Проектирование фундамента жилого дома на 40 квартир

ГОУВПО

ДВГУПС

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Изыскания»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ФУНДАМЕНТА ЖИЛОГО ДОМА

НА 40 КВАРТИР

 

 

 

 

 

 

                                                                    Выполнил: Премет Ж.Е.

                                                                                        группа 432

Проверил: Михайлин Р.Г.

 

 

 

 

 

 

 

Хабаровск

2009

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В соответствии с заданием необходимо запроектировать фундаменты для  жилого дома в 2-х вариантах:

1) фундаменты мелкого заложения на естественном основании;

2) свайные фундаменты.

Схема здания приведена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – Жилой дом на 40 квартир

Нагрузки, действующие в уровне обреза фундамента, по расчетным 

данным сечения приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Нормативные нагрузки на обрезах фундамента

Вариант схемы здания	Номер фундамента	Нагрузки
		N11, кH	M11, кH	Fn11, кH
Жилой дом (вариант №13)	2 3	330 260	- 3	- -

 

Вариант геологического разреза и  исходные данные физико-механические характеристики грунтов строительной площадки приведены соответственно в таблицах 1.2 и 1.3-1.4.

Таблица 1.2 – Вариант геологического разреза

Номер геологического разреза	Номер грунтов Отметка подошвы слоя				Отметка У.Г.В.
4	4 0,4	30 5,4	20 11,4	44	-5,400

 

По данным таблицы 1.2 строится геологический  разрез рисунок 1.2.

 

 

 

Номер грунта	Наименование грунта	Удельный вес γ , кН/м3	Удельные вес частиц грунта γ s, кН/м3	Влажность W, доли единиц	Влажность на границе текучести WL,%	Влажность на границе раскатывания, Wр, %	Удельное сцепление С, кПа	Угол внутреннего трения, φ, град	Модуль общей деформации Е, кПа
4	Растительный грунт	14,9	-	-	-	-	-
30	Глинистый грунт	20,0	27,2	0,13	17	13	42	24	35000
20	Песок	18,1	26,7	0,13	-	-	1	35	330
44	Глинистый грунт	18,0	27,1	0,26	55	24	41	17	16000

Рисунок 1.2 – Геологический разрез

Таблица 1.3 – Нормативные характеристики грунтов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строительная площадка находится  в Де Кастри и характеризуется  следующими данными:

-нормативная глубина промерзания грунтов 1,96м;

-уровень подземных вод (У.П.В.)  - 5,4

 

Таблица 1.4 – Гранулометрический состав песчаных грунтов

№ грунта (по табл. 1.2)	Размер частиц, мм
	>10	10-5	5-2	2-1	1-0.5	0.5-0.25	0.25-0.1	<0.1
20	-	1	12	11	14	15	30	17

 

Примечание: содержание отдельных  фракций дано в процентах

 

Определяем наименование песчаных грунтов по гранулометрическому  составу:

№20– песок мелкий

2. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ  УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

На основании известных исходных данных физических характеристик грунта определяем недостающие вычисляемые характеристики, а по ним определяем наименование грунтов и их несущую способность (расчетное сопротивление). Все результаты вычислений сводятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

Показатель	Обозначение, ед.изм.	Номер геологического слоя				Формулы для расчета
		4-й	30-й	20-й	44-й
Удельный вес твердых частиц	γs, кН/м3	-	27,2	26,7	27,1	Из задания
Удельный вес грунта	γ, кН/м3	14,9	20,0	18,1	18,0	Из задания
Влажность	W, д.е.	-	0,13	0,13	0,26	Из задания
Удельный вес скелета грунта	γd, кН/м3	14,9	17,69	16,02	14,29
Коэффициент пористости	е	-	0,54	0,66	0,89
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии	γsb, кН/м3	-	11,17	10,06	9,05
Коэффициент водонасыщения	Sr	-	0,66	0,53	0,79
Граница текучести	WL, %	-	17	-	55	Из задания
Граница раскатывания	WP,%	-	13	-	24	Из задания
Число пластичности	IP, %	-	4	-	31
Показатель текучести	IL	-	-1	-	0,94
Модуль общей деформации	Е, кПа	-	35000	33000	16000	Из задания
Угол внутреннего трения грунта	φ, град	-	24	35	17	Из задания
Удельное сцепление	с, кПа	-	42	1	41	Из задания
Наименование песчаных грунтов  по е и Sr			-	Песок мелкий средней плотности Водонасыщение среднее	-	прил.4, табл.2, 3
Наименование глинистых грунтов по Ip и IL		-	Супесь твердая	-	Глина твердая	прил.4, табл.4, 5
Расчетное сопротивление грунтов	Ro, кПа	-	300	500	300	табл. 2.2, 2.3

 

По данным таблицы 2.1 строим геологическую  колонку и эпюру расчетных  давлений (рис.2.1)

 

Рисунок 2.1 – Геологическая колонка  и эпюра R₀

Вывод: площадка пригодна для строительства  сооружения. Все слои основания являются несущими.

Проектирование фундаментов осуществляется по двум группам предельных напряжений: по несущей способности; по деформациям.

В расчетах используются расчетные  характеристики грунта, которые определяются по формуле:

,      (2.1)

где Х_n  - нормативное значение данной характеристики грунта;

– коэффициент надежности по грунту (см. табл. 2.2)

Все расчеты сведены в таблицу 2.3.

