Проектирование оснований и фундаментов

 

 

 

Министерство образования и науки Российской федерации

Марийский государственный технический  университет

 

 

 

 

               Кафедра СКиО

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому проекту 

«Проектирование оснований и фундаментов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнил: ст. гр. ПГС-42

Сапаров С. М.

 Проверил: доцент кафедры СКиО

Рязанов В.С.

 

 

 

 

 

 

 

Йошкар-Ола, 2012

 

 

Содержание

 

1. Исходные данные 3

2. Анализ инженерно-геологических условий 4

2.1 Определение наименования грунта по его расчётным характеристикам. 5

2.2 Анализ инженерно-геологических условий (таблица) 7

3. Сбор нагрузок 8

3.1 Узел 1 8

3.2 Узел 2 11

3.3 Узел 3 12

3.4 Узел 4 14

3.5 Сводная таблица нагрузок 15

4. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании 16

4.1 Определение глубины заложения фундамента 16

4.2 Определение размеров подошвы фундамента 17

4.3 Расчёт конечной осадки фундамента 19

5. Проектирование фундамента на песчаной подушке 21

5.1 Определение размеров подошвы фундамента 21

5.2 Определение размеров песчаной подушки 22

5.3 Расчет осадки фундамента на песчаной подушке 23

6. Проектирование свайного фундамента 25

6.1 Определение числа свай 25

6.2 Проверка прочности грунта 27

6.3 Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя. 28

7. Технико-экономическое обоснование выбора основного варианта 29

8. Расчёт узлов на свайном фундаменте. 30

8.1 Узел 1 30

8.2 Узел 3 32

8.3 Узел 4 33

9. Список литературы 35

 

 

 

1. Исходные данные

Шифр: 34325225

Схема №3 «Клуб».Вариант 4

 

Район строительства г. Баранул

Размеры (м)

РАЗМЕРЫ, М								КОЛ-ВО ЭТАЖЕЙ
l1	l2	l3	l4	l5	h 1	h2	h3	6
15	37	6	30	18	18	12	3,2

 

 

Нагрузки, постоянные и (временные)

Нормативные нагрузки, кПа
постоянные
g1	g2	g3	g4
5,4	7	1,8	4,4
временные
g1	g2	g3	g4
(по СНиП)	7	(по СНиП)	1,4

 

 

Примечания:

1. Стены из кирпичных блоков. (γкирп. Блоков=18 кН/м³)
2. Колонны ж/б.(500×500)
3. Город Барнаул относится к IV снеговому району – s_b=2,4 кПа ; к III ветровому району – W_o=0,38 кПа.

2. Анализ инженерно-геологических условий

 

Характеристики  грунта взяты по заданию согласно шифру.

Расчётные характеристики считаются по формулам:

1) Удельный  вес сухого грунта:

2) Коэффициент  пористости:

3) Пористость:

4) Степень  влажности:

  = 10 ;

5) Коэффициент  относительной сжимаемости:

       -в МПа;

6) Удельный  вес грунта с учётом взвешивающего  действия воды:

Взвешивающее  действие воды учитывается для водопроницаемых  грунтов с коэффициентом фильтрации К_ф>10^-6 см/сек (это пески и супеси), лежащих ниже уровня грунтовых вод.

7) Число пластичности:

8) Показатель  текучести:

Уровень грунтовых вод находится на глубине 2,1 м от поверхности, для расчета принят на глубине 7,7м от поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Определение наименования грунта по его расчётным характеристикам.

 

Слой № 1:

Насыпной слой: γ =15 кН/м³.

Удельный  вес сухого грунта: γ_d=γ/(1+W)=15/(1+0,38)=10,87кН/м³.

Коэффициент пористости: e=(γ_s - γ_d)/γ_d=(26,6-10,87)/10,87=1,45.

Пористость: n = e /(1+ e)=1,45/(1+1,45)=0,59.

 

Слой № 2:

Удельный  вес сухого грунта: γ_d=γ/(1+W)=18,6/(1+0,28)=14,53 кН/м³.

Коэффициент пористости: e=(γ_s - γ_d)/γ_d=(27,0-14,53)/14,53=0,86.

Пористость: n = e /(1+ e)=0,86/(1+0,86)=0,46.

Степень влажности:=(0.28*27.0)/(0,86*10)=0.88 ; [насыщенный водой]

Коэффициент относительной сжимаемости: m_v=0,5/3=0,67 МПа^-1;

 =0,67* (1+0,86)=0.31 (сильносжимаемый)

Число пластичности: I_p=W_L-W_p=0,30-0,20=0,10.(суглинок)

Показатель  текучести: I_L=(W-W_p)/I_p=(0,28-0,2)/0,1=0,8.(текучепластичный)

Суглинок, текучепластичный, сильносжимаемый, насыщенный водой.

 

Слой № 3:

Удельный  вес сухого грунта: γ_d=γ/(1+W)=19,0/(1+0,15)=16,52 кН/м³.

Коэффициент пористости: e=(γ_s - γ_d)/γ_d=(26,6-15, 91)/15,91=0,67.

Пористость: n = e /(1+ e)=0,67/(1+0,67)=0,40.

Степень влажности:=(0.15*26,6)/(0,67*10)=0,60 ; [влажный]

Коэффициент относительной сжимаемости: m_v=0,8/25,0=0,032 МПа^-1; =0.032*(1+0,67)=0.05(среднесжимаемый)

Удельный вес  грунта с учётом взвешивающего действия воды:

=(26,6-10)*(1-0,4)=9,96кН/

Число пластичности: I_p= 0.(песок)

Песок , средней крупности, средней плотности, влажный.

 

Слой № 4:

Удельный  вес сухого грунта: γ_d=γ/(1+W)=19,3/(1+0,26)=15,32 кН/м³.

