Грунтовые условия строительной площадки

Содержание

 

Введение                                                                                                                           2

1. Грунтовые условия строительной площадки                                                            3

2. Расчет и проектирование фундаментов мелкого заложения                                   7

Заключение                                                                                                                     21

Библиографический список                                                                                           22

 

 

Введение

 

Цель данной работы – проектирование и расчет фундаментов для химического корпуса со стенами из стеновых панелей, внутренний каркас из сборных ж/б колонн с продольным расположением ригелей.

Размеры в плане 27х36 м.

Здание имеет подвал в осях В-Г. Отметка пола подвала – 3 м.

Отметка пола первого этажа 0.00 м  на 0.15 м выше отметки спланированной  поверхности земли.

Место строительства – поселок  Кировский заданы отметки природного рельефа – 38,2м  и уровня грунтовых вод 34,8м .

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 оснований по деформациям, расчет осадки.

Для разработки свайных фундаментов: расчет размеров ростверков, определение  осадки свайных фундаментов, подбор оборудования для погружения свай и  расчетный отказ.

 

1. Грунтовые условия строительной площадки

Определение наименования грунтов по ГОСТ 25100-82

Слой 1- Насыпь

Характеристики  не определяются

2-й слой Пылевато-глинистый

• класс – нескальный грунт
• группа – осадочный несцементированный
• подгруппа – обломочный пылевато-глинистый
• тип – определяется по числу пластичности:
• вид – не определяется т.к. включения отсутствуют
• разновидность – определяется по показателю текучести:

 

- Супесь пластичная

 

• коэффициент пористости

 

 

• Вывод: Супесь, пластичная.

3-й слой Песчаный

• класс – нескальный грунт
• группа – осадочный несцементированный
• подгруппа – обломочный песчаный
• тип – песок Средней крупности
• вид – определяется по коэффициенту пористости:

 

-Средней плотности

 

• разновидность – определяется по степени влажности:

 

• -влажный

 

• засоленность – не определена.

Вывод: песок средней крупности, средней плотности, влажный.

4-й слой Пылевато-глинистый

• класс – нескальный грунт
• группа – осадочный несцементированный
• подгруппа – обломочный пылевато-глинистый
• тип – определяется по числу пластичности:

 

 – значит глина

 

• вид – не определяется т.к. включения отсутствуют
• разновидность – определяется по показателю текучести:

 

• - глина полутвердая

 

• Коэффициент пористости

 

 

Вывод: глина полутвердая.

 

Физико-механические характеристики грунтов

 

1 Слой- насыпь.

2 Слой- супесь пластичная.

e=0.6

E=20 МПа

φ_n=25

c_n=14 кПа

3 Слой- песок  средней крупности, средней плотности,  насыщен водой.

e=0.65

S_r=0.98

φ_n=35

c_n=1 кПа

Е=30 Мпа 

4 Слой- глина полутвердая

e=0.8

I_l=0.095

c_n=73.2 кПа

φ_n=20.4

E=25.6 МПа

 

 

Таблица 1. - Физико-механические свойства грунтов

№ слоя	Мощность слоя  м	Отметка подошвы слоя  м	Полное наименование грунта	Физические характеристики										Механические характеристики
				r  г/см3	rS г/см3	w	e	Sr	WL	WP	IP  %	IL  %	cn  КПа		jn  град	Е  МПа
1	0.5	36,6	Насыпь	1,6	-	-	-	-	-	-	-	-	-		-	-
2	3.9	33,4	Супесь пластичная	1,99	2,72	0.17	0.6	-	0,2	0,14	6	0,5	14		25	20
3	4,6	28,6	Песок средней крупности, средней плотности, насыщен водой.	2	2,67	0.24	0.65	0,98	-	-	-	-	1		35	30
4	7.2	21,4	Глина полутвердая	1,93	2.72	0.28	0.8	-	0.46	0.25	21	0.27	50,5		18,5	19,5

 

 

 

 

Строительная площадка имеет спокойный  рельеф с абсолютной отметкой 38,2м . Грунты имеют слоистое напластование  с выдержанным залеганием слоев. Наблюдается согласное залегание пластов с малым уклоном (i=1-2%). Грунтовые воды залегают на абсолютной отметке 34,8м т.е. на глубине 3,4 от поверхности, и принадлежат к второму слою.

