Проектирование фундаментов мелкого заложения реферат

Обновлено: 03.07.2024

Расчёты по данному алгоритму приведены ниже в таблице 4.

Проверяем выполнение условия S Nф; 843,50 > 768 – условие выполняется.

Расчёт на продавливание. Расчет не производим, так как конструкция ростверка жёсткая.

7. Расчет деформаций свайных фундаментов

Выполняем проверку давления под нижним концом сваи:

413,99 кПа. 49,977 кПа, условие выполняется.

Считаем суммарную осадку по всем слоям:

Проверяем выполнение условия S 5000 кН d = 3,0 м

1.4. При анализе инженерно-геологических условий учитывают следующие факторы:

фундамент должен быть заглублён в несущий слой грунта минимум на 0,5 м;

фундамент должен прорезать верхние слои слабого грунта;

под подошвой фундамента нельзя оставлять тонкий слой несущего грунта.

Вывод: Исходя из анализа инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей здания, принимаем глубину заложения фундамента

При этом несущим слоем является песок мелкозернистый с характеристиками: C = 2 кПа, E = 28 МПа, ц = 32˚, =19,3 кН/м3.

Расчет площади подошвы с проверкой контактных напряжений

Предварительно размеры фундамента в плане определяются по краевому расчетному сопротивлению R кр. при ширине фундамента b = 1м:

где - коэффициенты условий работы оснований () и сооружений () принимаются по табл.3 СНиП 2.02.01-83;

К – коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (j и С) определены непосредственными испытаниями, К = 1,1, если j и С приняты по табл.1-3 прил.1 СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений";

- коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП 2.02.01-83

kz – коэффициент влияния площади фундамента. Для фундаментов шириной

b 10м, кz = Z0/ b+0,2 (Z0 = 8,0 м)

b - ширина фундамента (принятая нами b = 1м)

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента;

- расчетное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента,

- удельные весы грунтов, залегающих выше подошвы фундамента (см. рис.)

CII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d1 - глубина заложения фундаментов бесподвальных (помещений) зданий от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (если нет подвала, то d1 = d):

hs - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf - толщина пола подвала, м.

- удельный вес конструкции пола подвала.

dв - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола.

Определяется площадь фундамента в первом приближениям по формуле:

По определенной площади фундамента вычисляются размеры фундамента в плане:

где б- соотношение сторон фундамента (б = l/b) или сторон сечения колонны или сооружения. По вычисленным размерам фундамента в плане устанавливается сопротивление грунта основания по формуле (1):

I. 1) При b = 1 м, R = 273,14 кПа

II. 1) При b = 4,05 м, R = 352,14 кПа

III. 1) При b = 3,46 м, R = 336,85 кПа

Вычисленные размеры фундамента в плане округляют в большую сторону до кратных 0,1м для гражданских зданий, т.е. принимаем b = 3,6 м, а l = 3,6 м, соответственно A =

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Проектирование массивных фундаментов мелкого заложения ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Общие сведения о фундаментах мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения сооружают в котлованах, отрываемых с поверхности на проектную глубину. Глубина заложения такого фундамента от уровня воды на водотоке или поверхности грунта обычно не более 6 метров.

Под опоры мостов фундаменты мелкого заложения устраивают обычно жесткими массивного типа. Фундаменты промежуточных опор проектируют симметричными с углом развития не превышающем 30.

Назначение основных размеров фундамента и его конструирование

Предварительное определение основных размеров фундамента

Глубина заложения фундамента зависит от глубины залегания несущего слоя грунта в основании, который должен являться надёжным с точки зрения безопасного восприятия им внешних нагрузок.

Если несущий слой залегает первым от поверхности, то заглубление в него фундамента определяют с учётом промерзания грунта. При наличии размыва дна реки — не менее 2.5 м ниже отметки местного размыва.

