Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов»
Автор проекта: Рыгалов М.В.
Специальность: «Промышленное и гражданское строительство»
Группа: ПГС-42
Обозначение: КП-2069059-29.03-02043-06
Руководитель проекта: Муратова Н. В.
Проект защищен:
(дата) (оценка)
ПЕНЗА 2006
Содержание
Введение
1. Определение физико-механических показателей грунтов и
сбор нагрузок на фундаменты
1.1. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
1.2. Оценка конструктивных особенностей здания и сбор нагрузок на фундаменты.
2. Проектирование фундаментов мелкого заложения
2.1. Расчет ленточного фундамента на естественном основании.
2.2. Расчет деформации основания фундамента.
3. Проектирование свайных фундаментов
3.1. Расчет свайного фундамента под колонну.
3.2. Расчет свайных фундаментов и их оснований по деформациям
3.3. Расчет ленточного свайного фундамента под несущую стену.
4. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов
Библиографический список
Введение
На основании задания на проектирование (приложение 1) и инженерно-геологических условий строительной площадки (приложение 2) разработаны два варианта фундаментов жилого дома.
Расчеты основания жилого дома выполнены в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 /1/ и СНиП 2.02.03-85 /2/, СНиП 2.01.07-85 /3/.
Пояснительная записка состоит из четырех разделов.
В первом разделе выполнен анализ инженерно-геологических условий и собраны нагрузки на фундамент здания. При сборе нагрузок на фундамент использован СНиП 2.01.07-85. Нагрузки собраны от собственной массы конструкций здания и полезных нагрузок в пределах соответствующих грузовых площадей. Во втором разделе рассмотрен вариант фундаментов мелкого заложения. Расчеты выполнены с использованием СНиП 2.02.01-83.
В третьем разделе выполнены расчеты свайного фундамента. Проект свайных фундаментов разработан в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.
Рабочие чертежи вариантов фундаментов представлены на листе формата А1 (приложение 3).
Проектирование оснований и фундаментов заключается в выборе основания, типа конструкции и основных размеров фундамента, в совместном расчете основания и фундамента, как одной из частей сооружения. Определив нагрузки на фундамент и учитывая вес фундамента, и грунта на его обрезах выполнен расчет основания по деформациям, в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
Расчет и проектирование фундаментов
Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты
1.1 Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.
Площадка строительства находится в г. Самара. Рельеф площадки спокойный. Инженерно-геологические условия площадки строительства выявлены бурением трёх скважин на глубину 20м. При бурении вскрыто следующее напластование грунтов (сверху вниз):
- Почвенно-растительный слой мощностью 0,2м
- Песок мощностью 5,0м
- Ил мощностью 1,0м
- Супеси мощностью 10,0м
Физико-механические свойства грунтов представлены в таблице 1.
Таблица 1. Физико-механические характеристики грунтов.
| Наименование. Грунта | Мощность слоя, м |  кн/м |  , кн/м | m0, Мпа |  град. | с, кПа | w, % | wL, % | wP, % |
| Насыпной слой | 0,2 | ||||||||
| Песок | 5,0 | 17,8 | 26,6 | 0,13 | |||||
| Ил | 1,0 | 14,1 | 26,8 | 0,9 | |||||
| Супеси | 10,0 | 19,2 | 26,6 | 0,10 | 5,0 |
Песок:
- коэффициент пористости:
e= 
;
e= 
;
- коэффициент относительной сжимаемости:
- модуль деформации:
- коэффициент Пуассона;
v = 0,3 – пески, супеси;
v = 0,35 – суглинки;
v = 0,42 – глины;
- степень влажности:
-песок влажный
Ил:
- коэффициент пористости:
e= 
;
- показатель текучести:
- коэффициент относительной сжимаемости:
- модуль деформации:
- степень влажности:
Супеси:
- коэффициент пористости:
e= 
;
- коэффициент относительной сжимаемости:
- модуль деформации:
- степень влажности:
;
- показатель текучести:
-супесь пластичная.