Таблица 2.2 – Коэффициенты надежности по грунту

Характеристики грунта	γg при расчетах
	По несущей способности	По деформациям

Удельное сцепление С Угол внутреннего трения φ Удельный вес грунта γ Модуль общей деформации Е

1.3 1.1 1.1 1.0

1.1 1.05 1.05 1.0

 

 

 

 

 

Таблица 2.3 – расчетные характеристики грунтов

№ слоя	Наименование грунта	Норм	1,3	1,1	Норм	1,1	1,05	Норм	1,1	1,05	1,0
		сн	сI	сII	φн	φI	φII	γн	γI	γII	ЕII
1	Насыпной грунт	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Супесь твёрдая	38	29,23	34,55	20	18,18	19,05	20	18,18	19,05	30000
3		1	0,77	0,91	40	36,36	38,10	18,2	16,55	17,33	40000
4	Глина твердая	25	19,23	22,73	21	19,09	20,00	19,1	17,36	18,19	19000

 

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО  ЗАЛОЖЕНИЯ НА  ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ

3.1. Определение глубины заложения  подошвы фундамента

Глубину заложения определяем по трём факторам:

1) по конструктивным особенностям

2) по инженерно геологическим характеристикам

3) по глубине сезонного промерзания грунта (для наружных стен)

необходимо произвести расчет для  трёх сечений данных в задании:

сечение 2 – внутренняя стена с  подвалом

сечение 3 – наружная стена без подвала

 

РАСЧЕТ:

сечение 2: фундамент ленточный, внутренняя стена с подвалом

1) = 2,2+0,5-1,0=1,7 м.

2) = 0,5 м;

 

сечение 3 : фундамент ленточный, наружная стена, без подвала

1) = 0,5 м.

2) = 0,5 м;

3) = 2,35×0,6=1,41 м;

 

Вывод:  для всех сечений принимаем глубину заложения 1,7 м.

3.2 Определение размеров подошвы фундамента

Форма и размеры фундамента в  плоскости обреза определяются размерами  толщины стены. Площадь подошвы  в первом приближении определяется по формуле:

,       (3.1)

где – расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, кН (см задание);  – расчетное сопротивление грунта основания, кПа (по табл. 2.2) =254,05 кПа; – средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м³, принимаемый равным 20 кН/м³, а при наличии подвала 16 кН/м³; – глубина заложения фундамента от планировочной отметки, = 1,7 м.

Сечение 2:  2,38; назначаем b=2,4 м.

Сечение 3:  1,45; назначаем b=1,6 м

3.3. Определение сопротивления грунта

По полученной в п.3.2 величине b и глубине заложения d, определяем расчетное сопротивление грунта R, кПа по формуле

,   (3.2)

где , - коэффициенты условий работы, принимаемые по табл.3.3 [1] =1,25, =1,1;

- коэффициент, принимаемый  =1, т.к. прочностные характеристики грунта и определены непосредственными испытаниями;

, , - коэффициенты, принимаемые по табл.3.4[1] в зависимости от =19,05 град: =0,47, =2,89, =5,48;

- коэффициент, принимаемый  =1, т.к. <10м;

- осредненное расчетное значение  удельного веса грунтов, залегающих  ниже подошвы фундамента;

- то же, залегающих выше подошвы; 

- расчетное значение удельного  сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (по табл.2.3), = 34,55 кПа;

- глубина заложения фундаментов  бесподвальных сооружений от  уровня планировки или приведенная  глубина заложения наружных или  внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

,     (3.3)

где - толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, =0,5 м; - толщина пола конструкции подвала, назначаемая 0,1 м; - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, приминаем 24 кН/м³;

= 0,53 м; 

- глубина подвала – расстояние  от уровня планировки до уровня пола подвала,

=1,7 – 0,53 = 1,17 м;

 

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы в  пределах глубины  , определяется по формуле

,      (3.4)

где - мощность i-го слоя грунта; - удельный вес i-го слоя грунта.

= 19,6 кН/м³.

Сечение 2:

390,10 кПа

Сечение 3

412,00 кПа

3.4. Уточнение размеров фундамента и расчетного сопротивления грунта

Уточняем размеры подошвы фундамента по формуле (3.1), подставляя вместо вычисленное :

Сечение 2:  1,42 м; назначаем b=1,6 м;

Сечение 3:  0,85 м; назначаем b=1,0м.

 

Полученные размеры подошвы  отличаются от ранее принятых, поэтому  необходимо уточнить значения расчетного сопротивления грунта основания  при вновь принятых размерах подошвы  фундамента

 

Сечение 2:

390,10 кПа

Сечение 3

412,00 кПа

3.5. Конструирование фундамента

Конструируем ленточный фундамент  из сборного железобетона.

 

Сечение 2: фундамент под внутреннюю стену (толщина 380 мм) с подвалом состоит  из железобетонной подушки марки ФЛ 16.12 и 3-х блоков марки ФБС 24.3.6;

 

Сечение 3: фундамент под наружную стену (толщина 510 мм) без подвала  состоит из железобетонной подушки  марки ФЛ 10.12 и 3-х блоков марки  ФБС 24.4.6;

 

Схемы сечений 2 и 3 приведены на рис. 3.1 – 3.2.

Рисунок 3.1 – Схема фундамента в  сечении 2

Рисунок 3.2 – Схема фундамента в  сечении 3

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ  И КУСТОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ

4.1. Определение расчетных нагрузок

Расчет свайных фундаментов  и их оснований производят по предельным состояниям двух групп:

1) по первой группе – по  прочности конструкций свай, свайных  ростверков; по несущей способности  грунта основания свайных фундаментов  и свай; по устойчивости оснований  свайных фундаментов в целом  при горизонтальных нагрузках  или основаниях, ограниченных нисходящими откосами;

2) по второй группе – по  осадкам оснований свайных фундаментов  от вертикальных нагрузок; по  перемещениям свай от действия  вертикальных, горизонтальных нагрузок  и моментов; по образованию или  раскрытию трещин в элементах железобетонных конструкций.

При выполнении расчетов по первой группе предельных состояний принимают  расчетные нагрузки, которые вычисляют  по формулам: