Пылевато – глинистые грунты по консистенции

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Предисловие

Методические указания по курсу «Основания и фундаменты» содержат указания по расчету оснований и фундаментов в различных инженерных и гидрогеологических условиях, связанных с оценкой инженерно –геологических условий конкретной строительной площадки и конструктивных особенностей сооружения в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП).

При защите курсовой работы студент должен показать знания, полученные при прохождении курса «Основания и фундаменты», и умение их применять при проектировании фундаментов зданий и сооружений. Методические указания составлены в последовательности, которая рекомендуется для выполнения работы и для составления пояснительной записки в соответствии с действующими нормативными документами по строительству.

1. Выбор варианта задания на проектирование

Индивидуальное задание на проектирование выбирается по табл. 1 в соответствии с шифром студента.

В задачу курсовой работы входит расчет и конструирование фундаментов сооружения для двух основных сечений несущих конструкций. Разрабатывается фундамент двух типов: фундамент мелкого заложения на естественном основании и свайный фундамент из забивных свай. Выбор основного типа фундамента производится на основании технико – экономического сравнения.

Выбор задания на курсовую работу:

Номер схемы сооружения принимается по предпоследней цифре шифра, а вариант размеров и нагрузок по последней цифре шифра (нечетный вариант размеров и нагрузок при нечетной последней цифре шифра, а четный – если цифра четная). Рис. 1-10 (приложение).

Таблица 1

Усилия на обрезах фундаментов от рабочих нагрузок в невыгодных сочетаниях

№ схемы и названия сооружений	Вариант размеров	№ фундаментов	Максимальная расчетная нагрузка т (тс/пог.м) « N»	Момент «М», тс « N»	Место строительства
1	2	3	4	5	6
Схема № 1 Административное здание	четный ℓ=6	1 2 3 4	28,0 200 212 185	-1,9 3,2 -11,6	г. Москва
Схема № 1 Административное здание	нечетный ℓ=9 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	21 108 205 130	-2,0 3,9 - -10,1	г. Санкт - Петербург
Схема № 2 Склад	четный ℓ= 9	1 2 3 4	68 150 110 53	-10,8 +9,0 12,6 6,0	г. Сыктывкар
Схема № 2 Склад	нечетный ℓ=12 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	46 168 173 68	-3,1 + 12,4 20 6,4	г. Караганда
Схема № 3 Вычислительный центр железной дороги	четный	1 2 3 4	126 91 246 274	-3,2 - 9,6 -25	г. Тула
Схема № 3 Вычислительный центр железной дороги	нечетный подвал в осях А- Б	1 2 3 4	120 72 270 254	-5,4 - -22 -18	г. Калуга

Продолжение табл. 1

1	2	3	4	5	6
Схема № 4 Котельная	четный ℓ=4 ℓ=6	1 2 3 4	57 80 58 180	- - -2,2 2,80	г. Мариуполь
Схема № 4 Котельная	нечетный ℓ=3 ℓ=5 ℓ=3	1 2 3 4	49 52 110 130	-3,0 2,9 - 2,40	г. Ереван
Схема № 5 Вокзал	четный ℓ=4	1 2 3 4	34 48 32 17	-3,2 2,8 - -	г. Новокузнецк
Схема № 5 Вокзал	нечетный ℓ=18 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	26 52 40 14	- 2,3 1,8 -	г. Кемерово
Схема № 6 Жилой дом	четный 7 этажей	1 2 3 4	52 95 48 38	- - - -	г. Рязань
Схема № 6 Жилой дом	нечетный 10 этажей	1 2 3 4	56 84 40 37	- - - -	г. Чебоксары
Схема № 7 Электровозное депо	четный ℓ= 24 ℓ= 12	1 2 3 4	94 103 65 76	2,3 2,6 + 12 2,9	г. Рига
Схема № 7 Электровозное депо	нечетный ℓ= 18 ℓ= 9	1 2 3 4	100 130 68 87	1,8 1,0 2,4	г. Таллин
Схема № 8 Вагоноремонтное депо	четный ℓ=21	1 2 3 4	103 107 84 34	3,2 -1,2 - 2,8	г. Воронеж
Схема № 8 Вагоноремонтное депо	нечетный ℓ=18	1 2 3 4	93 106 75 26,3	2,6 -1,0 - 2,0	г. Ярославль
Схема № 9 Бункерная галерея	четный ℓ=12 ℓ=6	1 2 3 4	940 16,4 13 54	+ 32 - - -	г. Томск
Схема № 9 Бункерная галерея	нечетный ℓ=10 ℓ=5	1 2 3 4	87 25 30 62	+ 2,7 - - -	г. Тюмень
Схема № 10 Ремонтный цех	четный ℓ=15	1 2 3 4	86 43 150 78	6,7 - -5,6 -	г. Губкин
	нечетный ℓ=12	1 2 3 4	104 75 138 64	4,8 - -4,2 -	г. Орск

Примечание: схема 11, 12 выбирается по согласованию с преподавателем.