К основным относятся размеры подошвы фундамента a и b, а также глубина её заложения d, отсчитываемая от расчётного уровня поверхности грунта с учётом срезки или размыва, и высота фундамента h (см. рисунок 2). Глубина заложения фундамента d = 2,5 м. Тогда высота фундамента, путём вычислений:

FL = 2,3 + 2,5 = 4,8 м.

h = 4,8 — 0,75 = 4,05 м Отсюда следует, что тип грунта — супесь пластичная R₀=98 кПа.

где и — размеры опоры в плоскости обреза фундамента поперек и вдоль моста; м.

Рисунок 2 — Схема фундамента мелкого заложения.

При фиксированных размерах b и d (глубина заложения фундамента) размер a приближенно определяется по формуле:

где F o — вертикальная, F_h o — горизонтальная силы, кН; М_о — момент из первого сочетания нагрузок, действующих в плоскости моста на уровне обреза фундамента; _с=1,2; _n=1,4 — коэффициенты условий работы и надежности; _F=23 кН/м 3 — расчетный удельный вес материала фундамента с грунтом на его уступах; R — расчетное сопротивление сжатию несущего слоя основания.

Согласно действующим нормам — это сопротивление определяют по формуле:

(2.7) (24, "https://referat.bookap.info").

где R_o — условное сопротивление грунта несущего слоя основания, кПа; k₁, k₂ — табличные коэффициенты; - средний в пределах глубины заложения удельный вес грунта = 20 кН/м 3 .

Для супесей k₁=0,06 м -1 , k₂=2,0 м -1 .

В данном случае получили размер a больше a_max, следовательно, необходимо увеличить глубину заложения, продолжить подбор размеров по формулам (2.4) — (2.7) при, соответствующем новой глубине заложения. Увеличение d в допустимых пределах производится до тех пор, пока не будет получено приближённое равенство aa_max. Увеличим d на 2 м.

d = 2,5+2=4,5 м; h = 4,5+2,3−0,750=6,05 м.

Отсюда следует, что тип грунта — суглинок тугопластичный R₀=196 кПа.

Для суглинков тугопластичных k₁=0,02 м -1 , k₂=1,5 м -1 .

Получили размер a больше a_max, Увеличим d на 1 м.

d = 2,5+2+1=5,5 м; h = 5,5+2,3−0,750=7,05 м.

В данном случае: a_min Показать весь текст Стоимость уникальной работы

Фундамент - это подземная или подводная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки от искусственного сооружения на грунт.

Грунт, непосредственно воспринимающий нагрузки от фундамента - основание.

На фундамент действуют вертикальные нагрузки, которые создают продольную силу и горизонтальные нагрузки, которые создают опрокидывающие моменты.

Рассчитываем сумму вертикальных нормативных (N II ) и расчётных (N I ) нагрузок Коэффициент n для получения расчётных нагрузок приведён в таблице 1.1.

Виды нагрузокОбозначение нагрузокКоэффициент перегрузки, nВертикальные нагрузкиQ оп Q пр Q вр 1.1Нагрузка от торможения или силы тяги, от ударовT N у 1.1Ветровые нагрузкиW 1 W 2 P 1 P 2 1.2

Рис 1.1 Схема распределения нагрузок

II = Qоп + Qпр + Nвр = 490 + 129 + 600 = 1219 тс = 12190 (кН) I = (Qоп + Qпр + Nвр) * n = (490 + 129 + 600) * 1.1 = 1340,9 тс =13409 (кН)

Определяем моменты от горизонтальных нагрузок относительно обреза фундамента. Составляем схему распределения горизонтальных нагрузок в плане.

