Расчёт и конструирование различных типов фундаментов

СОДЕРЖАНИЕ 3 ВВЕДЕНИЕ 4 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 5 2. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА 8 2.1 Дополнительные характеристики грунтов 8 2.2 Гидрогеологические условия 11 2.3 Нормативная глубина промерзания грунтов 11 2.4 Расчетные сопротивления грунтов 12 2.5 Заключение об инженерно-геологических условиях площадки строительства 15 3. ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СООРУЖЕНИЯ 17 4. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТА 19 4.1 Фундамент на естественном основании 19 4.2 Фундамент на железобетонных висячих сваях 28 4.3 Фундамент на песчаной подушке 39 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ СООРУЖЕНИЯ 48 5.1 Фундамент №1 48 5.2 Фундамент №2 49 5.3 Фундамент №4 52 5.4 Фундамент №5 54 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ 55 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 59

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире, строительство – одно из самых развитых и развивающихся областей деятельности человека. На инженере-проектировщике зданий и сооружений лежит очень ответственная задача – правильно и подробно рассчитать все этапы строительства, увязать между собой проектируемые части здания, стоимость строительства, использование различных технологий, количество рабочих, применяемой техники, составить графики и схемы работ и многое другое. Расчёт оснований и фундаментов – немаловажная и неотъемлемая часть любого строительства зданий и сооружений. Каждому проектировщику необходимо приобрести устойчивые знания и навыки по расчётам и проектированию разных типов фундаментов, в различных грунтовых условиях, с приложением различных нагрузок. В рамках данной курсовой работе мне необходимо произвести расчёт и конструирование различных типов фундаментов (под колонну и ленточного) не менее чем в двух вариантах проектирования: фундаменты на естественном основании и свайные. Необходимо на основе проанализированных инженерно-геологических условий, предложить два варианта двух фундаментов, наиболее подходящих под данную местность, после чего произвести технико-экономический расчёт и на основе его выбрать основной вариант. Для основного варианта будут описаны технологии производства работ. Курсовая работа разбита на главы, необходимые схемы, чертежи и таблице приведены непосредственно в пояснительной записке.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Проектируется фундамент химического корпуса в городе Вологда. Размеры в осях 36м х 27м. Разрез сооружения и его план представлены на рисунках 1-2. Грунт площадки имеет четыре слоя: почвенно-растительный слой; супесь пылеватая; глина пылеватая слоистая с прослойками супеси; суглинок пылеватый с гравием. Схема размещения буровых скважин и инженерно-геологические разрезы изображены на рисунке 3. Сведения о нагрузках, действующих на обрез фундамента, и характеристики грунтов сведены в таблицы 1-2. Рисунок 1 – Разрез сооружения Рисунок 2 – План сооружения с нумерацией фундаментов Таблица 1 Значения нормативных нагрузок на обрезы фундаментов при наиболее невыгодных сочетаниях

Номер схемы. Сооружение	Вариант	Номер фундамента	1-е сочетание			2-е сочетание
			N, кН	М, кН*м	Т, кН	N, кН	М, кН*м	Т, кН
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Вариант 4. Химический цех	Нечетный L = 9м Подвал в осях А-Б	1	180	-21	—	210	-26	—
		2	3430	56	—	3290	-69	—
		3	4830	-58	—	4660	63	—
		4	2930	-84	—	2570	-120	—
		5	1230	-260	—	1390	-314	—

  Рисунок 3 – Схема размещения буровых скважин и инженерно-геологические разрезы Таблица 2 Значения физико-механических характеристик грунтов

2. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПЛОЩАДКИ СТРОИТЕЛЬСТВА

2.1 Дополнительные характеристики грунтов

Глина 1) Удельный вес скелета грунта 2) Коэффициент пористости 3) Пористость 4) Скелетность 5) Удельный вес частиц, с учетом взвешенного действия воды 6) Удельный вес при полном водонасыщении 7) Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению 8) Степень влажности грунта 9) Число пластичности IP = WL – WP IP =0,46 – 0,27 = 0,19 10) Показатель текучести По значению IL грунт – глина – находится в мягкопластичном состоянии ( ). Супесь 1) Удельный вес скелета грунта 2) Коэффициент пористости 3) Пористость 4) Скелетность 5) Удельный вес частиц, с учетом взвешенного действия воды 6) Удельный вес при полном водонасыщении 7) Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению 8) Степень влажности грунта грунт насыщенный водой 9) Число пластичности IP = WL – WP IP =0,21 – 0,15 = 0,06 10) Показатель текучести По значению IL грунт – супесь – находится в пластичном состоянии ( ). Суглинок 1) Удельный вес скелета грунта 2) Коэффициент пористости 3) Пористость 4) Скелетность 5) Удельный вес частиц, с учетом взвешенного действия воды 6) Удельный вес при полном водонасыщении 7) Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению 8) Степень влажности грунта 9) Число пластичности IP = WL – WP IP =0,41 – 0,27 = 0,14 10) Показатель текучести По значению IL грунт – суглинок – находится в тугопластичном состоянии ( ).

2.2 Гидрогеологические условия

Глубина залегания грунтовых вод 5 м. Водоупором является суглинок, глубина залегания уровня кровли водоупора в среднем 6 м, мощность водоносного слоя 1 м.

2.3 Нормативная глубина промерзания грунтов

Нормативную dfn глубину сезонного промерзания грунта вычисляют по п. 2.27 СНиП 2.02.01-83*: где d0 – величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28 м; для песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30 м; для крупнообломочных грунтов – 0,34 м. Для грунтов неоднородного сложения значение d0 определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания; Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур в данном районе, принимаемых по СНиП 23.01 «Строительная климатология». Для г. Вологда Mt = 42,5. Получаем:

2.4 Расчетные сопротивления грунтов

Для построения эпюры расчетного сопротивления R грунтов основания выбирают инженерно-геологическую колонку наиболее близкую к намечаемому пятну застройки (например, по данным бурения скважины, расположенной в центре площадки). Затем для каждого дисперсного грунта основания вычисляют его расчетные сопротивления R, кПа, используя формулу в следующем виде: где γс1 и γс2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП 22.13330 для грунта, залегающего на глубине d; k – коэффициент; k = 1,0, если прочностные характеристики грунта φ и c определены непосредственными испытаниями; k = 1,1, если φ и c приняты по таблицам приложения СП 22.13330; Mγ, Mq и Mc – коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5 СП 22.13330 в зависимости от значения угла внутреннего трения грунта φII, залегающего на глубине d; kz – коэффициент, принимаемый равным единице при b ≤ 10 м; b – ширина подошвы фундамента, м, принимаемая равной 1,0 м на стадии оценки инженерно-геологических условий; d – глубина, м, на которой вычисляют расчетное сопротивление (отсчитывается от уровня планировки поверхности); γII – расчетное значение удельного веса грунта, залегающего на глубине d (для водопроницаемых грунтов ниже уровня грунтовых вод используют значение с учетом взвешивающего действия воды sb,II), кН/м3; γ’II – расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3, залегающего в пределах глубины d; cII – расчетное значение удельного сцепления грунта, кПа, залегающего на глубине d. При наличии нескольких грунтов в пределах глубины d значение γ’II определяют как средневзвешенное: где γII,i – расчетное значение удельного веса i-го грунта, кН/м3, залегающего в пределах глубины d; hi – толщина i-го грунта, м, залегающего в пределах глубины d; n – количество грунтов, залегающих в пределах глубины d. Таблица 3 Величины для вычисления расчетного сопротивления грунтов

2.5 Заключение об инженерно-геологических условиях площадки строительства

Общая характеристика участка. Площадка строительства расположена в г. Вологда. Участок свободен от застройки. Инженерные коммуникации и подземные сооружения под пятном застройки отсутствуют. Рельеф площадки спокойный. Абсолютные отметки природного рельефа варьируют от 11,5 м до 12,5 м. Местом строительства является город Вологда, район для строительства 2В. На рассматриваемой площадке под строительство (8100 м2) произведены инженерно-геологические изыскания, произведена разработка 5 скважин, глубиной 12 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 5 м. На рассматриваемой площадке под строительство (8100 м2) произведены инженерно-геологические изыскания, произведена разработка 5 скважин, глубиной 12 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 5 м. Геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов. Верхний слой – глина — мощностью в среднем 4 м. Второй слой – супесь — мощностью от 2 до 3 м. Третий слой – суглинок, доходит до низа скважин. При проектировании фундамента на естественном основании несущим слоем будет являться глина или супесь. Мощность слоёв выдержана по простиранию (слои могут залегать наклонно или с выклиниваем). Подземные воды, обладающие напором, отсутствуют. Почвенно-растительный слой обладает малой мощностью и не может служить несущим слоем для фундаментов на естественном основании, подлежит срезу и замене на хорошо уплотненный песок средней крупности. Геологические и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений, отсутствуют.

3. ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СООРУЖЕНИЯ

Проектируемое сооружение – химический корпус (см. рис. 1). Химический корпус представляет собой производственное восьмиэтажное сооружение переменной этажности с размерами в плане 36х27м и высотой 34 м, оснащено подвальным помещением в осях А-Б высотой 3м. Основные колонны цеха корпуса железобетонные размером 0,8х0,5м. Расстояние между колоннами 6 м. Предусмотрены дополнительные колонны размером 0,4х0,4м. Стены корпуса выполнены из навесных панелей толщиной 380 мм. Отметка пола первого этажа 0.000 принята на 1м выше отметки спланированной поверхности земли. Предельные деформации фундаментов железобетонного каркаса в соответствии с прил. 4 СНиП 2.02.01-83*: максимальная осадка su = 80 мм; относительная разность осадок (∆s / L)u = 0,002. В табл. 1 приведены нормативные значения изгибающих моментов M0n, вертикальных N0n и горизонтальных Q0n сил, передаваемых на обрезы фундаментов при основных сочетаниях (см. п. 2.5 – 2.9 СНиП 2.02.01-83* и п. 1.10 – 1.13 СНиП 2.01.07-85*). При расчетах оснований и фундаментов по первому предельному состоянию (для расчетов прочности и устойчивости) необходимо использовать значения N0I, Q0I и M0I, вычисляемые путем умножения соответствующих им значений N0n, Q0n и M0n на коэффициент надежности по нагрузке γf. Для перехода от N0n, Q0n и M0n к N0I, Q0I и M0I следует использовать осредненное значение γf, принимаемое равным 1,2. Относительная высотная отметка планировки поверхности площадки −0.500, соответствует абсолютной отметке 11.700. При проектировании фундамента на естественном основании несущим слоем будет являться глина или супесь, а при проектировании свайного фундамента – суглинок.

4. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТА

Разработку вариантов следует проводить для одного наиболее нагруженного и характерного фундамента заданного здания или сооружения. Для химического корпуса таким будет фундамент 3. Фундамент в осях 4-Б. NoII = 4830 кН, MoII = -58 кНм.(1-е сочетание). NoII = 4660 кН, MoII = 63 кНм (2-е сочетание).

