Расчет и проектирование фундамента под строительство здания

Оценка инженерно-геологических условий и физического состояния грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований. Расчет площади подошвы фундамента и его осадки методом послойного суммирования. Определение несущей способности основания.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 13.11.2012
Размер файла 716,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Кафедра геотехники

Контрольная работа

Работу выполнила студентка гр. ТГВ-IV

Журавлева М.В.

Санкт-Петербург

2012

Геологические условия

Задание на контрольную работу

Место строительства - Санкт-Петербург, нормативная глубина промерзания - 1.20м

Несущий слой - супесь легкая пылеватая с растительными остатками.

Ширина фундамента - 6м, длина фундамента - 7м

Таблица 1

Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов

Номер грунта

Наименование

грунта

Для расчета по несущей способности

Для расчета

по деформациям

Удельный вес твердых частиц грунта S, кН/м3

Влажность щ

Предел текучести WL

Предел раскатывания WР

Коэффициент фильтрации kФ, см/с

Модуль деформации E, кПа

Удельный вес грунта I, кН/м3

Угол внутреннего трения I, град

Сцепление сI, кПа

Удельный вес грунта II, кН/м3

Угол внутреннего трения II, град

Сцепление сII, кПа

6

Суглинок

15,5

15

15

18,2

18

20

26,7

0,31

0,39

0,26

2,710-7

9000

11

Супесь

16,4

20

6

19,2

24

8

26,5

0,22

0, 24

0,18

3,510-5

14000

14

Песок ср.крупности

17,2

32

-

20,1

38

-

26,4

0,16

-

-

2,010-2

40000

1. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований

Определение недостающих характеристик физико-механических свойств каждого слоя:

Таблица 2

Песок средней крупности

Супесь

Суглинок

Удельный вес сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Пористость:

Полная влагоёмкость:

Степень влажности:

Удельный вес

с учетом взвешивающего действия воды:

Число пластичности:

-

Показатель текучести

-

Коэффициент относительной сжимаемости:

н0=0,25 для песков, н0=0,30 для супесей, н0=0,35 для суглинков н0=0,40 для глин

Оценка физического состояния грунтов:

Песок средней крупности:

а) E=40000, mv=2*10-8 кПа-1 грунт обладает низкой сжимаемостью;

б) грунт непучинистый.

Супесь:

а) 0<JL=0,66<1 - супесь пластичная;

б) E=14000, mv=5,28*10-8 кПа-1 грунт обладает средней сжимаемостью.

Суглинок:

а) 0,25<JL=0,33<0,50 - суглинок тугопластичный;

б) E=9000, mv=6,89*10-8 кПа-1 грунт обладает средней сжимаемостью.

Глубину заложения фундамента принимаем 1,2+0,3=1,5м.

Размеры подошвы фундамента 6,0м х 7,0м.

Расчет ведется по скважине №2

Определение величин расчетных сопротивлений R для всех пластов основания при ширине подошвы фундамента b=6 м:

где гc1 и гс2-коэффициенты условий работы;

k-коэффициент, принимаемый равным 1,1;

Мг, Mq, Mc -- коэффициенты, принимаемые в зависимости от значения ;

kz - коэффициент, принимаемый равным 1 при b<10 м;

b-ширина подошвы фундамента, м;

гII - расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

гII' -то же, залегающих выше подошвы (при наличии нескольких видов грунтов определяется как средневзвешенное );

cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

dI - глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений.

Таблица 3. Данные по грунтам из СНиП 2.02.01-83

Грунт

?с1

?с2

k

M?

Mq

Mc

kz

Супесь

1,1

1,0

1,1

0,72

3,87

6,45

1

Суглинок

1,2

1,1

1,1

0,43

2,73

5,31

1

Величина сцепления:

Супесь сII=8кПа

Суглинок сII=20кПа

По СП 50-101-2004, п 5.5.11, расчетные показатели 'II принимаются для слоя грунтов ниже подошвы фундамента, залегающих до глубины b/2 при b<10 м, т.е. 6/2=3м.

