Строительство и архитектура \ Основания и фундаменты

Проектирование фундамента промышленного здания в городе Междуреченск на грунте, состоящем из 3 слоев (супесь, суглинок, песок средней крупности)

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Исходные данные для проектирования

Инженерно-геологические условия

Таблица 1

Вариант	Место строительства	Грунтовые условия
Вариант	Место строительства	I	II	III	ÑУ.Г.В.
12	Междуреченск	25	15	4	-

Таблица 2

№	Наименование грунта	Плотность частиц г/см³	Плотность грунта г/см³	Влажность	Коэффициент пористости	Влажность на границе раскатывания	Влажность на границе текучести	Угол внутреннего трения , рад	Сцепление , кг/см²	Модуль деформации , МПа
1	Суглинок	2,72	1,85	0,20	0,73	0,18	0,26	20	0,20	150
2	Супесь	2,7	2,13	0,185	0,50	0,13	0,222	24	0,22	150
3	Песок средней крупности	2,65	2,03	0,180	0,54	-	-	40	0,01	300

Конструктивная схема здания

Примечание:

Стены здания из панелей мм, мм.

Опирание всех ферм на колонны.

Температура внутри производственного здания .

Стены здания условно не показаны.

Сбор нагрузок на фундаменты

, где

- ширина стены;

- высота стены ;

- вес стены;

-коэффициент, учитывающий вид стены.

кН;

кН.

фундамент №	Нагрузки от колонн						Нагрузки от стен
фундамент №	Колонна	Грузовая площадь	Единичная нагрузка	, т	, тм	, т	Грузовая площадь, м²	Единичная нагрузка, кН/м²	Коэффициент уменьшения нагрузки	, кН
Ф-1	А-1	31,5	2,42	76,4	11,5	2,0	40,98	3	0,5	61,47
Ф-1	А-1	31,5	2,42	76,4	11,5	2,0	143,43	3	1	430,29
Ф-2	Б-1	63	1,64	103,4	-13,4	0,5	286,86	3	1	860,58
Ф-3	А-2	63	1,21	76,4	11,5	2,0	81,96	3	0,5	122,94
Ф-4	Б-2	126	0,82	103,4	-13,4	0,5	-	-	-	-

Анализ инженерно-геологических условий

Вычисление производных характеристик физического состояния грунтов

Так как первый инженерно-геологический слой разреза будет явно являться опорным пластом для фундаментов мелкого заложения, в полном объёме вычисление производных характеристик проведём только для него. Для ниже расположенных инженерно-геологических элементов, которые будут использоваться при проектировании свайных фундаментов, ограничимся только показателями классификации.

Вычисление производных характеристик физического состояния грунтов I слоя

Плотность сухого грунта: г/м³.

Удельный вес грунта: кН/м³.

кН/м³.

Коэффициент пористости: д.е.

д.е.

Степень влажности: д.е.

Влажность полного водонасыщения .

Удельный вес грунта с учётом взвешивающего действия частиц .

Таблица 3

№	Расчетные показатели физических свойств грунта	Обозначение	Грунт №25	Грунт №15	Грунт №4
1	Плотность сухого грунта, т/м3:		1,54	1,797	1,7203
2	Удельный вес грунта, кН/м3:		18,5	21,3	20,3
3	Удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³		27	27	26,5
4	Удельный вес сухого грунта, кН/м3:		15,4	17,97	17,203
5	Коэффициент пористости грунта:		0,75	0,5025	0,5404
6	Пористость грунта:		0,43	0,3344	0,3508
7	Объем минеральных частиц в единице объема грунта:		0,57	0,6656	0,6492
8	Влажность полного водонасыщения:		0,27	0,186	0,2039
9	Удельный вес грунта при учете взвешивающего действия воды, кН/м3 :		9,72	11,3144	10,7115

Классификация грунтов для всех трёх слоёв.

Алгоритм классификации глинистых грунтов

I Слой

Уточнение разновидности. Число пластичности: - суглинок.

Определение консистенции (состояние по пластичности): - полутвердая консистенция.

Исследование на просадочность: коэффициент пористости , т.к. и . Вероятность наличия просадочных свойств данного грунта высокая, но по результатам дополнительных прямых исследований наличие просадочных свойств не подтверждается.

Исследование на набухание - вероятность набухания очень мала.

Классификация по степени сжимаемости МПа – средней сжимаемости.

II Слой

Уточнение разновидности: - супесь.

- мягкопластичная консистенция.