4.1 Фундамент на естественном основании

Определение типа фундамента и глубины его заложения При наличии подвала фундамент, как правило, следует располагать ниже пола подвала и глубину заложения его подошвы определять по формуле , где – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, ; – высота ступени фундамента, ; – толщина конструкции пола подвала, ; . Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 4,8 м. Определение значения расчётного сопротивления R на уровне заложения подошвы фундамента при b = 1 м причем , где d1 – приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов со стороны подвала, м, если d1 > d (где d – глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле принимают d1 = d и db = 0; db – глубина подвала, отсчитываемая от уровня планировки до пола подвала, м. Для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м в формуле принимают db = 2 м. Для сооружений без подвала третье слагаемое в квадратных скобках отсутствует, так как db = 0, а d1 = d; hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м; hcf – толщина конструкции пола подвала, м; γcf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3 (удельный вес железобетона 25,0 кН/м3). Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане: ширины b и длины l где NOII — усилие, передаваемое по обрезу фундамента №2, равное 3280 кН; R — расчетное сопротивление, кПа; gm — средний удельный вес фундамента и грунта на его обрезах, принимаемый для фундамента с подвалом, . Для квадратного фундамента: где А – площадь фундамента, м. С учётом модуля 0,3 м принимаем размеры подошвы фундамента 5,7´4,5 м. Уточнение R при установленной ширине подошвы фундамента м Конструирование фундамента и определение веса фундамента NфII и грунта на его ступенях NгрII Проектируем отдельно стоящий сборный фундамент: Собственный вес фундамента можно определить по следующей формуле: где Vф – объем фундамента, м3; gжб – удельный вес железобетона, равный 24 кН/м3. Вес грунта, находящегося на ступенях фундамента: где Vгр – объем грунта, находящегося на ступенях фундамента, м3; g¢II – удельный вес грунта, находящегося на ступенях фундамента, кН/м3 (g’II = 18,14 кН/м3).пределение среднего давления р по подошве фундамента и сравнение его с расчётным сопротивлением грунта основания R При устройстве стандартных сборных фундаментов допускается недогрузка до 10%. — условие выполняется. Принимаем размеры подошвы фундамента 5,7 х4,5 (рис. 6). Рисунок 6 – Конструкция фундамента на естественном основании 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: S £ Su где S – совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом; Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения. 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 b-безразмерный коэффициент, равный 0,8; szp.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 szg и szp 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 hi £ 0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов. В нашем случае высота элементарного слоя hi = 0,4×4,5 = 1,8 м. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента szg 0 при планировке срезкой определится по формуле: szg 0 = g¢II d szg 0=18,1х4,8 = 86,88м2. Вертикальное напряжение от собственного веса грунта szg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле: где gi и hi – удельный вес и толщина i-го слоя грунта. Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле: szp 0 = p0 = p – szg 0 , где p – среднее давление под подошвой фундамента. szp 0 = 264,04 – 86,88 = 117,16 кН/м2 . Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле: szp 0 = ap0 где a — коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h = l/b и относительной глубины x = 2z / b. Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z = Hс там, где szp = 0,2szg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E < 5 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szp = 0,1szg. Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу: Таблица 4 Величины, используемые при расчете осадок фундаментов по методу послойного суммирования

Расчёт материала фундамента на прочность

Расчет материала фундамента на прочность осуществляют в том случае, когда применяется нетиповой монолитный железобетонный фундамент. При этом стремятся максимально использовать прочность материала при минимальном его расходе. Расчет на продавливание. Для железобетонных фундаментов, строятся пирамиды продавливания посредством проведения наклонных сечений под углом 45° от основания подколенника или низа колонны в подколеннике до пересечения с арматурой. В каждой из пирамид рассматривается, как правило, одна наиболее нагруженная ее грань. Расчет сводится к удовлетворению условия: Таблица 5 Расчет затрат по возведению фундамента на естественном основании

4.2 Фундамент на железобетонных висячих сваях

Свайные фундаменты рационально применять при боль¬шой толще слабых грунтов, залегающих сверху, для пониже¬ния трудоемкости, увеличения степени механизации работ ну¬левого цикла и экономической их целесообразности. Сваями обычно прорезают слабые пласты грунтов и стре¬мятся передать нагрузку от сооружения на более плотные слои грунта. По характеру статической работы сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. К висячим сваям относят сваи всех видов и сваи-оболочки, погруженные в сжимаемые грунты. Висячие сваи передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом. К сжимаемым грунтам относят пески, супеси, суглинки и глины от текучей до полутвердой консистенции. В зависимости от плотности песчаных и консистенции глинистых грунтов, залегающих вокруг сваи, значение сопротивления грунтов на их боковой поверхности и под их нижними концами колеблются в широких пределах.

