Здание имеет подвал в осях 1-7. Отметка пола подвала – 2,0 м.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине Основания и фундаменты

(наименование дисциплины)

 

на тему Проектирование оснований и фундаментов

(тема курсовой работы)

 

Выполнил(а) студент(ка) Борисенко Д курса 3 группы 14-СБ-СТ8

(фамилия, имя, отчество)

 

Допущена к защите_________________________________________________

(дата)

 

Руководитель (нормоконтролер) работы _______________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

 

Защищена ___________________ Оценка _________________

(дата)

 

 

Члены комиссии _________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

Краснодар

2017г.

Реферат

Курсовой проект по дисциплине: «Основания и фундаменты»с.39, рис.6, табл.3, 9 источников.

 

АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ, РАСЧЁТ НАГРУЗОК НА ФУНДАМЕНТ ЗДАНИЯ, ВЫБОР ТИПА ОСНОВАНИЙ И КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 1-1, ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА;

 

Цель данного курсового проекта – проектирование и расчет фундаментов для 9-этажной блок-секции на 36 квартир с поперечными и продольными несущими стенами, и опиранием панелей перекрытий по контуру. Стены наружные – панели трехслойной конструкции, толщиной 350 мм.

Размеры в плане 19500×12000мм.

Здание имеет подвал в осях 1-7. Отметка пола подвала – 2,0 м.

Отметка пола первого этажа 0.000 м, отметка уровня земли -1.100 м. Также известны инженерно-геологические условия, физические характеристики грунтов и их гранулометрический состав.

В ходе разработки курсового проекта необходимо рассчитать два типа фундаментов: мелкого заложения и свайный.

Для фундаментов мелкого заложения проводятся расчеты: определение физико-механических свойств грунтов, оценка грунтовых условий строительной площадки, расчет размеров и выбор вариантов фундаментов, расчет осадки.

Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение осадки свайных фундаментов.

Содержание

Введение…………………………………………………………………….……4

1 Анализ инженерно-геологических условий…………………………….…….5

1.1 Суглинок………………………………………………………….......……6

1.2 Глина.………..……………………………………………………………7

1.3 Супесь…………………………………………………………………...8

1.4 Песок…………………..………………………………………………….8

2 Расчёт нагрузок на фундамент здания………………………………………..10

3 Выбор типа оснований и конструкции фундамента для сечения 1-1………….12

3.1 Проектирование фундамента на естественном основании…………...13

3.2 Подбор размеров подошвы фундамента……………………………….14

3.3 Определение группы по несущей способности……………………….21

3.4 Определение конечной осадки ленточного фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования………………………..………21

4 Проектирование свайного фундамента………………………………...…….26

4.1 Выбор типа и размеров свай…………………………………………….26

4.2 Выбор типа и глубины заложения ростверка………………...……….26

4.3 Определение несущей способности сваи по грунту……….………….27

4.4 Размещение свай и уточнение размеров ростверка………………….30

4.5 Проверка свайного фундамента по I ГПС…………..………………..30

4.6 Расчет свайного фундамента по II ГПС…………………..….……….31

4.7 Осадка свайного фундамента…………………………………..…..….34

Заключение……………………………………………………………………...38

Список использованных источников………………………………..………….40
Введение

 

Проектирование фундаментов является одним из сложных вопросов проектирования конструкций зданий и сооружений. При проектировании конструкций инженер сам решает вопрос о выборе материала, из которого он далее предусматривает требуемую конструкцию. При проектировании же фундаментов инженер в большинстве случаев должен считаться с имеющимися грунтами на площадке строительства, с тем чтобы принять наиболее рациональное решение.

Чаще всего проектирование фундаментов производят под уже выбранный тип сооружения. Задача инженера, проектирующего фундаменты, в таком случае ограничивается, а получаемое решение далеко не всегда будет рациональным.

Таким образом, для получения наиболее экономичного решения при проектировании фундаментов, задачу необходимо рассматривать комплексно, одновременно оценивая следующие вопросы:

1 Выбор несущих конструкций сооружений, удовлетворительно работающих при данных грунтовых условиях.

2 Возможные деформации грунтов основания сооружения.

3 Способ производства земляных работ и по возведению фундаментов, обеспечивающий необходимое сохранение естественной структуры грунтов.

1 Анализ инженерно-геологических условий

Для оценки прочности и сжимаемости грунтов необходимо установить полное наименование грунтов, представленных в геологическом разрезе, глубину заложения подземных вод. Для этого необходимо рассчитать ряд вспомогательных характеристик грунта.

 

 

Рисунок 1 – Инженерно-геологический разрез по скважине № 4

 

Коэффициент пористости:

, (1)

где – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³,

– удельный вес грунта, кН/м³,

– природная влажность грунта.

Степень влажности грунта:

, (2)

где – природная влажность грунта,

– удельный вес воды, 10 кН/м³.

Показатель текучести:

, (3)

где – влажность на границе раскатывания,

– влажность на границе текучести.