Исследование на просадочность: ; ; - грунт водо-насыщенный. По дополнительным исследованиям наличие просадочных свойств не подтверждается.

Исследование на набухание - вероятность набухания очень мала.

Классификация по степени сжимаемости МПа – средней сжимаемости.

Алгоритм классификации для песчаных грунтов

III Слой

Грансостав: песок средней крупности.

Плотность: - песок малой плотности.

Степень водонасыщения: - грунт водонасыщен.

МПа – грунт малосжимаемый.

Выбор конкурирующих вариантов фундаментов

В настоящее время наиболее распространёнными типами фундаментов являются фундаменты мелкого заложения (сборные или монолитные) и свайные (железобетонные забивные).

Выбираем 2 варианта фундаментов для вариантного проектирования:

фундаменты мелкого заложения из монолитного железобетона;

свайные забивные железобетонные фундаменты.

Фундаменты мелкого заложения

Определение нормативной и расчётной глубины заложения фундаментов

Факторы, оказывающие влияние на глубину заложения:

конструктивная глубина заложения;

морозное пучение грунта;

величина нагрузки.

Нормативная глубина промерзания грунта в г. Междуреченске

Расчетная глубина промерзания грунта под фундаментом №1:

; где

при t=18 ⁰C (в промздании)

м.

Выбор глубины заложения фундаментов

Учет конструктивных требований.

Колонна двухветвевая.

Из учета конструктивных требований отметка глубины заложения –1,6 м, округляем до –1,8. Отметка планировки: -0,15

Учет влияния морозного пучения.

Согласно требований СНиП глубина заложения фундамента №1 должна быть не менее d_fn=1,15 м

Итак выбираем глубину заложения ,м от уровня пола (0,000).

Подбетонка из бетона класса В2,5.

Назначение размеров подошвы фундамента по величине расчетного сопротивления грунта основания

1. Определяем расчетное условное сопротивления грунта Rусл.

2. Определяем требуемой площади подошвы фундамента Атр.

3.Определения размеров в плане.

а) Конструктивное требования b/a=0.6-0.8 м -отношения меньшей стороны к большой.

Округляем кратным 0,3м а=3.0м b=2.1 м.

Проверка.

Краевые напряжения от одного момента.

Все краевые условия выполняются.

Угловые напряжения:

Условие выполняется.

Окончательно принимаю размеры фундамента Ф-1 а=3.0 b=2.1.

Проверка расчетов на компьютере

Расчёт размеров подошвы ФМЗ

ПРОВЕРКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1. КОЭФ. НАДЕЖН. 1.00

КОЛ.Ф-ТОВ 4

CP.BEC24.00

2. КОЭФ.УСЛОВИЙ РАБОТЫ 1.200, 1.200, 1.200, 1.200,

3. КОЭФ.УСЛОВИЙ РАБОТЫ 1.000, 1.000, 1.000, 1.000,

4. УГОЛ ТРЕНИЯ20.000,20.000,20.000,20.000,

5. УД.ВЕС ВЫШЕ18.500,18.500,18.500,18.500,

6. УД.ВЕС НИЖЕ21.300,21.300,21.300,21.300,

7. СЦЕПЛЕНИЕ 2.000, 2.000, 2.000, 2.000,

8. БОЛЬШАЯ СТОРОНА 3.000, 3.600, 2.700, 2.700,

9. ШАГ .300, .300, .300, .300,

10.ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ 1.800, 1.800, 1.800, 1.800,