Момент вдоль оси моста (ось х)

Момент поперёк оси моста (ось y)

II. Инженерно-геологические условия строительной площадки

№ грунтаНаименование грунтаУдельный вес, ? тс/м 3 Уд. вес твердых частиц грунта, ? S тс/м 3 Влажность в долях единицы, WКоэффициент сжимаемости, а, кПакоэффициент фильтрации, K см/секУгол внутреннего трения , ?, градСцепление грунтов, с, кгс/см 2 Предел текучести, WтПредел раскатывания, Wр19супесь1,882,640,280,0161,0*10 -5 190,190,330,2625Пески средней крупности2.012,640.20.0032.0*10 -2 36---7глина1.922,70.310.0122,7*10 -8 140,20,450,26

где - коэффициент пористости,

?S - удельный вес твердых частиц грунта,

? - удельный вес грунта в естественном состоянии, - влажность грунта в естественном состоянии.

где JP - число пластичности, Wp - предел раскатывания, WT - предел текучести;

где JL - коэффициент консистенции, Wp - предел раскатывания, WT - предел текучести, W - влажность грунта в естественном состоянии;

По таблице определяем R0 = 220кПа (22тс/м2)

2) Пески средней крупности

(пески средней плотности)

где - степень влажности,

?В - удельный вес воды

(насыщенные водой пески)

По таблице определяем R0 = 400кПа (40тс/м2)

По таблице определяем R0 = 160кПа (16тс/м2)

III. Проектирование фундамента мелкого заложения

.1 Определение отметки обреза плоскости фундамента

В данном курсовом проекте задан русловой вариант фундамента.

При возможности размыва грунта в русле реки отметка плоскости обреза фундамента назначается ниже ГМВ не менее 0,5м.

.2 Определение размеров обреза фундамента

Размеры обреза фундамента назначаются больше размеров опоры в нижнем сечении на величину, равную двум технологическим свесам (С = 0,3 м).

Ширина основания опоры bo = 2.6 м, длина l = 9.6 м.

.3 Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения фундаментов мостовых опор назначается не менее 2,5м ниже уровня возможного размыва дна в русле реки:

гдеp - глубина размыва; hp=0,8м (по заданию)= 0,8 + 2.5=3,3м

Глубина заложения мостовых опор назначается от 3 до 6 м. По конструктивным соображениям принимаем 5,4 м.ф=d+(ГМВ-0,5)=5,4+1,4=6,8м

.4 Определяем предварительные размеры подошвы фундамента

Предварительно площадь подошвы фундамента может быть определена по формуле

где - расчётная вертикальная нагрузка на обрез фундамента,

?- коэффициент, учитывающий влияние момента внешних сил = 1,1-1,2; Ro - условное сопротивление грунта, на котором установлен фундамент; ф - высота фундамента;

?ср = средняя объёмная масса грунто-бетона, принимается равной 2 тс/м3 (20 кН/м3);

Принимаем предварительно b = 5,2 м, l = 12,2 м, А = 63,4м2.

Предварительно ширину подошвы прямоугольного фундамента находят подбором или из выражения

Где - коэффициент отношения длины подошвы прямоугольного фундамента к ширине

Определяем расчётное сопротивление грунтов основания (СНиП 2.02.01-83, формула 7). Фундамент без подвала:

По таблице 3 и 4 СНиП 2.02.01-83 находим:

и - удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия воды;

Уточняем размеры подошвы фундамента:

Определяем максимальные размеры подошвы фундамента:

По конструктивным соображениям принимаем b = 5.2 м, l = 12.2 м и при hф = 6,8 м проектируем фундамент из 3 блоков(рис.1). Высота блоков назначается 0.7 - 2.5 м, ширина уступов 0.4 - 0.7. Принимаем высоту блока 2,2; 2,2 и 2,4 м, а ширину уступов 0,5 м.

Определяем вес фундамента:

- удельный вес бетона ( = 14 кН/м3) с учетом взвешивающего действия воды;

- объём блоков фундамента, м3,

Определяем вес грунта на уступах фундамента:

- объём котлована, м3

- объём фундамента в котловане, м3

- удельный вес глины с учётом взвешивающего действия воды.