Коэффициент пористости: e=(γ_s - γ_d)/γ_d=(26,9-15,12)/15,12=0,78.

Пористость: n = e /(1+ e)=0,78/(1+0,78)=0,44.

Степень влажности:=(0.29*26,9)/(0,78*10)=1,00 ; [насыщенный водой]

Коэффициент относительной сжимаемости: m_v=0,5/7,5=0,067 МПа^-1; =0.067(1+0,78)=0.12 (сильносжимаемый)

Число пластичности: I_p=W_L-W_p=0,33-0,21=0,12.(суглинок)

Показатель  текучести: I_L=(W-W_p)/I_p=(0,29-0,21)/0,12=0,67.( мягкопластичный)

Суглинок  , мягкопластичный, сильносжимаемый, насыщенная водой.

 

Слой № 5:

Удельный  вес сухого грунта: γ_d=γ/(1+W)=20,2/(1+0,24)=16,29 кН/м³.

Коэффициент пористости: e=(γ_s - γ_d)/γ_d=(26,6-16,29)/16,29=0,63.

Пористость: n = e /(1+ e)=0,63/(1+0,63)=0,39.

Степень влажности:=(0.24*26,6)/(0,63*10)=1,01 ;

Коэффициент относительной сжимаемости: m_v=0,8/30,0=0,027МПа^-1; =0.027(1+0,63)=0.044 (слабосжимаемый)

Число пластичности:   - (песок)

Песок средней крупности , слабосжимаемый, водопроницаемый.

 

 

№ слоя грунта	Наименование грунта	Толщина слоя в м	По I группе п.с.			По II группе п.с.			Удельный вес частиц γs, кН/м3	Модуль деформации Ео, МПа	Влажность W	На границе текучести WL	На границе раскатывания WР	Удельный вес сухого грунта γd, кН/м3	Коэффициент пористости е	Пористость n	Коэффициент водонасыщения Sr	Коэффициент относительной сжимаемости  mν, Мпа-1	Удельный вес грунта с учётом взвешивающего  действия воды γsb, кН/м3	Число пластичности, Ip	Показатель текучести, IL
			Удельный вес γ1, кН/м3	Угол внутреннего трения, φ1о	Удельное сцепление С1, кПа	Удельный вес γ2, кН/м3	Угол внутреннего трения, φ2о	Удельное сцепление С2, кПа
			Характеристики грунта											Расчётные характеристики грунта.
1	Насыпной слой, супесь со строительным мусором	0,3	14,0			15,0
2	Суглинок, текучепластичный, сильносжимаемый, насыщенный водой	1,2	16,2	5	18,0	18,6	7	18,0	27,0	3,0	0,28	0,30	0,20	14,53	0,86	0,46	0,88	0,31	-	0,1	0,8
3	Песок, средней крупности, средней  плотности, влажный	4,2	16,9	24	-	18,3	26	1,0	26,6	25,0	0,15	-	-	15,91	0,67	0,40	0,60	0,05	9,96	-	-
4	Суглинок, мягкопластичный, сильносжимаемый, насыщенный водой	6,5	17,8	15	16,0	19,5	17	18,0	26,9	7,5	0,29	0,35	0,21	15,12	0,78	0,44	1,00	0,12	-	0,12	0,67
5	Песок средней крупности, слабосжимаемый, водопроницаемый	2,0	18,5	31	-	20,2	35	2,0	26,6	30,0	0,24	-	-	16,29	0,63	0,39	1,01	0,04	-	-	-

 2.2 Анализ инженерно-геологических условий (таблица)

 2.2 Анализ инженерно-геологических условий (таблица)

 

 

3. Сбор нагрузок

3.1 Узел 1

Подсчет нагрузки
1. Постоянные нагрузки
1) Вес покрытия:	9,26		1,1	10,18
2) Вес чердачного перекрытия:	16,5		1,1	18,15
3) Вес перекрытия:	157,5		1,1	173,25
4) Вес стены:	165,24		1,1	181,76
Итого постоянные нагрузки	348,5			383,34
2. Временные нагрузки
5) На перекрытия (полезные) а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)	6,75			173,25
6) На чердачное перекрытие: а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)	0			6,83
7) Снеговая нагрузка на покрытие а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)	6,17			8,64
Итого временные нагрузки: а) по 2 г.п.с. б) по 1 г.п.с.	12,274			169,848
Итого полная вертикальная нагрузка:	361,42			572,07
Горизонтальная нагрузка: 1) Ветровая нагрузка:  ;    ;      ;  ;  ; ; ;    ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;	54,93	1,4		76,9
Итого полная горизонтальная нагрузка:	54,93			76,9

 

Город Барнаул относится ко 4 снеговому району – q_с=2,4 кПа ; к 3 ветровому району – W_o=0,38 кПа.

 

 

 

 

 

3.2 Узел 2

Подсчет нагрузки
1. Постоянные нагрузки
1) Вес покрытия:		89,404			1,1	98,34
2) Вес чердачного перекрытия:		198			1,1	217,8
3) Вес колонны:		132,5			1,1	145,75
4) Вес перекрытия:		1890			1,1	2079
Итого постоянные нагрузки		2309,904				2540,89
2. Временные нагрузки
5) На перекрытия (полезные) а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)		81				2079
6) На чердачное перекрытие: а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)		0				81,9
7) Снеговая нагрузка на покрытие а) по 2 г.п.с.(длит. действ.) б) по 1 г.п.с.(кратковрем. действ.)		59,6				83,44
Итого временные нагрузки: а) по 2 г.п.с. б) по 1 г.п.с.		140,6				2244,34
Итого полная вертикальная нагрузка:		2450,504				4785,23