Определение глубины заложения подошвы ростверка

При установлении глубины заложения подошвы ростверка руководствуются теми же соображениями, что и при опреде¬лении глубины заложения подошвы фундаментов, возводимых на естественном основании. Ростверк бесподвальных зданий в непучинистых грунтах могут закладываться у поверхности, на 0,1—0,15 м ниже планировочной отметки, в пучинистых же грунтах их подошву необходимо располагать не выше расчетной глубины промер¬зания грунтов. При наличии подвала фундамент, как правило, следует располагать ниже пола подвала и глубину заложения его подошвы определять по формуле: где – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, ; – высота ростверка, ; – толщина конструкции пола подвала, ; Принимаем глубину заложения ростверка 3,65 м. Выбор типа, длины и марки сваи Для данных грунтовых условий более рациональными будут висячие сваи. Учитывая глубину заложения подошвы ростверка, заделку cваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта, можно наметить тип и длину сваи. В первом приближении выбираем сваи марки С12-30 – свая длиной 12,0 м сплошного квадратного сечения 30´30 см с поперечным армированием ствола 4Æ16 кл. A-I. Марка бетона В 25.

Определение расчетной нагрузки Р, допускаемой на сваю

• по материалу: где — коэффициент условия работы для свай b>20см (сторона сваи); — коэффициент продольного изгиба для низкого ростверка; — расчетное сопротивление сжатию бетона В25; — расчетное сопротивление сжатию арматуры А-I; — площадь поперечного сечения бетонной сваи; — площадь поперечного сечения арматуры равная:

Определение расчетной нагрузки от веса ростверка с грунтом на его ступенях и количества свай

Ориентировочное значение веса ростверка и грунта на его ступенях: где -глубина заложения ростверка; — средний удельный вес грунта и ростверка; — коэффициент перегрузки; — требуемая площадь ростверка.

Размещение свай, конструирование ростверка и определение фактического веса ростверка NpI и грунта NrpI на его ступенях

Минимальное расстояние между осями висячих свай в кусте принимается не менее 3d. Расстояние в свету от края сваи до края ростверка должно быть не менее 5 см. При центрально нагруженном фундаменте верхние концы железобетонных свай заделываются в ростверк на 5 см. Ростверки армируются в соответствии с расчетом. Поверху свай обычно укладывается арматурная сетка. Габаритные размеры ростверка в плане кратны 0,3м, по высоте – 0,15 м, что позволяет использовать унифицированные опалубки для ростверка (рис. 9). Рисунок 9 – Конструкция свайного фундамента Определяем вес ростверка и грунта на его ступенях, учитывая, что — коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса материала; — объём ростверка; — удельный вес железобетона; — объём грунта на ступенях ростверка, для расчётов используем Vgg / 2 так как с одной стороны ростверка подвал; — удельный вес насыпного грунта, расположенного выше плиты ростверка.

Определение фактического давления на сваю

Вычисляем суммарную расчётную нагрузку на сваи в уровне подошвы ростверка.

4.3 Фундамент на песчаной подушке

Расчет песчаной подушки сводится к определению ее размеров и осадки возводимого на ней фундамента. 1. Выбирается материал для песчаной подушки (по крупности) и назначается средняя его плотность сложения в теле подушки. В качестве материала подушки принимаем плотный песок средней крупности со следующими характеристиками: j = 350; gII = 18. Определяется глубина заложения подошвы фундамента подобно тому, как это делается для фундамента, возводимого на естественном основании: при наличии подвала фундамент следует располагать ниже пола подвала и глубину заложения его подошвы определять по формуле: , где – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, ; – высота ступени фундамента, ; – толщина конструкции пола подвала, ; . Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 4,05 м. 2. В соответствии с крупностью выбранного материала для песчаной подушки и назначенной плотностью по табл. 1 прил. 3 [3] устанавливается расчетное сопротивле¬ние – R0 для песка, которое дается применительно к фундаменту, имеющему ширину bo= l м и глубину зало¬жения do = 2 м. R0 = 500 кПа. 3. Предварительное определение площади подошвы фун¬дамента А и его размеров в плане b и l производят по ранее приведенным формулам исходя из расчетного со¬противления Ro, установленного по п.3. где NOII – усилие, передаваемое, по обрезу фундамента №3, равное 4660 кН; R0 – расчетное сопротивление, R0 = 500кПа; gср – средний удельный вес фундамента и грунта на его обрезах, кН/м3, принимаемый равным 20 кН/м3. gс =1,1 коэффициент запаса . Для прямоугольного фундамента: где А – площадь фундамента, м; коэффициент отношения размеров большей стороны l к ширине b . С учётом модуля 0,3 м принимаем размеры подошвы фундамента 2,7´4,2 м (рис. 11). Рисунок 11 – Конструкция фундамента на песчаной подушке 5. Для окончательного назначения размеров фундамента расчетное сопротивление грунта подушки R определяют по формуле: где b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м; k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтов, кроме пылеватых песков, равным 0,125, а сложенных пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами, равным 0,05; k2 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, равным 2,5, супесями и суглинками – 2, глинами – 1,5. gII = 18,1 расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента. 6. Сконструировав фундамент, находят его собственный вес NфII и вес грунта на его ступенях N грII. 7. Определяют среднее давление по подошве фундамента p, вертикальное напряжение от собственного веса грунта σzgo на уровне подошвы фундамента и дополнительное вертикальное давление на уровне подошвы фундамента σzp0. 8. Задаются толщиной песчаной подушки hп (в первом при¬нижении ее можно принять 1,5 м) и проверяют условие Для установления Rz вычисляют площадь условного фундамента и его ширину by, которая зависит от конфигурации фундамента в плане: Таким образом, Rz подстилающего слоя не превышает суммарного напряжения под подушкой и вместе с тем не превышать его более чем на 10%. Вычисляем природное и дополнительные напряжения в основании: и 9. Осадку определяют так же, как для фундамента, воз¬веденного на слоистом основании. Модуль деформации для грунта подушки принимают по табл. 1 прил. 1 [3] в зависи¬мости от крупности и плотности грунта в теле подушки. Таблица 8 Величины, используемые при расчете осадок фундаментов по методу послойного суммирования

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ СООРУЖЕНИЯ

5.1 Фундамент №1

Расчётная комбинация усилий для этого фундамента будет: С учетом устройства подвала, минимальная глубина заложения фундаментов d = 2,0м Требуемая площадь подошвы фундамента:

5.2 Фундамент №2

С учётом конструктивных размеров фундамента (устройство подвала) и гидрогеологических условий, принимаем заложение фундамента на глубине: . Расчётное сопротивление грунта на этой глубине составляет 250,0кПа.

5.3 Фундамент №4

С учётом конструктивных размеров фундамента (устройство подвала) и гидрогеологических условий, принимаем заложение фундамента на глубине: . Расчётное сопротивление грунта на этой глубине составляет 250,0кПа.

5.4 Фундамент №5

С учётом конструктивных размеров фундамента (устройство подвала) и гидрогеологических условий, принимаем заложение фундамента на глубине: . Расчётное сопротивление грунта на этой глубине составляет 250,0 кПа.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ

Устройство фундаментов на естественном основании. Перед началом установки фундамента на естественном основании нужно подготовить территорию. Земляные работы включают подготовительные, вспомогатель¬ные и основные работы (процессы). К подготовительным отно¬сятся: подготовка территории (валка деревьев, корчевка пней, уборка камня, срезка кустарников, снос строений и др.); обеспе¬чение водоотвода и осушение территории; геодезическая раз¬бивка, прокладка дорог. К вспомогательным работам относятся: устройство времен¬ных креплений котлованов и траншей, водоотлив, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов. Основными процессами в комплексе земляных работ явля¬ются отрывка котлованов и траншей, планировка площадок, от¬сыпка насыпей с уплотнением грунтов, транспортирование грунта в отвал, подчистка и планировка дна котлованов, от¬делка откосов. Детальная разбивка котлованов или отрывка грунта под отдельно стоящие фунда¬менты делается на основании рабочих чертежей подземной части здания после геодезической разбивки и закрепления реперами или рисками на соседних зданиях его основных осей и проектных горизонтов. Водоотвод поверхностных сточных вод осуществляется во избежание обводнения строительной площадки. Для этого необхо¬димо обеспечить перехват этих вод до поступления их на строительную площадку, ускорить сток «своих» вод. Для этого необходимо устраивать по возможности дренажи. Для ускорения стока «своих» вод площадке при вертикальной планировке придается соответствующий уклон и устраивается сеть открытого или закрытого водостока (зумпфы) стенки которых при необходимости укрепляются дере¬вянным коробом с фильтрующей обсыпкой, и производится откачка воды, откачивания воды применяются центробежные и само¬всасывающие центробежные насосы Для предотвращения затопления котлованов и траншей, являющихся искусственными водосборниками, к которым активно начинает притекать вода во время дождей и таяния снега, их необходимо защищать водоотводными канавами с на¬горной стороны и оградительными обвалованиями, а также над¬лежащей планировкой территории, прилегающей к выемке, В открытых выемках необходимо сразу же возводить фунда¬менты, и вслед за этим незамедлительно произвести обратную за¬сыпку пазух фундаментов или траншей с тщательным уплот¬нением. Растительный слой необходимо срезать лишь в местах, пре-дусмотренных проектом, и непосредственно при выполнении планировочных работ, так как не защищенный растительным слоем (дерном) грунт усиленно впитывает воду и увлажняется. Излишки грунта следует своевременно вывозить со строительной площадки. Устройство креплений стенок котлована можно не производить, в данном случае можно сделать откос При рытье котлована используют одноковшовый экскаватор обратной лопатой из-за того что небольшой глубины копания и больших объемах разработки котлована. Разработку котлована ведут лобовой проходкой с применением транспортного средства. Территория разбивается на захватки. На первой захватки, после окончания разработки грунта, зачищать дно котлована с помощью бульдозера или вручную под отдельно стоящие фундаменты и в последующей работе монтировать фундаменты и одновременно с монтажом отрывать грунт под отдельно стоящие фундаменты на второй захватке.. Часть грунта отвозят на автосамосвалах марки. Оставшийся грунт грузится в кавальер для обратной засыпке. Укладка и уплотнения грунтов выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратных засыпках и пазухах фундаментов. Для получения наибольшей плотности уложенного грунта, наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующей осадки его укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований. Основным параметром характеризующий процесс уплотнения грунта является принятие трамбовочного оборудования и зависит от рода уплотняемого грунта. Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей, так как работы ведет в стеснённых условиях. В этом случаях грунт на ширину 0,8 м от фундамента уплотняют слоями 15……20 см пневматическими и электрическими трамбовками, а верхний слой – более производительными малогабаритными катками. Уплотнения грунта производится с помощью трамбовочной машины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсового проекта были приобретены навыки по разработке и проектированию различных видов фундаментов. Также мы ознакомились и поработали с нормативной и технической литературой, необходимой для конструирования фундаментов. При выполнении проекта были приняты следующие решения: В ходе рассмотрения трех вариантов фундаментов и их технико-экономических параметров, был выбран оптимальный – фундамент мелкого заложения; Для всего здания были запроектированы типовые монолитные конструкции, согласно соответствующим нагрузкам; Были определены осадки для каждого фундамента и рассчитаны относительные деформации основания.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СП 131.13330.2018 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменениями N 1, 2) утв. Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. N 275. 2. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений, ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 3. Алексеев С.И Методические указания по выполнению курсового проекта с использованием программного обеспечения для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство», ПГУПС, С Пб, 2009. 4. Определение геометрических размеров фундаментов мелкого заложения: методические указания к курсовому и дипломному проектированию. /Сост. В.Н.Власов, Ю.С.Вильгельм, к.т.н. , доценты — Волгоград: ВолгГАСА, 2003 — с. 5. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2, 3). (утв. Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 декабря 2016 г. N 970/пр и введен в действие с 17 июня 2017 г.). 6. Пособие по расчету оснований зданий и сооружений (К 2.02.01-83) 7. Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (К СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83) 8. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (с Опечаткой, с Изменениями N 1, 2, 3) утв. приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 786.