Рис.1. Фундамент мелкого заложения

Определяем суммарную вертикальную нагрузку на основание фундамента:

Определяем горизонтальную нагрузку относительно подошвы фундамента:

Где - сумма горизонтальных нагрузок по осям x и y.

.5 Проверка давления в основании под подошвой фундамента

Проверка заключается в сравнении средних, максимальных и минимальных напряжений с расчётным сопротивлением грунта под подошвой фундамента.

Рис.2. Эпюра распределения напряжений в основании

Определяем напряжение под подошвой фундамента:

где - коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый равным 1.4.

Краевые напряжения, возникающие в грунте по краям фундамента от нагрузок, не должны превышать несущей способности грунта:

Где - коэффициент условий работы, принимается равным 1.2;- момент сопротивления подошвы фундамента, .

Вывод: условие прочности основания выполнено.. Расчет осадки фундамента

фундамент строительный мелкое заложение

Осадка основания фундамента определяется методом послойного суммирования осадок элементарных слоёв в пределах сжимаемой толщи грунта (СНиП 2.02.01 - 83, приложение 2). Расчёт осадок мостовых опор производится по средним величинам давления на грунт от постоянных нормативных вертикальных нагрузок. Расчёт по деформации сводится к выполнению условия:

? - безразмерный коэффициент, равный 0.8;

? - среднее дополнительное вертикальное напряжение в i - ом слое грунта;i и Ei - соответственно толщина и модуль деформации i - го слоя грунта;- число слоёв, на которое разбита сжимаемая толща грунта.

. На геологический разрез строительной площадки наносятся контуры фундамента.

. Определяется контактное давление:

. Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:

. Определяем дополнительное давление под подошвой фундамента:

. Назначаем мощность элементарного слоя и разбиваем сжимаемую толщу грунта на слои:

.6-5.4=3.2, толщина слоя не должна превышать 2,08, тогда принимаем 2 слоя по 1,6м

. Определяем природное давление на уровне подошвы каждого слоя, строим эпюры Рпр:

. Определяем дополнительное давление на уровне подошвы каждого элементарного слоя:

- коэффициент, определяемый по таблице 1 приложения 2, СниП 2.02.01 - 83 из соотношения

. Находим границу сжимаемой толщи грунта (ГСТ).

Она находится на глубине,

. Определение среднего дополнительного напряжения в каждом слое:

Принимаем b = 5.2 м; l = 12.2 м; d = 5,4 м.

Проектирование свайного фундамента.

В данном курсовом проекте задан пойменный вариант фундамента.

. Определение глубины заложения и предварительных размеров ростверка:

На суходоле и водотоке при глубине воды менее 3 м следует проектировать фундаменты с низким ростверком (рис.4). В русле реки отметка плоскости обреза фундамента назначается ниже ГМВ не менее 0,5м.

. Определение размеров обреза:

. Определение подошвы низкого ростверка:

В русле реки подошва ростверка располагается ниже линии местного размыва:

Определение длины, несущей способности сваи и количества свай.

Несущая способность висячей сваи определяется по формуле:

Fd = ? C * (? CR* R * A + U * ? ? cf * f i * h i ), [тс]; где

- несущая способность висячей сваи;

? C , ? CR , ? cf - коэффициенты работы сваи (при забивке сваи молотом = 1); U * ? ? cf * f i * h i - суммарное сопротивление сваи по боковой поверхности; R*А - сопротивление грунта под концом сваи;

А - площадь сваи; - периметр сваи; i - толщина слоя; i - сила трения по боковой поверхности, зависит от глубины слоя Z i .