Послойная оценка грунтов:

1-й слой – насыпь, толщиной 1,6 м – как основание не пригоден.

2-й слой – супесь, пластичная. Толщина слоя 3.9 м. Модуль деформации  Е=20 МПа указывает на то, что  данный слой среднесжимаем и  может служить вполне хорошим  естественным основанием, R₀=262,5 кПа следовательно супесь средней прочности.

3-й слой – песок средней  крупности, средней плотности,  насыщен водой, толщиной 4.8 м . По модулю деформации Е=30 МПа  малосжимаем и может служить  хорошим естественным основанием, R₀=400 кПа следовательно песок прочный

4-й слой – глина полутвердая, мощность 7.2 м. По показателю текучести ( I_L=0.27 <0.6) грунт является хорошим естественным основанием. По модулю деформации Е=19,5 грунт сильно сжимаемый-  не пригоден как естественное основание. По прочности R₀=273кПа среднепрочный.

2. Расчет и проектирование  фундаментов мелкого заложения  на естественном основании

 

Глубина заложения фундаментов  назначается в результате совместного  рассмотрения инженерно-геологических  условий строительной площадки, конструктивных и эксплуатационных особенностей зданий и сооружений, величины и характера нагрузки на основание.

Различают нормативную d_fn и расчетную d_f глубину промерзания грунтов.

Нормативная глубина промерзания  d_fn – это среднее ( за срок более 10 лет) значение максимальных глубин промерзания грунтов на открытой площадке.

 

 

здесь:

• d₀ – теплотехнический коэффициент зависящий от вида грунта      (для супесей 0.28)
• M_t – сумма отрицательных температур за зиму в районе строительства.( для поселка Кировский –71,7)

Расчетная глубина промерзания:

 

 

k_h – коэффициент влияния теплового режима здания.

Для фундаментов в бесподвальной  части здания при t=18 градусов:

для части здания с подвалом при  t=5 градусов:

d_f =0.7*2,37=1.659м

Окончательная глубина заложения фундамента из условия промерзания грунтов назначается с учетом уровня подземных вод d_w

В нашем случае d_w=3,4 м

в части здания без подвала: d_f + 2м =3.896м , что >3,4 м

в части здания с подвалом: d_f +2м =3.659м , что >3,4 м

глубину заложения фундамента принимаем не менее d_f.

 

Размеры подошвы фундаментов  подбираются по формулам сопротивления  материалов для внецентренного и  центрального сжатия от действия расчетных  нагрузок.

При расчете нескальных грунтов давление по подошве фундамента не должно превышать условную критическую нагрузку:

 

Р_ср ≤ R

      Р_max≤1.2R

P_min>0

 

R – расчетное сопротивление грунта основания, рассчитывается по формуле, учитывающей совместную работу сооружения и основания и коэффициенты надежности.

 

 

g_C1 и g_C2 – коэффициенты условий работы принимаемые по СНиП т.3

g_C1= 1.2 – для пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылева- то-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя.

0,25< I_L £ 0,5

g_C2= 1.1

К = 1.1 – т.к. прочностные характеристики грунта ( с и j) приняты по таблицам СНиП.

M_g M_g M_c – коэффициенты зависящие от j_II

K_z=1  т.к. b – ширина подошвы фундамента < 10 м.

g_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента

(g_II)¹ – то же, залегающих выше подошвы фундамента.

с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.

Среднее давление по подошве  ф-та:

; ;

N₀ – нагрузка на фундамент

N₀=(N_n+N_вр) g_f ; g_f=1

g_mt – среднее значение удельного веса грунта и бетона.

А – площадь подошвы фундамента

для ленточного А= b×1м

для столбчатого А=b² м

В данном курсовом проекте для определения  размеров подошвы фундамента использован  графоаналитический метод решения.

Стена  по оси  «А» без подвала

Нагрузки:

N₀=1400 кН

Т₀=130 кН

М₀=200 кНм

d=1.8м; Р =1400/b² + 20×1.8=1400/b² + 36 = f₁(b)

P	b
1436	1
386	2
191,5	3
123,5	4