Число пластичности

, (4)

Показатель П:

, (5)

где – коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести ,определяемый по формуле:

, (6)

Суглинок

;

- природная влажность грунта;

⇒ суглинок;

По показателю текучести определяем вид глинистого грунта:0 ≤ J_L ≤ 1 суглинок магкопластичный.

По таблицам находим расчетное сопротивление R₀, которое равно R₀ = 0,21 МПа. Находим значение удельного сцепления С_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. При е = 0,85 φ_n = 16°, С_n = 0,016 МПа. Нормативное значение модуля упругости Е, МПа. Е = 8 МПа.

Результаты заносим в таблицу 1.

Глина

;

- природная влажность грунта;

⇒ глина;

По показателю текучести определяем вид глинистого грунта:

0,25 ≤ J_L ≤ 0,5 глина тугопластичная.

По таблицам находим расчетное сопротивление R₀, которое равно R₀ = 0,24 МПа. Находим значение удельного сцепления С_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. При е = 0,89 φ_n = 15°, С_n = 0,04 МПа. Нормативное значение модуля упругости Е, МПа. Е = 13,5 МПа.

Результаты заносим в таблицу 1.

Супесь

;

– природная влажность грунта;

⇒ супесь;

По показателю текучести определяем вид глинистого грунта:

0 ≤ J_L ≤ 1 супесь пластичная.

По таблицам находим расчетное сопротивление R₀, которое равно R₀ = 0,3 МПа. Находим значение удельного сцепления С_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. При е = 0,89 φ_n = 28°, С_n = 0,013 МПа. Нормативное значение модуля упругости Е, МПа. Е = 32 МПа.

Результаты заносим в таблицу 1.

Песок

;

- природная влажность грунта;

Песок средней крупности, средней плотности

По таблицам находим расчетное сопротивление R₀, которое равно R₀ = 0,4 МПа. Находим значение удельного сцепления С_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. При е = 0,66 φ_n = 35°, С_n = 0,001 МПа. Нормативное значение модуля упругости Е, МПа. Е =30 МПа.

Результаты заносим в таблицу 1.

 

Т а б л и ц а 1 – Физико-механические характеристики грунтов

№ п/п	Полное наименование грунта	Мощность слоя, м	γS, кН/м3	γ0, кН/м3	JL	e	Cn,МПа	φn, град	E, МПа	R0, МПа
	Чернозем	0,3	-	-	-	-	-	-	-	-
	Суглинок мягкопластичный	2,3	27,2	18,5	0,56	0,85	0,016			0,21
	Глина тугопластичная	2,0	27,4	18,8	0,37	0,89	0,040		13,5	0,24
	Супесь пластичная	3,3	26,7	21,7	0,68	0,43	0,013			0,3
	Песок средней крупности, средней крупности	6,0	26,6	20,0	-	0,66	0,001			0,4

 

Вывод: судя по геологическому профилю, площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Суглинок и песок могут служить естественным основанием. Подземные воды не будут влиять на возведение фундаментов мелкого заложения и эксплуатацию здания. Суглинок, песок и глина обладают хорошими прочностными характеристиками.

 

 

Выбор типа и размеров свай

Предварительное назначение размеров свай производится исходя из геологического строения площади. Острие сваи следует располагать в прочных мало сжимаемых грунтах. Заглубление сваи в опорный (несущий) слой должно быть не менее 0,5 - 1,0 м, причем меньшие значения - при прочных грунтах (глинистые с J_L,< 0,1, пески гравелистые, крупные, средней крупности). Ре­комендуется заводить сваю в несущий слой на 2 - 3 м. Острие сваи не должно совпадать с границей слоев, а быть выше ее на 1 м или ниже на 0,5 м.

Назначив ориентировочно положение нижнего конца сваи, устанавливают требуемую длину сваи, округляют ее (в большую сторону) до ближайшей стандартной сваи и уточняют положение нижнею конца сваи. Принимают поперечное сечение сваи. Следует помнить, что длина забивных свай измеряется от головы сваи до начала острия.

Минимальная длина свай при центральной нагрузке - не менее 2,5 м, при внецентренной - 4м.

Осадка свайного фундамента

Размеры подошвы условного грунтосвайного массива:

b_усл =2 м.

Среднее давление под подошвой условного грунтосвайного массива:

P_усл = 267,59кПа.

Разбиваем толщину грунта ниже подошвы условного фундамента на элементарные слои высотой Δh = 0,4 b_усл = 0,4 2 = 0,8 м.

Природное давление грунта на уровне подошвы условного фундамента:

σ_zq0 = 18,5 2,6 + 18,8 2 + 21,7 3,3 + 20 1,9=195,31кПа.

Дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:

σ_zp0 = α(Р - σ_zq0) = 1(267,59–195,31) = 72,28 кПа;

 

 

Расчет приведен в таблице 6

 

Т а б л и ц а 6 – Расчет σ_zqи σ_zq

Грунт	Номер точки	h,м	z, м	ξ = 2z/b	α	σzp, кПа	σzq, кПа	E, кПа	Si, м
Глина полутвердая		9,8				72,28	195,31		-
	0,8	0,8	0,8	0,881	63,68	203,31	0,00145
	0,8	1,6	1,6	0,642	46,4	211,31	0,00117
	0,8	2,4	2,4	0,477	34,48	219,31	0,00086

ƩS=0,00348

Осадка фундамента:

S = 0,00348 <S_u = 0,1 м.