Таблица 1-а

Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов (рис. 11-15 в Приложении), (номера грунтов даны на вариантах геологических условий. Вариант принимается по последней цифре шифра). При этом номере пласта без скобок принимается для шифра, оканчивающегося цифрами от 0 до 4, а в скобках – для шифров, оканчивающихся цифрами от 5 до 9.

№ грунтов

Наименование грунта

Для расчета по деформациям

ρ ,

г/см

W , %

, %

Wp , %

Eo ,

кГс /см

Kф,

См/с

m ,

МПа

γ _n, г/см

φ _n, град с _n, кГс/см

Глина

1,80 14 0,25 2,67 38 49 29 70 3,2*10^-8 0,135 2 1,81 16 0,20 2,70 39 45 27 60 2,2*10^-8 0,145 3 1,82 15 0,16 2,68 40 44 26 50 2,3*10^-8 0,075 4

Суглинок

1,95 22 0,35 2,64 16 26 10 210 2,3*10^-6 0,106 5 1,85 20 0,30 2,65 30 40 26 110 4,4*10^-7 0,128 6 1,90 19 0,25 2,66 32 38 25 100 2,8*10^-7 0,088 7 1,82 18 0,14 2,67 29 37 23 115 2,6*10^-7 0,195 8 1,83 17 0,16 2,69 30 39 33 90 2,7*10^-7 0,085 9 1,80 17 0,10 2,67 40 43 30 80 1,6*10^-7 0,075 10

Супесь

1,84 19 0,08 2,65 19 22 16 170 2,6*10^-5 0,18 11 1,90 22 0,12 2,66 21 25 17 135 2,4*10^-5 0,065 12 1,93 18 0,08 2,65 28 30 26 70 1,4*10^-5 0,055 13

Песок средней крупности

1,95 33 - 2,66 19 - - 300 3,3*10^-2 0,035 14 1,98 35 - 2,63 17 - - 380 2,4*10^-2 0,04 15

Песок пылеватый

1,92 32 - 2,64 25 - - 160 8,7*10^-4 0,025 16 1,98 35 - 2,65 28 - - 105 2,8*10^-4 0,035 17

Глина

1,95 28 0,45 2,68 32 52 29 200 2,9*10^-10 0,195 18 1,90 20 0,38 2,70 30 50 27 170 1,9*10^-8 0,095

Пример: Шифр студента 287656. Номер схемы сооружения 5 (вокзал). Размеры и нагрузки по четному варианту (таблица 1). Вариант геологических условий – 6. Из геологических разрезов студент принимает номера грунтов в скобках, т.е. по табл. 1-а 11- супесь; 6 – суглинок.

Работа должна содержать: титульный лист (образец титульного листа прилагается); подробную расчетно-пояснительную записку с обоснованием принятых решений с расчетами и схемами (объем 25-30 стр.).

Оформление записки. Записка разделяется на главы со сквозной их нумерацией.

При выполнении курсовой работы все расчеты выполняются в размеренности международной системы единицы (СИ). Ниже для величин дан перевод в систему СИ.

1. Сила, нагрузки, вес – 1Н.

1 кгс = 9,81*Н ~ 10 Н;

1 тс = 9,81 * 10³, Н ~10 кН ~0,01 МН.

2. Давление (напряжение):

1 кГс/см² = 10 Тс/м²= 100 кПа (100 кН/м²) = 0,1 МПа

3. Удельный вес: 1 Тс/ м³= 10 кН/ м³ = 0,01 МН/ м³

Ι. Порядок выполнения курсовой работы

1. Определение нагрузок на фундамент

Перед началом проектирования фундамента необходимо изучить конструктивное решение сооружения, характер передачи нагрузок на фундаменты (несущие стены, каркас, под колонны).

Типы нагрузок (нормативные, расчетные), их виды (постоянные, кратковременные) и сочетание (основное, дополнительное, особое) определяются в соответствии со СНиП 2.01.07-85(1).

Выбираются два расчетных сечения в задании или сооружении, для которых будут проектироваться фундаменты (например, под наружную и внутреннюю стены и др.).

2. Построение плана площадки

Копируется картина горизонтали, отметки горизонталей (рис. 11-15). Строится инженерно – геологический профиль (разрез). На этот же разрез выписывают полученные значения физических и механических характеристик грунтов.

3. Оценка физико–механических свойств грунтов в основании сооружения (ГОСТ 25100-82)

3.1.Для заданного варианта грунтовых условий производим предварительное разделение грунтов на глинистые и песчаные. К пылевато – глинистым относятся грунты, имеющие влажность на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p (табл. 2). Оценка физико –механических характеристик слоев грунта проводим по каждому слою, с целью возможности использования его в качестве естественного основания.

3.2. Определение типа и наименования пылевато –глинистого грунта проводим по числу пластичности “I_p” и показателю (индексу) текучести “I ”

I_p= (W_a - W_p)_*100%, (1)

I_L= , (2)

где W – естественная (природная) влажность грунта.

По табл. 2 определяем тип грунтов, а по табл. 3 его состояние.