11. НАГРУЗКА 1.256, 1.895, .887, 1.034,

12. ОТНОШ.СТОРОН .700, .670, .670, .670,

13. ГЛУБИНА ДО ПОЛА .000, .000, .000, .000,

14. МОМЕНТ ПО БОЛЬШЕЙ СТОРОНЕ .180, .140, .180, .140,

15. МОМЕНТ ПО МЕНЬШЕЙ СТОРОНЕ .160, .340, .000, .000,

ТАБЛИЦА 1

**************************************************************************

* НОМЕР * БОЛЬШИЙ * МЕНЬШИЙ * СРЕДНЕЕ * РАСЧЕТНОЕ * МАКСИМ. *

* ФУНДА-* РАЗМЕР * РАЗМЕР * ДАВЛЕНИЕ * СОПРОТИВЛЕ-* КРАЕВОЕ *

* МЕНТА * ПОДОШВЫ * ПОДОШВЫ * * НИЕ ГРУНТА * ДАВЛЕНИЕ Б *

* * M * M * T/KB.M * T/KB.M * T/KB.M *

**************************************************************************

* * * * * * *

* 1 * .30000E+01* .21000E+01* .43399E+02* .16345E+03* .43472E+02*

* 2 * .36000E+01* .24120E+01* .43418E+02* .16755E+03* .43516E+02*

* 3 * .27000E+01* .18090E+01* .43382E+02* .15962E+03* .43382E+02*

* 4 * .27000E+01* .18090E+01* .43412E+02* .15962E+03* .43412E+02*

* * * * * * *

ТАБЛИЦА 2

**************************************************************************

* НОМЕР * МИНИМАЛ. * МАКСИМ. * МИНИМАЛ. * МАКСИМ. * МИНИМАЛ. *

* ФУНДА-* КРАЕВОЕ * КРАЕВОЕ * КРАЕВОЕ * УГЛОВОЕ * УГЛОВОЕ *

* МЕНТА * ДАВЛЕНИЕ Б * ДАВЛЕНИЕ Д * ДАВЛЕНИЕ Д * ДАВЛЕYBT * ДАВЛЕНИЕ *

* * T/KB.M * T/KB.M * T/KB.M * T/KB.M * T/KB.M *

**************************************************************************

* * * * * * *

* 1 * .43327E+02* .43457E+02* .43342E+02* .43529E+02* .43270E+02*

* 2 * .43321E+02* .43445E+02* .43391E+02* .43543E+02* .43294E+02*

* 3 * .43382E+02* .43463E+02* .43300E+02* .43463E+02* .43300E+02*

* 4 * .43412E+02* .43475E+02* .43348E+02* .43475E+02* .43348E+02*

* * * * * * *

**************************************************************************

РАСЧЁТ ОСАДКИ ФМЗ

ПРОВЕРКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1. КОЛ. ФУНДАМЕНТОВ= 4

2. КОЛ. ПЛАСТОВ ГРУНТОВ= 4, 4, 4, 4,

3. РАЗМЕРЫ МЕНЬШЕЙ СТОРОНЫ= 2.100, 2.400, 1.800, 2.100,

4. ГЛУБИНА ФУНДАМЕНТА= 2.100, 2.100, 2.100, 2.100,

5. ОТНОШЕНИЕ БОЛЬШЕЙ СТОРОНЫ К МЕНЬШЕЙ= .700, .700, .700, .700,

6. СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК= 242.527, 188.543, 152.699, 170.854,

7. УДЕЛЬНЫЕ ВЕСА ПЛАСТОВ ГРУНТА=

18.500, 18.500, 21.300, 20.300,

8. МОДУЛЬ ДЕФОРМАЦИИ=

15000.000,15000.000,15000.000,30000.000,

9. ГЛУБИНА ЗАЛЕГАНИЯ ПОДОШВЫ КАЖДОГО ПЛАСТА=

.000, 2.100, 6.300, 7.140,

ТАБЛИЦА 1

=========================================================

! НОМЕР РАСЧИТЫВАЕМОГО ! ОСАДКИ ! ГЛУБИНА СЖИМАЕМОЙ !

! ФУНДАМЕНТА ! М ! ТОЛЩИ, М !

=========================================================

! 1 ! .1696E-01 ! .3780E+01 !

! 2 ! .1402E-01 ! .4020E+01 !

! 3 ! .7862E-02 ! .2820E+01 !

! 4 ! .1099E-01 ! .3780E+01 !

=========================================================

Проектирование свайных фундаментов.

К разработке принимаются свайные фундаменты из унифицированных железобетонных свай призматического продольного сечения и квадратного поперечного сечения (заводского изготовления).

Ростверки из монолитного железобетона. Свайное поле компонуется в виде отдельных кустов.

Назначение глубины заложения ростверка.

Конструктивно расстояние от дна стакана до низа подошвы должно быть ³ 400мм.

Ф-1 глубина заложения d_p= 1900мм ;

Ф-2 глубина заложения d_p= 1900мм ;

Ф-3 глубина заложения d_p= 1900мм ;

Ф-4 глубина заложения d_p= 1900мм ;

Морозное пучение.

Глубина промерзания грунта под ростверком №1 d_f=1.38м.

По геологическому разрезу с учетом физико-механических свойств грунтов выбор генеральные размеров свай.

Исходя из того, что в геологическом разрезе самым выгодным для погружения в него свай, является слой №3-песок средней крупности. По ГОСТ 19804.1-79 принимаем сваи длинной L=9 м с шириной грани d=300мм - сваи сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой марки С9-30.