Таблица 1.1. Физико-механические показатели грунтов.
| Наименование грунта | Мощность слоя м | Удельный вес g, кН/м | Природная влажность w,% | Пределы пластичности | Показатель текучести Il | Коэффициент пористости е | Коэффициент сжимаемости mv, МПа-1 | Модуль деформации Е, мПа | Степень влажности Sr | Угол внутреннего трения j,град. | Удельное сцепление с, кПа | |
| wl % | wp % | |||||||||||
| Растительный слой | 0,2 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||
| Песок | 5,0 | 17,8 | -- | -- | -- | -- | 0,85 | 0,07 | 14,5 | 0,78 | -- | |
| Ил | 1,0 | 14,1 | 1,1 | 2,5 | 0,26 | 1,7 | 0,95 | 8,0 | ||||
| Супеси | 19,2 | 0,14 | 0,68 | 0,06 | 5,8 | 0,81 | 5,0 |
1.2 Оценка конструктивных особенностей здания
и сбор нагрузок на фундаменты
Фундаменты рассчитываются для наиболее характерных участков здания (наружные и внутренние стены). При проектировании фундаментов здания или сооружения необходимо на плане первого этажа указать основные несущие конструкции подземной части и определить расчетные нагрузки, действующие в 1
Расчетные величины действующих нагрузок определяются, как произведение нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке f, которые должны соответствовать рассматриваемому предельному состоянию и учитывать возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений.
Сбор нагрузок на сечении фундаментов определяется в общем случае статическим расчетом методами строительной механики расчетной схемы здания или сооружения. Допускается и приближенный метод грузовых площадей с учетом основного сочетания постоянных и временных нагрузок. Усилия в сечениях фундамента определяется на верхний обрез фундамента. Вес фундамента и вес грунта на его обрезах вычисляется отдельно и каждый раз уточняется при определении размеров подошвы фундамента. Для расчета основания вычисляются нормативные (для расчета оснований по деформациям) и расчетные (для расчета оснований по несущей способности). При определении значений расчетных нагрузок нормативные их значения умножаются на коэффициент надежности по нагрузке.gf>1, значения нормативных нагрузок и gf берем по СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" /1/.
Сбор нагрузок на фундамент под кирпичную стену.
Нагрузки на погонный метр длины кирпичной наружней стены
Сечение 1-1 (см. план здания ).
Таблица 2. Нагрузки на погонный метр длины кирпичной стены.
| Наименование нагрузки | Нагрузка, кН |
| Постоянные: | |
| -от собственного веса кирпич. стен | N1=0,66·1,0·21,5·18=255,42 |
| -от собственного веса плит | N2=3,6·1,0·3,15·8=90,72 |
| -нагрузка от устройства кровли | N3=1,8·1,0·3,15=5,67 |
| -нагрузка от перегородок | N4=1·1,0·3,15·7=22,05 |
| Временные: | |
| -от снегового покрова | N5=1,5·1,0·3,15=4,73 |
| -полезная нагрузка на этаж | N6=1,5·1,0·3,15·7=33,08 |
| Всего: | NII=411,67 |
Нагрузки на внутреннюю несущую кирпичную стену собираются аналогично и их сумма составляетNII=459,44кН, принимаем в качестве фундаментной подушки плиту марки
ФЛ24.12-1.
Таблица 3. Нагрузки на крайнюю колонну.
| Наименование нагрузки | Нагрузка, кН |
| Постоянные: | |
| -от собственного веса колонны | N1=0,4·0,4·4,7·24=18,05 |
| -от собственного веса ригеля | N2=34/2·1=17,0 |
| -нагрузка от веса плит | N3=3,6·7,09=25,52 |
| -нагрузка от веса кровли | N4=1,8·7,09=12,76 |
| -нагрузка от веса панелей | N5=1,1·22,68=24,9 |
| Временные: | |
| -от снегового покрова | N5=1,5·7,09=10,64 |
| Всего: | NII=108,87 |
NII=108,87кН
W=W0·А/гр;
МВ=W·H/2
МВ=0,38·4,2·22,68=36,2кН·м
МII= 
МII =4,42+7,72+36,2=48,34кН·м