Таблица 2

Тип пылевато – глинистого грунта	Показатели (число) пластичности
Суспесь	0,01 I_p 0.07
Суглинок	0.07 I_p 0.17
Глина	0.17 I_p

Таблица 3

Таблица 4 Наименование песков		Плотность песков
п лотные	с редней плотности	рыхлые
пески гравелистые, крупнозернистые и средней крупности	ℓ < 0.55	0.55≤ ℓ ≤0.7	ℓ > 0.7
мелкие	ℓ < 0.60	0.6≤ ℓ ≤0.75	ℓ > 0.75
пылеватые	ℓ < 0.60	0.6≤ ℓ ≤0.8	ℓ > 0.8

Степень влажности определяется:

(4)

Таблица 6

Наименование песчанных грунтов по степени влажности

Классификация песчаных грунтов	Степень влажности
Маловлажный	0 Sr 0.5
Влажный	0.5 Sr 0.8
Насыщенный водой	0.8 Sr 1

После оценки свойств грунтов основания студентом определяется значение Rо условного расчетного сопротивления грунта с последующим определением ориентировочных размеров фундамента в плане (А) (см. табл. 7).

Таблица 7

Расчетные сопротивления Rо песчаных грунтов в кПа, (кГс/см2)

Пылевато-глинистые грунты	Коэффициент пористости	Значения R , кПа (кГс см2) при показателе текучести грунта*
Пылевато-глинистые грунты	Коэффициент пористости	I_L = 0	I_L = 1
Супеси	0,5	300(3)	300(3)
Супеси	0,7	250(2,5)	200(2)
Суглинки	0,5	300(3)	250(2,5)
	0,7	250(2,5)	180(1,8)
	1,0	200(2)	100(1)
Глины	0,5	600(6)	400(4)
	0,6	500(5)	300(3)
	0,8	300(3)	200(2)
	1,1	250(2,5)	100(1)

* - Примечание: Для пылевато – глинистых грунтов о промежуточным значениям е и I_L допускается определять интерполяцией, сначала по t затем по I_L_.При t<0.5 и I_L = 0 величина Ro принимается соответственно при e= 0.5 и I_L= 0.

(5)

где А – примерная площадь подошвы, м2;

– расчетное значение удельной плотности объема тела фундамента и грунта на его обрезах. Принимаем для подвальных зданий = 17 кН/м3, для бесподвальных = 20 кН/м3;

N - расчетная нагрузка на фундамент, то (кН);

d– расчетная глубина заложения (м) фундамента определяется по п. 2,25 [2], м. СНиП 2.02.01-83;

Ro – условное расчетное сопротивление грунта, табл. 7.

Глубина заложения фундамента определяется из условия промерзания: нормативная d и расчетная d глубина промерзания определяется для заданного района по п.п. 2.26-2.32 СниП 2.02.01-83

d = d , (6)

где Mt- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур (табл. 1) [3];

d – величина, принимаемая равной, Mt- для суглинков, глин – 0,23; супесей, песков мелких и пылевых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупно-обломочных грунтов – 0,34.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d , м определяется по формуле:

d = Kn * d , (7)

где Kn – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для фундаментов неотапливаемых сооружений Kn = 1,1 а для отапливаемых по табл. 1 СНиП 2.02.01-83.

Учитывается конструктивная высота подвала в зданиях. Если подошва фундамента попадает на слабый слой (Ro – не нормируется), необходимо изменить глубину заложения и выбрать несущий слой, путем анализа инженерно-геологических условий.

4. Расчет оснований для фундаментов мелкого заложения по двум группам предельных состояний по несущей способности и деформациям

4.1. Расчеты производятся для фундамента мелкого

заложения на естественном основании и для свайного варианта фундаментов, для одного сечения (например, для ленточного фундамента под стену (на 1 п. м стены) или под колонну).

Расчет по несущей способности производят, исходя из теории линейной деформируемой среды, где среднее давление под подошвой фундамента ограничивается развитием зон пластических деформаций под краями фундамента до глубины не более 0,25 ширины подошвы фундамента. Такое давление называется расчетным сопротивлением грунта основания R. После принятия размеров подошвы фундамента (или условного фундамента для свайного варианта) проверяется условие:

р ≤R, (8)

где р – среднее давление под подошвой фундамента.

Для внецентренних нагруженных фундаментов проверяется условие:

р ≤ 1, 2 R, (9)

где р – давление у края подошвы внецентренно нагруженного фундамента.

При относительном эксцентриситете: е/L≤ 1/6

(10)

где р – сумма вертикальных нагрузок и веса фундамента и грунта на его обрезах р = 20 кН/м3

А – площадь подошвы фундамента;

М – момент от равнодействующей всех нагрузок по подошве фундамента

W – момент сопротивления площади подошвы фундамента.

Расчетное сопротивление грунтов основания равно (формула 7 СНиП 2.02.01-83)

(11)

где и – коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 3 [2], табл. 8 М.У.;

К – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. в курсовом проекте характеристики прочности грунта “φ” и “с”определены по результатам непосредственных испытаний;

Мγ, Мq, Mc – коэффициенты, принимаемые по табл. 9 М.У. в зависимости от угла внутреннего трения φ слоя грунта, залегающего под подошвой фундамента;

Kz – коэффициент, принимаемый равным 1;

γ –расчетное значение удельного веса слоя грунта залегающего под подошвой фундамента;

γ - то же, залегающего выше подошвы;

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

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

= (12)

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

h – толщина конструкции пола подвала, м;

γ = 24 кН/м3 или (Tс/м3) – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала;

– глубина подвала принимается при ширине сооружения меньше 20 м – = 2 м; при L>= 20 м = 0.

Таблица 8

Грунты	Коэффициент
1	2
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых	1,4
Пески мелкие	1,3
Пески:
- пылеватые, маловлажные и влажные	1,25
- насыщенные водой	1,1
Пылевато-глинистые (супеси, суглинки и глины с показателем текучести грунта I_L ≤ 0.25)	1.25
тоже при 0.25≤ I_L ≤0,5	1,2
тоже при I_L ≥0,5	1,1

Таблица 9

Расчетное значение угла

внутреннего трения, град, « »

Коэффициенты

1 2 3 4 0 0.00 1.00 3.14 2 0,03 1,12 3,32 4 0,06 1,25 3,51 6 0,10 1,39 3,71 8 0,14 1,55 3,93 1 2 3 4 10 0,18 1,73 4,17 12 0,23 1,94 4,42 14 0,29 2,17 4,69 16 0,36 2,43 5,00 18 0,43 2,72 5,31 20 0,51 3,06 5,66 22 0,61 3,44 6,04 24 0,72 3,87 6,45 26 0,84 4,37 6,90 28 0,98 4,93 7,40 30 1,15 5,59 7,95 32 1,34 6,35 8,55 34 1,55 7,21 9,21 36 1,81 8,25 9,98 38 2,11 9,44 10,80 40 2,46 10,84 11,73 42 2,87 12,50 12,77 44 3,37 14,48 13,96 45 3,66 15,64 14,64

4.2. Конструирование монолитного фундамента

После проверки условия р ≤R или р ≤ 1, 2 R производится конструирование монолитного бетонного или железобетонного фундамента, определение формы, размеров его элементов по высоте. Для колонн принимается квадратный в плане фундамент, когда b =ℓ, а для стен конструирование ведется на 1 п.м фундамента, т.е. ℓ = 1 м. По высоте фундаменту придают ступенчатую форму, под колонны - форму стаканного типа, для стен возможна трапециевидная форма. Предельный угол распределения давления в плане принимается для бетонных фундаментов (α = 35^о), а для железобетонных (α = 45^о). В зависимости от общей высоты ступеней (h , h и т.д.) не должна превышать 0,9 м и быть кратной 0.15 м, минимальная высота ступени – 0.3 м, а ширина ступеней должна быть кратной 0,1 м.

5. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Определение осадки выполняется для центральной оси фундамента в следующей последовательности (приложение 2 СниП 2.02.01-83) (рис. 16).

5.1. Изображаются контуры проектируемого фундамента и напластования грунта в масштабе 1:100.

5.2. Справа от вертикальной оси строится эпюра вертикальных природных давлений (от собственного веса грунта)

(13)

с учетом взвешивающего действия воды и водоупора, где

– удельный вес природного грунта, кН/м3

– толщина слоя i м.

5.3 Слева от вертикальной оси строится эпюра дополнительных давлений .

На подошве фундамента дополнительное (уплотняющее) давление при Z =0

= - ,

где – среднее давление под подошвой фундамента от сооружения и веса фундамента;

– природное напряжение на уровне подошвы фундамента.

5.4. Основание под фундаментом, в пределах сжимаемой толщи, разбивается на элементарные слои, однородрые по сжимаемости (с одинаковым модулем деформации).

Толщина элементарного слоя hi =< 0,4 b .

5.5. По рис. 16 определяется глубина Zi от подошвы фундамента для всех элементарных слоев до нижней границы сжимаемой толщи из условия = 0,2 .

- ), (14)

где

ℓ и b длина и ширина фундамента. Для ленточного фундамента под стену n >= 10

Определяется по формуле и расчет представлен в табл. 10.

Таблица 10

Определение конечной осадки фундамента

		α	= кН/м	кН/м	кН/м	S см
1	3	4	5	6	7	8

Значение коэффициента α, который зависит от параметров m и n, определяется по табл. 11.

Эпюры природного и дополнительного давления вычерчиваются в одинаковом масштабе.

