основания и фундаменты

Содержание
1. Изучение, обработка и анализ исходной информации, содержащейся в задании на проектирование 4
1.1. Конструкция сооружения, фундаменты, нагрузки 4
1.2. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства и их оценка 6
2. Определение основных размеров и разработка конструкций фундаментов мелкого заложения 10
2.1. Определение глубины заложения фундамента под стену по оси А 10
2.2. Определение глубины заложения фундамента под колонну по оси Б 12
2.3. Опредение размеров подошвы фундамента под стену по оси А 13
2.4. Опредение размеров подошвы фундамента под среднюю колонну по оси Б 18
3. Определение размеров конструктивных элементов свайного фундамента и разработка его конструкций 22
3.1. Расчетная нагрузка 22
3.2. Назначение предварительной глубины заложения ростверка и решение надростверковой конструкции 22
3.3. Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения 23
3.4. Определение несущей способности сваи ленточного фундамента под стену по оси А 23
3.5. Определение несущей способности сваи фундамента под среднюю колонну по оси Б 25
3.6.Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение ширины и высоты ростверка под стену по оси А 27
3.7. Определение необходимого числа свай в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение ширины и высоты ростверка под колонну по оси Б 28
3.8.Расчет одиночной сваи в составе ленточного фундамента под стену по оси А по первой группе предельных состояний 28
3.9.Расчет одиночной сваи в составе ленточного фундамента под среднюю колонну по оси Б по первой группе предельных состояний 30
3.10. Определение среднего давления р под подошвой условного ленточного фундамента под стену по оси А и сравнение его с расчетным сопротивление грунта R 31
3.11. Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента под среднюю колонну по оси Б и сравнение его с расчетным сопротивление грунта R 32
4. Расчет фундаментов мелкого заложения по второй группе предельных состояний 34
4.1. Определение осадки фундамента под стену по оси А 34
4.2. Определение осадки фундамента под среднюю колонну по оси Б 40
Список литературы 43

Общий вес G пригрузки:G=Gгр+GП=6,59+0,88=7,47 кН.Расчетная допускаемая нагрузка на сваю:==424,5 кНПроверяем выполнение условия первого предельного состояния:F = 424,5 ≤PСВ =445,7 – условие выполняется.3.9.Расчет одиночной сваи в составе ленточного фундамента под среднюю колонну по оси Б по первой группе предельных состоянийВычисление фактической нагрузки F, передаваемой на сваю.Вес ростверка Qp=(1,81,80,5 + 0,90,90,6 - 0,40,40,6)24 = 48,24 кН;Вес грунта на внешнем обрезе ростверка Gгр= (1,81,80,6 – 0,90,90,6)18,3 = 26,68 кНгде γср– средний удельный вес грунта залегающего выше подошвы фундамента, 18,3 кН/м3:Расчетная допускаемая нагрузка на сваю:==391,9 кНПроверяем выполнение условия первого предельного состояния:F = 391,9 ≤PСВ = 466,3 – условие выполняется.3.10. Определение среднего давления р под подошвой условного ленточного фундамента под стену по оси А и сравнение его с расчетным сопротивление грунта RДля вычисления р необходимо определить площадь условного ленточного фундамента Аусл и нагрузки, передающейся на эту площадь от собственного веса всех элементов, входящих в объем условного фундамента, а также и от сооружения.Площадь условного ленточного фундамента:, гдеφср – среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих в пределах рабочей длины сваи lсв=7,9м.==15,4°φср/4=15,4/4=3,85; tg3,85=0,067; bусл=0,8+27,90,067=1,86 м, Аусл=bусл1пог.м.=1,86 м2.Нагрузка на подошву условного фундамента:вес сооружения NII = 474 кН/м;вес ростверка Q = 39,72 кН/м;вес свай QСВ =1,25(2,2·8 + 0,05) = 22,06 кН/м;вес грунта Gгр.усл =(7,9·1,86·1)·19,4 = 295,3 кН.Среднее давление р под подошвой фундамента==446,8 кПаВычислим расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента.R = , Для грунтов, характеризуемых углом внутреннего трения φ = 15º по таблице находим:Мγ = 0,33;Мq = 2,30;МС = 4,84.Коэффициенты условий работы принимаем равными γС1 = 1,25 (глина с IL = 0,31) ; γС2 = 1,0.Коэффициент k принимаем равным 1,0.Осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундаментов:γ′II = кН/м3Приведенная глубина заложения фундамента=R = ,Условие p≤Rвыполняется: 446,8 кПа <879,4 кПа .3.11. Определение среднего давления р под подошвой условного фундамента под среднюю колонну по оси Б и сравнение его с расчетным сопротивление грунта RДля вычисления р необходимо определить площадь условного фундамента Аусл и нагрузки, передающейся на эту площадь от собственного веса всех элементов, входящих в объем условного фундамента, а также и от сооружения.Площадь условного ленточного фундамента:, гдеφср – среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих в пределах рабочей длины сваи lсв=7,9м.==15,3°φср/4=15,3/4=3,83; tg3,83=0,067; bусл= 1,6+27,90,067=2,58 м, Аусл=bуслbусл =2,582,58 = 6,65 м2.Нагрузка на подошву условного фундамента:вес сооружения NII = 1869,6 кН;вес ростверка Q = 48,24 кН/м;вес свай QСВ =5(2,2·8 + 0,05) = 90,5 кН/м;вес грунта Gгр.усл =(7,9·6,65)·19,4 = 1019,2 кН.Среднее давление р под подошвой фундамента==455,3 кПаВычислим расчетное сопротивление грунта под подошвой условного фундамента шириной 2,58 м.R = , Приведенная глубина заложения фундамента=R = ,Условие p≤Rвыполняется: 455,3 кПа < 918,8 кПа .4. Расчет фундаментов мелкого заложения по второй группе предельных состояний4.1. Определение осадки фундамента под стену по оси АЛенточный фундамент мелкого заложения под стену многоэтажного жилого здания имеет ширину b= 2,4 м, глубину заложения d=3,3 м, среднее давление под подошвой р=162,9 кПа<R.Деформационные свойства грунтов определены лабораторными компрессионными испытаниями полевыми штамповыми.Требуется определить конечную (стабилизированную) осадку методом послойного суммирования.Фундаменты под стенами жилого дома, в особенности наружными, не являются центрально нагруженными. Но так как расчет осадки ведется для центральной оси фундамента, то за интенсивность нагрузки на грунт под подошвой фундамента принимается средняя ордината трапецеидальной эпюры внецентренно нагруженного фундамента, что в расчетном отношении позволяет считать его центрально нагруженным.Подготавливаем графическую схему, необходимую для расчета осадки Вычисляем для ее построения необходимые данные.При планировке срезкой (см. рис.4.1) эпюра природного давления напланировочной отметке принимается равной нулю.— на границе I и II слоев: ;— на границе II и III слоев: , — на границе III и IV слоевс учётом давления воды : ;— на границе IV и V слоевс учётом давления воды: ,— на глубине 15,0 мс учётом давления воды:,— на отметке заложения подошвы фундамента:;Вычисление ординат вспомогательной эпюры приведено в таблице 4.1Таблица 4.112,636,445,4138,2348,9424,92,57,39,127,669,885,0Вычисляем ординаты эпюры дополнительного давления Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σzp,0непосредственно под подошвой фундамента при z=0:.Затем вычисляются другие ординаты по формуле σzp,i= σzp,0αiдля различных глубин ziоткладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты берутся по величине отношения длины фундамента к ширине фундамента , то есть - для ленточных фундаментов и отношения . Вычисления приведены в таблице 4.2:Таблица 4.2aiσzp,I,кПаhi,мСлои основания001117,50III - Суглинок мягкопластичный0,81,120,881103,51,121,62,240,64285,61,122,293,20,566,70,962,43,360,47763,60,16IV - Глина тугопластичная3,24,480,37449,91,123,935,50,31241,61,0245,60,30640,80,14,86,720,25834,41,125,67,840,22329,71,126,48,960,19626,11,127,210,080,17523,31,127,2910,20,17323,10,12811,20,15821,11,0Эпюра вспомогательного давления пересекается с эпюрой дополнительного давления на глубине z = 5,5 м от подошвы фундамента, в пределах IV ИГЭ – глины тугопластичной.Вычисление деформационных характерных слоев грунта основания.После вычисления ординат и построения эпюр природного и дополнительного давлений появилась возможность увидеть, каким было в середине каждого (i-го) грунтового слоя давление σzp,i от собственного веса вышележащей толщи грунтов в природном состоянии и каким стало полное давление когда к природному давлению добавилось давление σzp от построенного сооружения. Это позволяет получить интервал изменения напряжения ∆σzp,i и соответствующие границам этого интервала величины коэффициентов пористости e по компрессионным кривым или s по графикам испытаний штампом и соответственно интервалы их изменений ∆еi=e1,i-e2,i и, ∆еi=e1,i-e2,i, которые необходимы для расчета деформационных характеристик грунта m0, mv, E.По результатам компрессионных и штамповых испытаний строятся соответствующие графики, которые используются при определении деформационных характеристик.Рис. 4.1 Схема к расчету осадки фундамента под стену по оси АКомпрессионные испытания- слой III – суглинок мягкопластичныйРис. 4.2Компрессионые испытания на глубине 3,5 мКоэффициент сжимаемости: Относительный коэффициент сжимаемости: .Модуль деформации: .Штамповые испытания - слой IV – глина тугопластичная.Рис. 4.3 Штамповые испытания на глубине 8,0 мd - диаметр штампа, согласно испытаниям 0,277 м; - безразмерный коэффициент = 0,79 - коэффициент Пуассона, для глины тугопластичной принимаем равным 0,22.Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев, полных и не полных. , где- коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта основания;- модуль общей (линейной) деформации.Полученная осадка оказалась меньше 8 см – предельной величины осадки, приведенной в СНиП 2.02.01-83* для производственных и гражданских зданий с полным железобетонным каркасом. Следовательно, условие расчета по второму предельному состоянию.4.2. Определение осадки фундамента под среднюю колонну по оси БФундамент мелкого заложения под среднюю колоннуширину b= 2,4 м, длину l =3,6 м,глубину заложения d=3,3 м, среднее давление под подошвой р=211,5 кПа<R.Эпюра природного давления и вспомогательная эпюра будут такими же как и для крайней колонны (см. рис. 4.1).— на отметке заложения подошвы фундамента:;Вычисление ординат вспомогательной эпюры приведено в таблице 4.3Таблица 4.312,636,475,5138,2348,9424,92,57,315,127,669,885,0Вычисляем ординаты эпюры дополнительного давления Сначала вычисляется верхняя ордината эпюры σzp,0непосредственно под подошвой фундамента при z=0:.Затем вычисляются другие ординаты по формуле σzp,i= σzp,0αiдля различных глубин ziоткладываемых от подошвы фундамента. Коэффициенты берутся по величине отношения длины фундамента к ширине фундамента , то есть - столбчатый фундамент и отношения . Вычисления приведены в таблице 4.4:Таблица 4.4aiσzp,I,кПаhi,мСлои основания001136,00III - Суглинок мягкопластичный0,80,960,853116,00,961,61,920,54474,00,961,832,20,49467,20,282,42,880,33745,80,68IV - Глина тугопластичная2,883,450,26736,30,573,23,840,2229,90,3944,80,15320,80,964,85,760,11115,10,965,66,720,08211,20,966,47,680,0669,00,967,28,640,0527,10,96Эпюра вспомогательного давления пересекается с эпюрой дополнительного давления на глубине z = 3,45 м от подошвы фундамента, в пределах IV ИГЭ –глины тугопалстичной.Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев, полных и не полных. Полученная осадка оказалась меньше 8 см – предельной величины осадки, приведенной в СНиП 2.02.01-83* для производственных и гражданских зданий с полным железобетонным каркасом. Принятые размеры фундамента можно считать достаточными и окончательными.Рис. 4.4 Схема к определению осадки фундамента под среднюю колонну по оси БСписок литературыУхов С.Б., Семёнов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Издательство «Высшая школа» 2002 г.Ухов СБ., Семёнов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Издательство ABC, 1994 г.Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. Основы теории и примеры расчёта. М., Стройиздат, 1990 г.Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. Учебное пособие под редакцией Далматова Б.И. Издательство ABC. Москва -Санкт-Петербург. 1999 г.Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика. М., Стройиздат, 1985 г.СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., Госстрой России, 1995 г.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М., ГУЛ ЦПП, 2004 г.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1986 г.СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. М., Стройиздат, 1985 г.СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М., ГУП ЦПП,2004г.