1 = 1,2 м f 1 = 3,5 тс/м 2 h 1 = 2,0 м R = 500 тс/м 2 2 = 3,15м f 2 = 4,8 тс/м 2 h 2 = 1,9 м А = 0,09 м 2

Z 3 = 5,05м f 3 = 5,6 тс/м 2 h 3 = 1,9 м L = 10м

Z 4 = 6,9 м f 4 = 6,0 тс/м 2 h 4 = 1,8 м U = 1.2м

Z 5 = 8,9 м f 5 = 6,3 тс/м 2 h 5 = 1,4 м= 1 * [1 * 500 * 0,09 + 1,2 * (3.5*2.0+4.8*1.9+5.6*1.9+6.0*1.8+6.3*1.4)] = 100,7 тс/м2

Определяем необходимое количество свай.

с = N I *1.2/ Fd, шт I = (Qоп + Qпр + Nвр + Qр)*1.1, где Qр = Vр* ? Б

Qр = (3,2*10,5*2)*(2,5-1) = 98 т I = (490+129+600+98)*1.1 = 1448,7 т с = 1448,7*1,2/100,7 = 17,3 ? 18 свай

Теги: Проектирование фундамента мелкого заложения Курсовая работа (теория) Строительство

1.1 Обработка физико–механических характеристик грунтов и оценка грунтовых условий.

1.2 Проверка прочности перереза по обрезу фундамента.

1.3 Проверка несущей способности основания на равные подошвы фундамента.

2. Проектирование фундамента глубокого заложения.

2.1 Выбор типа и материала свай.

2.2 Назначение размеров низкого свайного ростверка и нагрузок на него.

2.3 Оценка грунтовых условий и назначения длины свай.

2.4 Определение несущей способности сваи.

2.5 Определение количества свай и расположение их в ростверка.

2.6 Определение расчетной вертикальной погрузки на срез.

2.7 Определение заказанной длины свай.

2.8 Проверка свайного фундамента как условного сплошного.

2.9 Определение оседания свайного фундамента.

Расчеты к проведению работ по сооружению свайного фундамента.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

1.1 Обработать данные физико-механических характеристик грунтов и оценить грунтовые условия

В задаче на выполнение курсовой работы задаются такие нормативные физико-механические характеристики пластов грунтов площадки строительства: удельный вес грунта g (кН/м 3 ), удельный вес материала частиц грунта g_s (кН/м 3 ), влажность грунта на границе текучести и раскатывание W_L и W_P, естественная влажность W, удельное сцепление C_n (кПа), угол внутреннего трения j_n (град).

Все расчеты основ должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунта X, определенных за формулой

где X_П – нормативное значение данной характеристики;

g_g – коэффициент надежности грунта, что принимается: для удельного сцепления – C - g_g = 1,5, для угла внутреннего трения j - g_g = 1,1, если песчаные, и g_g = 1,15, если грунты глинистые; для остатка характеристик грунта равняется 1.

Для определения расчетного сопротивления грунтов основания необходимо вычислить и те характеристики грунта каждого пласта, которых не хватает, провести анализ и оценку их несущей способности. Основными характеристиками при определении свойств прочности для песчаных и глинистых грунтов есть коэффициент пористости е, ступени влажности S_r1, а для глинистых грунтов – и показатель текучести I_L. Коэффициент пористости

где - удельный вес материала частиц грунта, кН/м 3 ;

- удельный вес сухого грунта (скелета грунта);

где - удельный вес грунта, кН/м 3 ;

- весовая влажность в долях единицы,

где - удельный вес воды, равняется 10 кН/м 3 ,

где - влажность на границе раскатывания; - влажность на границе текучести; - число пластичности.

Удельный вес песчаных грунтов, супесков, мулов, расположенных ниже горизонта грунтовой или поверхностной воды, определяется с учетом действия воды, которая взвешивает вес, а суглинков, глин – в соответствии с (1, п. 7.6).

1 пласт, песок мелкий.

1.Удельный вес грунта

1 группа предельных состояний 2 группа граничных состояний

γ₂=18,5- 0,3=18,2 кН/м 3 γ₂=18,5 – 0,1=18,4 кН/м 3

2.Угол внутреннего трения