Таблица 11

Значение коэффициента α для вычисления сжимающих напряжений Р_доп

и
	1	1,4	2,0	2,4	10 и более (ленточный фундамент)
1	2	3	4	5	6
0,0	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,960	0,972	0,976	0,976	0,977
0,8	0,800	0,848	0,870	0,875	0,881
1,2	0,606	0,682	0,727	0,757	0,755
1,6	0,449	0,532	0,593	0,612	0,642
2,0	0,334	0,414	0,481	0,505	0,550
2,4	0,257	0,325	0,392	0,419	0,477
1	2	3	4	5	6
2,8	0,201	0,260	0,321	0,350	0,420
3,2	0,160	0,210	0,267	0,294	0,370
3,6	0,130	0,173	0,224	0,250	0,337
4,0	0,108	0,145	0,189	0,214	0,304
4,4	0,090	0,122	0,163	0,185	0,280
4,8	0,077	0,105	0,141	0,161	0,258
5,2	0,066	0,091	0,123	0,141	0,239
5,6	0,058	0,079	0,108	0,124	0,228
6,0	0,051	0,070	0,095	0,110	0,208
6,4	0,045	0,062	0,085	0,098	0,190
6,8	0,040	0,055	0,076	0,088	0,184
7,2	0,040	0,049	0,068	0,080	0,175
7,6	0,032	0,044	0,062	0,072	0,166
8,0	0,029	0,040	0,056	0,066	0,158
8,4	0,026	0,037	0,051	0,060	0,150
8,8	0,024	0,034	0,047	0,055	0,144
9,2	0,022	0,031	0,043	0,051	0,137
9,6	0,020	0,028	0,040	0,047	0,132
10,0	0,019	0,026	0,037	0,044	0,126
10,4	0,017	0,024	0,031	0,040	0,122
10,8	0,016	0,032	0,029	0,037	0,117
11,2	0,015	0,021	0,027	0,035	0,113
11,6	0,014	0,020	0,025	0,033	0,109
12,0	0,013	0,018	0,023	0,031	0,106

Для определения границы сжимаемой толщи на эпюру накладывается вспомогательная эпюра 0,2 и устанавливается точка их пересечения.

5.6. Осадка S основания вычисляется по следующей формуле:

(15)

где β – безразмерный коэффициент равный 0,8

–среднее значение дополнительного нормального напряжения в середине i-го слоя

Ei – модуль деформации i-го слоя

n – число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.

Расчет осадки удобнее вести в табличной форме (табл. 10 – стоблцы 1, 6, 7, 8). Значение – определяется как полусумма напряжений на верхней и нижней границах слоя.

Таблица 12

Нормативные значения удельного сцепления с^н(МПа) угла внутреннего трения “φ” (градусов) и модуля деформации Е₀ (МПа) песчаных грунтов (независимо от влажности)

Вид песчаных грунтов	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости “ ℓ ”
Вид песчаных грунтов	Обозначения характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75
Гравийные и крупные	СН φН Е	0,002 43 50	0,001 40 40	- 38 30	- - -
Средней крупности	СН φН Е	0,003 40 50	0,002 38 40	0,001 35 30	- -
Мелкие	СН φН Е	0,006 38 48	0,004 36 38	0,002 32 28	- 28 18
Пылеватые	СН φН Е	0,008 36 39	0,006 34 23	0,004 30 18	0,002 26 11

Проверяется условие: S расч≤S пред ,

где S пред – предельные деформации основания определяются по приложению 4 СНиП 2.02.01-83 стр. 38-39.

Таблица 13

Нормативные значения модуля деформации глинистых грунтов Е₀, МПа

Соотношение сторон а /b

при М₀

0,10 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,10 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,10 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 1 1,3 1,20 1,26 1,37 1,58 2,02 0,96 1,01 1,07 1,17 1,34 1,71 0,89 0,94 0,99 1,08 1,24 1,58 1,5 1,37 1,45 1,53 1,66 1,91 2,44 0,16 1,23 1,30 1,40 1,62 2,07 1,09 1,15 1,21 1,32 1,52 1,94 2 1,55 1,63 1,72 1,88 2,16 2,76 1,31 1,39 1,47 1,60 1,83 2,34 1,23 1,30 1,37 1,49 1,72 2,20 3 1,81 1,90 2,01 2,18 2,51 3,21 1,55 1,63 1,73 1,89 2,15 2,75 1,46 1,54 1,62 1,76 2,01 2,59 4 1,99 2,09 2,21 2,41 2,77 3,53 1,72 1,81 1,92 2,09 2,39 3,06 1,63 1,72 1,81 1,97 2,26 2,90 5 2,13 2,24 2,37 2,58 2,96 3,79 1,85 1,95 2,07 2,25 2,57 3,29 1,74 1,84 1,94 2,22 2,42 3,10 6 2,25 2,37 2,50 2,72 3,14 4,00 1,98 2,09 2,21 2,41 2,76 3,53 - - - - - - 7 2,35 2,47 2,61 2,84 3,26 4,18 2,06 2,18 2,31 2,51 2,87 3,67 - - - - - - 8 2,43 2,56 2,70 2,94 3,38 4,32 2,14 2,26 2,40 2,61 2,98 3,82 - - - - - - 9 2,51 2,64 2,79 3,03 3,49 4,46 2,21 2,34 2,47 2,69 3,08 3,92 - - - - - - 10 и более 2,58 2,71 2,88 3,12 3,58 4,58 2,27 2,40 2,54 2,77 3,17 4,05 2,15 2,26 2,38 2,60 2,98 2,82

Примечание: - для центра тяжести гибкого фундамента; - для средней осадки жестких фундаментов; - для осадки абсолютно жесткого фундамента

Для курсовой работы сжимаемость грунтов можно оценивать по приведенным данным:

супеси: β=0,74; 0,000045(кПа) ;

мелкие пески: β=0,74; 0,00001(кПа) ;

средние и крупнозернистые

пески: β=0,74; 0,00002(кПа) ;

суглинки: β=0,74; 0,000055(кПа) ;

Z_i - расстояние от точки, соответствующей глубине Н, до середины рассматриваемого слоя. Полученная величина полной осадки сравнивается с предельно допустимой по СНиП 2.02.01-83, Приложение 4 [2].

Таблица 15

U	N	t = TN , год	St = U S*	Вывод: St
0	0			По точкам строится график затухания осадков во времени
0,2	0,02
0,3	0,06
0,4	0,13
0,5	0,24
0,6	0,42
0,7	0,69
0,8	1,08
0,9	1,77
0,98	3,49

Учитывая, что водопроницаемость грунтов с глубиной уменьшается, расчет ведет по схеме с направлением фильтрации вверх.

Средний коэффициент фильтрации для всей сжимаемой толщи

. (22)

Для того чтобы показатель Т имел наименьшее численное значение и для упрощения вычисления, размерность Cv принимаем в см2/год (например, С v = 1.52*10^-2 см/с х 3,17*10^-7= 4,81*10⁵= 481000 см²/год), затем определяем:

(23)

И сводим вычисление осадки в табл. 15.

Глубина погруже-

Ния ниж-

Него конца

сваи Z ₀ , м

Крупных

средней крупности мелких пыле-ватых

R для глинистых грунтов при показателе консистенции I _α

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 3 7,5 6,6 / 4,0 3,0 3,1 / 2,0 2,0 / 1,2 1,10 0,60 4 8,3 6,8 / 5,1 3,8 3,2 / 2,5 2,1 / 1,6 1,25 0,70 5 8,8 7,0 / 6,2 4,0 3,4 / 2,8 2,2 / 2,0 1,30 0,80 7 9,7 7,3 / 6,9 4,3 3,7 / 3,3 2,4 / 2,2 1,40 0,85 10 10,5 7,7 / 7,3 5,0 4,0 / 3,5 2,6 / 2,4 1,50 0,90 15 11,7 8,2 / 7,5 5,6 4,4 / 4,0 2,9 1,65 1,00 20 12,6 8,5 6,2 4,8 / 4,5 3,2 1,80 1,10 25 13,4 9,0 6,8 5,2 3,5 1,95 1,20 30 14,2 9,5 7,4 5,6 3,8 2,10 1,30 35 15,0 10,0 8,0 6,0 4,1 2,25 1,40

Примечание: 1) над чертой даны значения R для песков, под чертой – для глинистых грунтов.

2) Для промежуточных значений глубины погружения Z или показателя консистенции Z_α (для пылевато-глинистых грунтов) расчетное сопротивление определяется интерполяцией.

3) Для пылевато-глинистых грунтов I_α 0 расчетное сопротивление R определяетя как для I_α = 0/

4) Для плотных песчаных грунтов значения R необходимо умножать на 1,6 (т.е. увеличивать на 60%), но R должно быть не более 20 МПа.

Таблица 18

Расчетные сопротивления по боковой поверхности свай f_i, кПа

Средняя глубина Расположения слоя Z_i , м грунта	f_i – для песчаных грунтов средней плотности сложения
	Крупных и средней крупности		Мелких		пыле- ватых	-	-	-	-	-	-
	для глинистых грунтов при показателе консистенции I _α
	0,2	0,3		0,4		0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	35	23		15		12	8	4	4	3	2
2	42	30		21		17	12	7	5	4	4
3	48	35		25		20	14	8	7	6	5
4	53	38		27		22	16	9	8	7	5
5	56	40		29		24	17	10	8	7	6
6	58	42		31		25	18	10	8	7	6
8	62	44		33		26	19	10	8	7	6
10	65	46		34		27	19	10	8	7	6
15	72	51		38		28	20	11	8	7	6
20	79	56		41		30	20	12	8	7	6
25	86	61		44		32	20	12	8	7	6
30	93	66		47		34	21	12	9	8	7
35	100	70		50		36	22	13	9	8	7

Примечание: 1. При определении f_i необходимо учитывать следующее: для пылевато-глинистых грунтов с показателем консистенции I_α < 0,2 определение расчетных сопротивлений f_i ведется как для I_α = 0,2.

2. Для плотных песчаных грунтов значение f_i необходимо увеличить на 30%, т.е. умножить на 1,3.

Таким образом, несущая способность сваи по боковой поверхности равна:

F _бок = и F _острия = А∙ (γ _c _ℓ ∙ R) (25)

F_d = F _бок + F _ост (26)

Допускаемая нагрузка на сваю по грунту:

(27)

где - коэффициент надежности, зависящий от вида сооружения и способа определения F_d (см. II.3.10 СНиП 2.02.03-85).

Определение количества свай и конструирование ростверка

Находится количество свай n, необходимое для передачи на основание расчетной нагрузки от сооружения по формуле:

(28)

где α – эмпирический коэффициент, зависящий от вида свайного фундамента; для ленточного фундамента (под стену) α = 7,5; для столбчатого (под колонну) α = 9,0;

γ_рост = 24 25 кН / м³ – удельный вес железобетонного ростверка.

Размещение свай в плане и определение размеров ростверка производится исходя из того, что расстояние между осями свай должно быть от 3 до 6d, размеры ростверка должны быть минимальными.

Ширина ростверка определяется по формуле:

(29)

где С₀ – расстояние от края ростверка до грани сваи (С₀ = 10 см);

С_р – расстояние между рядами свай, см;

m – количество рядов свай.

Для кустов свай или отдельно стоящих опор сваи следует размещать таким образом, чтобы ростверк получился наиболее компактным. При этом сваи можно располагать по прямоугольной сетке или в шахматном порядке. Между сваями принимается расстояние 3d, а от оси крайней сваи до края ростверка – расстояние, равное d / 2 + С₀.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: Строительное производство, основания и фундаменты

Факультет: строительный

Курсовая работа по дисциплине: «Основания и фундаменты»

Выполнил: студент: (Ф.И.О.), курс, шифр

Руководитель проекта: (Ф.И.О.), ученое звание, степень

К защите дата подпись

Проект защищен с оценкой ________________________

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 25100 – 82. Грунты. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1982.

2. СНиП 2.02.01 – 83. Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1982.

3. СНиП II – I – 82. Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1983.

4. СНиП 2.02.03 – 85. Свайные фундаменты.

5. Долматов В.И. «Механика грунтов, оснвоания и фундаменты». М.: Стройиздат, 1989.

6. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. и др. «Механика грунтов, основания и фундаменты». Учебное пособие для строительных специальностей вузов. М.: Высшая школа, 2002.

7.СП 50-101-2004.

8.СП 50-102-2003.

Буслов Анатолий Семенович

Марголин Владимир Михайлович

Болотина Алла Михайловна

Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине

«Основания и фундаменты»

Отв. редактор: В.М. Марголин

Редактор:

Корректор:

Младший редактор:

РИС. 17

h – глубина заложения фундамента от планировочной отметки (подсыпки или срезки);

h ^/ - глубина заложения фундамента от отметки поверхности природного рельефа;

р – среднее фактическое давление под подошвой фундамента;

р_σ – природное (бытовое) давление в грунте на уровне подошвы фундамента от веса вышележащих грунтов (до отметки природного рельефа);

р_σ _z – природное давление на глубине z ниже подошвы фундамента (или на глубине h ^/ + z от поверхности природного рельефа);

р₀ = р - р_σ – дополнительное (к природному) вертикальное давление на грунт по подошве фундамента;

р₀ _z – дополнительное давление в грунте на глубине z от подошвы фундамента, определяемое по формуле: ;

α – коэффициент, учитывающий изменение по глубине дополнительного давления

Предисловие

1. Выбор варианта задания на проектирование

Индивидуальное задание на проектирование выбирается по табл. 1 в соответствии с шифром студента.

Выбор задания на курсовую работу:

Таблица 1

Усилия на обрезах фундаментов от рабочих нагрузок в невыгодных сочетаниях

№ схемы и названия сооружений	Вариант размеров	№ фундаментов	Максимальная расчетная нагрузка т (тс/пог.м) « N»	Момент «М», тс « N»	Место строительства
1	2	3	4	5	6
Схема № 1 Административное здание	четный ℓ=6	1 2 3 4	28,0 200 212 185	-1,9 3,2 -11,6	г. Москва
Схема № 1 Административное здание	нечетный ℓ=9 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	21 108 205 130	-2,0 3,9 - -10,1	г. Санкт - Петербург
Схема № 2 Склад	четный ℓ= 9	1 2 3 4	68 150 110 53	-10,8 +9,0 12,6 6,0	г. Сыктывкар
Схема № 2 Склад	нечетный ℓ=12 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	46 168 173 68	-3,1 + 12,4 20 6,4	г. Караганда
Схема № 3 Вычислительный центр железной дороги	четный	1 2 3 4	126 91 246 274	-3,2 - 9,6 -25	г. Тула
Схема № 3 Вычислительный центр железной дороги	нечетный подвал в осях А- Б	1 2 3 4	120 72 270 254	-5,4 - -22 -18	г. Калуга

Продолжение табл. 1

1	2	3	4	5	6
Схема № 4 Котельная	четный ℓ=4 ℓ=6	1 2 3 4	57 80 58 180	- - -2,2 2,80	г. Мариуполь
Схема № 4 Котельная	нечетный ℓ=3 ℓ=5 ℓ=3	1 2 3 4	49 52 110 130	-3,0 2,9 - 2,40	г. Ереван
Схема № 5 Вокзал	четный ℓ=4	1 2 3 4	34 48 32 17	-3,2 2,8 - -	г. Новокузнецк
Схема № 5 Вокзал	нечетный ℓ=18 подвал в осях А- Б	1 2 3 4	26 52 40 14	- 2,3 1,8 -	г. Кемерово
Схема № 6 Жилой дом	четный 7 этажей	1 2 3 4	52 95 48 38	- - - -	г. Рязань
Схема № 6 Жилой дом	нечетный 10 этажей	1 2 3 4	56 84 40 37	- - - -	г. Чебоксары
Схема № 7 Электровозное депо	четный ℓ= 24 ℓ= 12	1 2 3 4	94 103 65 76	2,3 2,6 + 12 2,9	г. Рига
Схема № 7 Электровозное депо	нечетный ℓ= 18 ℓ= 9	1 2 3 4	100 130 68 87	1,8 1,0 2,4	г. Таллин
Схема № 8 Вагоноремонтное депо	четный ℓ=21	1 2 3 4	103 107 84 34	3,2 -1,2 - 2,8	г. Воронеж
Схема № 8 Вагоноремонтное депо	нечетный ℓ=18	1 2 3 4	93 106 75 26,3	2,6 -1,0 - 2,0	г. Ярославль
Схема № 9 Бункерная галерея	четный ℓ=12 ℓ=6	1 2 3 4	940 16,4 13 54	+ 32 - - -	г. Томск
Схема № 9 Бункерная галерея	нечетный ℓ=10 ℓ=5	1 2 3 4	87 25 30 62	+ 2,7 - - -	г. Тюмень
Схема № 10 Ремонтный цех	четный ℓ=15	1 2 3 4	86 43 150 78	6,7 - -5,6 -	г. Губкин
	нечетный ℓ=12	1 2 3 4	104 75 138 64	4,8 - -4,2 -	г. Орск

Примечание: схема 11, 12 выбирается по согласованию с преподавателем.

Таблица 1-а

№ грунтов

Наименование грунта

Для расчета по деформациям

ρ ,

г/см

W , %

, %

Wp , %

Eo ,

кГс /см

Kф,

См/с

m ,

МПа

γ _n, г/см

φ _n, град с _n, кГс/см

Глина

1,80 14 0,25 2,67 38 49 29 70 3,2*10^-8 0,135 2 1,81 16 0,20 2,70 39 45 27 60 2,2*10^-8 0,145 3 1,82 15 0,16 2,68 40 44 26 50 2,3*10^-8 0,075 4

Суглинок

Супесь

1,84 19 0,08 2,65 19 22 16 170 2,6*10^-5 0,18 11 1,90 22 0,12 2,66 21 25 17 135 2,4*10^-5 0,065 12 1,93 18 0,08 2,65 28 30 26 70 1,4*10^-5 0,055 13

Песок средней крупности

1,95 33 - 2,66 19 - - 300 3,3*10^-2 0,035 14 1,98 35 - 2,63 17 - - 380 2,4*10^-2 0,04 15

Песок пылеватый

1,92 32 - 2,64 25 - - 160 8,7*10^-4 0,025 16 1,98 35 - 2,65 28 - - 105 2,8*10^-4 0,035 17

Глина

1,95 28 0,45 2,68 32 52 29 200 2,9*10^-10 0,195 18 1,90 20 0,38 2,70 30 50 27 170 1,9*10^-8 0,095

Оформление записки. Записка разделяется на главы со сквозной их нумерацией.

1. Сила, нагрузки, вес – 1Н.

1 кгс = 9,81*Н ~ 10 Н;

1 тс = 9,81 * 10³, Н ~10 кН ~0,01 МН.

2. Давление (напряжение):

1 кГс/см² = 10 Тс/м²= 100 кПа (100 кН/м²) = 0,1 МПа

3. Удельный вес: 1 Тс/ м³= 10 кН/ м³ = 0,01 МН/ м³

Ι. Порядок выполнения курсовой работы

1. Определение нагрузок на фундамент

2. Построение плана площадки

3. Оценка физико–механических свойств грунтов в основании сооружения (ГОСТ 25100-82)

I_p= (W_a - W_p)_*100%, (1)

I_L= , (2)

где W – естественная (природная) влажность грунта.

По табл. 2 определяем тип грунтов, а по табл. 3 его состояние.

Таблица 2

Тип пылевато – глинистого грунта	Показатели (число) пластичности
Суспесь	0,01 I_p 0.07
Суглинок	0.07 I_p 0.17
Глина	0.17 I_p

Таблица 3

Пылевато – глинистые грунты по консистенции		Индекс текучести
Супеси	Твердые	I_L 0
	Пластичные	0 I_L 1
	Текучие	I_L > 1
Суглинки и глины
	Твердые	I
	Полутвердые	0
	Тугопластичные	0,25
	Мягкопластичные	0,50
	Текучепластичные	0,75
	текучие	I

Коэффициент пористости е определяется по формуле:

l = (1+ W) - 1, (3)

где γ - удельный вес грунта естественного сложения (ранее объемный вес), кН/ м³

γ _- удельный вес твердых частиц, кН/ м³

3.3 Определение типа песчаного грунта производится по составу зерен, плотности и влажности, по гранулометрическому составу – по содержанию частиц различной крупности. Для этого последовательно, начиная с самой крупной фракции, суммируются процентные содержания частиц, каждый раз сравнивая полученную сумму с соответствующими величинами табл. 4.

Таблица 4

Дата: 2018-12-21, просмотров: 614.

12 3 4 5 Следующая ⇒