На глубине заложения фундамента d1 = 1,5 (супесь):

кН/м3

г'II = 19,2 кН/м3

1,1 x 172,4 = 189,6 кПа

На глубине на 0.5м выше нижней границы несущего слоя (супесь):

кН/м3

Н/м31,1 x 245,2 = 269,7 кПа

На глубине на 0.5м ниже верхней границы подстилающего слоя (суглинок):

кН/м3

Н/м31,2 x 238,3 = 285,9 кПа

На глубине на 0.5м выше нижней границы подстилающего слоя (суглинок):

кН/м3

Н/м31,2 x 392,9 = 471,6 кПа

грунт основание фундамент

Вывод

На рассматриваемой площадке под строительство в г. Санкт-Петербург произведены инженерно-геологические изыскания 5 скважин глубиной 10,5м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 2м. Слои залегают не равномерно с уклоном на ЮВ, поэтому следует ожидать развития не равномерной осадки здания. Верхний слой насыпной грунт супесь со строительным мусором мощностью от 0 до 0,85м. Несущий грунт - супесь легкая пылеватая с растительными остатками мощностью от 0 до 0,8м. По результатам расчета этот грунт является среднесжимаемым, имеет расчетные характеристики: на глубине заложения фундамента Rf=189,6кПа, R1=269,9кПа, E=14000кПа,ц=24°. Подстилающий слой суглинок мощностью от 0,4 до 1,8м находится в тугопластичном состоянии, имеет следующие характеристики R2=285,9кПа, R3=471,6кПа, E=9000кПа,ц=18°, доходит до низа скважин.

2. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

2.1 Определение значения расчётного сопротивления R на уровне заложения подошвы фундамента при b=6 м

189,6 кПа

г'II = 19,2 кН/м3

2.2 Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане: ширины b и длины l

,

Принимаем размеры подошвы фундамента 67 м. Следовательно, площадь фундамента составит 42 м2.

2.3 Определение абсолютной осадки основания фундамента S и сравнение с предельной величиной деформации основания Su установленной для рассматриваемого типа здания или сооружения

Целью расчета является ограничение абсолютных перемещений фундаментов и подземных конструкций такими пределами, при которых гарантировалась бы нормальная эксплуатация сооружения и не снижалась бы его долговечность.

Расчет сводится к удовлетворению условия:

SSu

где S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

Su - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по прил.4 [3]

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

где =0,8-безразмерный коэффициент;

zp.i - среднее, значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней zi-1 и нижней zi границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

hi и Еi- соответственно толщина и модуль деформации i-гo слоя грунта;

n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Для построения эпюр zg и zp разбивают толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя hi может быть принята равной 0,4b, а при неоднородном основании, принимают hi0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

В нашем случае высота элементарного слоя hi0,4 *6,0=2,4м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента zg 0 при планировке срезкой определится по формуле:

zg 0=d

zg 0=19,21,44=27,6кН/м2.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

где i и hi - удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле:

zp 0=p0

где - коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП2.02.01-83* в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента =l/b и относительной глубины =2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=Hс там, где zp=0,5zg.

Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу 4.

Принимаем: pII=189.6кПа

Таблица 4

N слоев грунта

z, м

=2z/b

zp,i,

кПа

zpm,i,

кПа

zg,i,

кПа

0,5zg,i,

кПа

=zg,

кПа

zгm,i,

кПа

zpm,i-zгm,i,

кПа

Еi,

МПа

Si,

м

0

1

0

0,55

0

0,18

1,000

0,985

189,6

186,7

-

258,1

22,6

27,9

11,3

13,9

22,6

13,7

-

18,1

-

240

14

-

0,007

2

3

4

5

2,2

4,53

6,86

9,18

0,73

1,51

2,28

3,06

0,845

0,517

0,365

0,194

160,2

98,0

69,2

36,7

237,9

177,1

114,6

72,6

47,1

86,5

146,2

226,2

23,6

43,25

73,1

113,1

19,9

22,4

26,7

21,9

16,8

21,1

24,5

24,3

221,1

156

90,1

48,3

9

0,032

0,032

0,016

Мощность сжимаемого слоя Нс=6,86м. (0,5*146,2=73,1> 69,2)

Осадку вычисляем по следующей формуле:

3. Определение несущей способности основания

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления Nu основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, допускается определять по формуле:

где и - обозначения те же, что в формуле (12), причем символом b обозначена сторона фундамента, в направлении которой предполагается потеря устойчивости основания;

Nг, Nq, Nc - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по СНиП2.02.01-83* в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта цI и угла наклона к вертикали д равнодействующей внешней нагрузки на основание F в уровне подошвы фундамента;

и - расчетные значения удельного веса грунтов, кН/м3 (тс/м3), находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяются с учетом взвешивающего действия воды);

с1 - расчетное значение удельного сцепления грунта, кПа (тс/м2 );

d - глубина заложения фундамента, м (в случае неодинаковой вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента принимается значение d, соответствующее наименьшей пригрузке, например, со стороны подвала);

, q, c - коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:

= 1 - 0,25/; q = 1 + 1,5/; c = 1 + 0,3/,

здесь = l/b;

l и b - соответственно длина и ширина подошвы фундамента, принимаемые в случае внецентренного приложения равнодействующей нагрузки равными приведенным значениям

Таблица 5

Угол внутреннего трения грунта

Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки

Nг

Nq

Nc

20

0

2,88

6,40

14,84

Коэффициенты формы фундамента:

при

Расчетное значение удельного веса грунта, находящегося в пределах возможной призмы выпирания (Hc=6,87 м) ниже/выше подошвы фундамента:

- для супеси: г = 16,4 кН/м3, гsb = 9,8 кН/м3

- для суглинка: г = 15,5 кН/м3, гsb = 8,7 кН/м3

кН/м3

кН/м3

Глубина заложения фундамента d = 1,44 м

Удельное сцепление грунта CI = 6 кПа

Подставив все значения в формулу для определения несущей способности, получим:

24658 кН

Проверка выполнения условия

Условие не выполняется. Следует изменить размеры фундамента или глубину заложения. Либо применить методы усиления грунта.

Список литературы:

1. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по изучению курса, задания на курсовой проект и указания по его выполнению (I). Л.: ЛИСИ, 1984. 34 с.

2. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по выполнению курсового проекта (II). Л.: ЛИСИ, 1985.

3. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01--83. М.: Стройиздат, 1985.

4. Основания и фундаменты. СНиП 3.02.01--83. М.: Стройиздат, 1983.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Определение минимальных размеров подошвы и осадки фундамента методом послойного суммирования. Проверка несущей способности подстилающего слоя грунта. Конструирование свайного ростверка.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 11.09.2012

  • Обработка результатов исследований физико-механических свойств грунтов основания. Определение размеров подошвы фундамента гражданского здания. Расчет осадки основания. Определение несущей способности свай. Последовательность конструирования фундамента.

    курсовая работа [297,8 K], добавлен 20.11.2014

  • Оценка грунтов и инженерно-геологических условий участка строительства жилого дома. Расчет постоянных и временных нагрузок. Конструирование ленточного фундамента из сборных железобетонных блоков. Определение осадки фундамента и несущей способности свай.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.09.2012

  • Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов с определением расчетного сопротивления грунтов основания. Определение глубины заложения подошвы фундамента. Определение давления на грунт основания под подошвой фундамента. Расчет плитной части.

    курсовая работа [3,7 M], добавлен 24.08.2015

  • Оценка инженерно-геологических условий площадки. Разработка вариантов фундаментов. Глубина заложения подошвы. Расчет осадок основания методом послойного суммирования. Проектирование свайного фундамента. Глубина заложения ростверка, несущая способность.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.11.2013

  • Расчет основания по деформациям. Оценка грунтов и грунтовой обстановки. Глубина заложения фундамента, критерии выбора его типа и определение размеров. Распределение напряжений и оценка осадки методом послойного суммирования. Расчет свайного фундамента.

    курсовая работа [503,3 K], добавлен 27.03.2014

  • Строительство жилого здания. Определение расчетных характеристик грунтов основания и размеров подошвы фундамента мелкого заложения. Расчет несущей способности сваи, выбор ее типов и размеров. Нахождение сопротивления грунта и осадки подошвы фундамента.

    курсовая работа [205,3 K], добавлен 28.10.2014

  • Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Расчёт осадок свайного фундамента методом послойного суммирования. Определение глубины заложения фундамента. Расчет размеров подошвы фундамента мелкого заложения.

    курсовая работа [518,1 K], добавлен 17.04.2015

  • Оценка инженерно-геологических условий площадки застройки. Классификация грунтов основания, построение инженерно-геологического разреза фундамента здания в открытом котловане. Расчет и проектирование фундамента. Определение размеров подошвы фундамента.

    курсовая работа [943,7 K], добавлен 07.04.2015

  • Проектирование железобетонных фундаментов стаканного типа под колонны крайнего ряда. Расчет осадки основания фундамента методом послойного суммирования. Проектирование ленточных фундаментов в завершенном строительстве. Проверка устойчивости фундамента.

    курсовая работа [953,8 K], добавлен 18.05.2021

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.