскатывания (Wp) – 23 %

Плотность грунта (ρs)– 2,79 г/см.3

Плотность сухого грунта (ρd)– 2,1 г/см.3

Модуль деформации (Е0)– 32 Мпа

Удельное сцепление - 23 кПа.

Коэффициент пористости

где rs — плотность частиц грунта, г/см3;

rd  — плотность сухого грунта, г/см3.

е = (2,79 – 2,1) / 2,1= 0,61

Определим число пластичности:

Jp = WL – Wp = 37 – 23 = 14                                                (13)

Показатель текучести:

J =                                                    (12)

JL = (0,3 –  0,23) / (0,37 – 0,23) = 0,5

Определим число пластичности:

Jp = WL – Wp = 17 – 15 = 2%  , что соответствует суглинку тугопластичному.

Следовательно, грунт находится в пластичном состоянии.

Согласно ГОСТ 25100-95 окончательно устанавливаем: грунт – суглинок тугопластичный, может служить естественным основанием.

 

Общая оценка стройплощадки:

Согласно геологическим изысканиям, площадка характеризуется спокойным рельефом, грунты имеют сложное напластование с выдержанным залеганием грунтов, которые могут служить естественным основанием, и не требуют дополнительного уплотнения. Неблагоприятных инженерно-геологических процессов и явлений на строительной площадке не зафиксировано.

Физико-механические свойства грунтов всех слоев оснований занесены в таблицу 1.

 

 

Таблица 1 - Характеристики физико-механических свойств грунтов

строительной площадки

№ слоя	Наименова-ние слоя	ρs, т/м3	W, %	WL, %	WР, %	Jр	е	сII, кПа	φII, град	Е0, МПа
1	Песок	2,67	10	0	0	-	0,46	5	32	22
2	Супесь	2,73	16	17	15	2	0,61	9	18	17
3	Песок	2,63	21	0	0	-	0,28	4	36	38
4	Суглинок	2,79	0,3	37	23	6	0,61	23	21	32

 

 

 

2. Сбор нагрузок

При расчете нагрузки и воздействия приняты по данным СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

На здание действуют следующие виды нагрузок: постоянная от покрытия; временная (снеговая); ветровая; полная нагрузка от покрытия; нагрузка от перекрытия; постоянная.

Постоянные нагрузки – это нормативные значения нагрузок от массы конструкций определенные по размерам, установленным в процессе проектирования на основе опытов предыдущих проектов и справочных материалов. Нагрузки от грунтов установлены в зависимости от грунта, его вида и плотности.

Переход к расчетным нагрузкам осуществляется путем умножения соответствующих нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке, который учитывает изменчивость нагрузок , зависящую от ряда факторов. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статических данных наблюдений за фактическими нагрузками.

 

Таблица 2. Сборы нагрузок на обрезе фундамента в сечении 1-1

 

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН
	Постоянные нагрузки
1.	Собственный вес стены Н*δ*γ*1м=6,8*0.5*18*1	61,2	1,1	67,3
2.	Собственный вес перекрытий γ*А*n=2.2*3*18	118,8	1,1	130,68
3.	Собственный вес перегородок 0.8*А*n=0.8*3*16	38,4	1,1	42,24
4.	Собственный вес кровли 0.2*А=0.2*3	0,6	1,3	0,78
	Итого	219		241
	Временные нагрузки
1.	Полезная нагрузка 1.5*А*n=1.5*3*16	72,0	1,3	93,6
2.	Снеговая нагрузка Р*А=1.5*3	4,5	1,4	6,3
	Итого	76,5		99,9
	Сумма	295,5		340,1