Осадка основания фундамента находится в пределах допуска.

 

 

Заключение

Задачей инженера, проектирующего фундаменты, является нахождение оптимального решения при помощи вариантного проектирования и оптимизационных методов расчета. В настоящее время выбор наиболее оптимального конструктивного решения фундамента осуществляется, как правило, путем технико-экономического сравнения вариантов устройства фундаментов по следующим показателям: экономической эффективности; материалоемкости; необходимости выполнения работ в сжатые сроки; величинам допустимых осадок и их возможных неравномерностей; возможности выполнения работ в зимнее время; трудоемкости выполнения работ и т.п.

Задачей проектирования является выбор наиболее эффективного решения, которое может быть определено только при правильной оценке инженерно-геологических условий строительной площадки, работы грунтов в основании совместно с фундаментами и надземными конструкциями и способа устройства фундамента, гарантирующего сохранность природной структуры грунта.

Получение наиболее эффективного решения связано со значительным объемом расчетов, выполнение которых требует широкого применения ЭВМ. Особенно важно применение ЭВМ для проектирования сложных систем фундаментов по второй группе предельных состояний (по деформациям) с учетом загружения всех соседних фундаментов, а также при расчете совместной работы системы основание-фундамент-сооружение. Такая система может быть рассчитана с помощью ЭВМ, например, методом конечных элементов, позволяющим учитывать различие свойств грунтов.

Важное значение имеет и совершенствование методов расчета и проектирования оснований и фундаментов. В этой связи становится существенным учет нелинейных свойств грунтов оснований. Нелинейность и реология деформирования, предусматривающая зависимость напряженного состояния от режима и уровня нагружения с применением методов оптимизации, позволяют получать существенную экономию материальных затрат при устройстве фундаментов.

В заключении следует отметить, что глубокое изучение курса "Основания и фундаменты" позволит будущим инженерам-строителям правильно оценить свойства различных грунтов, возможность их деформаций под действием нагрузок и степень устойчивости грунтов в массивах; определить тип, размеры и наиболее рациональный способ возведения фундаментов; производить расчеты фундаментов с учетом действующих на них нагрузок в сочетании со свойствами грунтов строительной площадки по предельным состояниям.

В курсовом проекте был принят и рассчитан ФМЗ из ФБС 24.4.6-Т, ФЛ 20.24-1, и свайный фундамент: принята свая С8-30. Более экономичным вариантом является ФМЗ.

Список использованных источников

1 Расчет осадки фундамента. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400-«Гидротехническое строительство», 290500- «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

2 Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения». – Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

3 Расчет нагрузок на фундаменты зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400 – «Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения». – Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

4 Механика грунтов, основания и фундаменты. Методические указания к проектированию просадочного основания фундамента для студентов специальности 290300 – Промышленное и гражданское строительство/ КубГТУ, сост. П. А. Ляшенко, Б. Ф. Турукалов. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2004г

5 Проектирование оснований и фундаментов и стен подвальных помещений. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для студентов всех форм обучения специальностей: 290300 – «Промышленное и гражданское строительство», 290400-«Гидротехническое строительство», 290500 – «Городское строительство и хозяйство». Сост: С.И. Дизенко, КубГТУ, Кафедра «Строительные конструкции и гидротехнические сооружения».- Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003г

6 СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. М., 2011. 138с.

7 СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. М., 2011. 79с.

8 СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах. М., 2014. 131с.

9 Берлинов М.В. Ягупов Б.А. Примеры расчёта оснований и фундаментов. Стройиздат.1986г.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине Основания и фундаменты

(наименование дисциплины)

 

на тему Проектирование оснований и фундаментов

(тема курсовой работы)

 

Выполнил(а) студент(ка) Борисенко Д курса 3 группы 14-СБ-СТ8

(фамилия, имя, отчество)

 

Допущена к защите_________________________________________________

(дата)

 

Руководитель (нормоконтролер) работы _______________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

 

Защищена ___________________ Оценка _________________

(дата)

 

 

Члены комиссии _________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

 

Краснодар

2017г.

Реферат

Курсовой проект по дисциплине: «Основания и фундаменты»с.39, рис.6, табл.3, 9 источников.

 

АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ, РАСЧЁТ НАГРУЗОК НА ФУНДАМЕНТ ЗДАНИЯ, ВЫБОР ТИПА ОСНОВАНИЙ И КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ СЕЧЕНИЯ 1-1, ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА;

 

Цель данного курсового проекта – проектирование и расчет фундаментов для 9-этажной блок-секции на 36 квартир с поперечными и продольными несущими стенами, и опиранием панелей перекрытий по контуру. Стены наружные – панели трехслойной конструкции, толщиной 350 мм.

Размеры в плане 19500×12000мм.

Здание имеет подвал в осях 1-7. Отметка пола подвала – 2,0 м.