Введение
В данном курсовом проекте нам необходимо запроектировать основания и фундаменты. Что бы произвести выбор конструктивного и объемно-планировочного решения здания необходимо провести обследование инженерно- геологических условий площадки строительства.

Важной задачей данного курсового проекта является изучение возможности дальнейшей экономии материалов за счет резервов несущей способности оснований.

Необходимо произвести расчет оснований по деформациям с соблюдением условия, что бы расчетные осадки были меньше предельно допустимых значений, указанных в строительных нормах.

Для более экономичного варианта фундамента необходимо выполнить расчет по II группе предельного состояния (расчет по деформации).

1 Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

1.1 Определение наименования грунтов, их состояния, величины условного расчетного сопротивления
Рассмотрим грунты, данные о свойствах которых представлены в задании.

Образец грунта №1, Скв 2  растительный слой.

Образец грунта №2, Скв 2 Для определения грунта вычисляется число пластичности
I_p = W_L – W_p , (1.1)
I_p =18,2-15,5=2,7 ,
что в соответствии с ГОСТ 25100-95 находится в интервале 1 ≤ I_r  7.

Следовательно, исследуемый грунт  супесь.

Разновидность грунта определяется по показателю текучести
I_L = (W - W_p)/(W_L - W_p), (1.2)
I_L = (13,3 – 15,5)/(18,2 – 15,5) = -0,8.
Следовательно, исследуемая супесь - твердый.

Дополнительно вычисляем коэффициент пористости
e = (_s/)·(1+W)-1, (1.3)
e = (27/21)·(1+0,133)-1 = 0,46.
В соответствии с прил. 3 при I_L=-0,8 и e=0,46 условное расчетное сопротивление R₀=300 кПа.

Полное наименование исследуемого грунта супесь твердый, R₀=300 кПа.

Образец грунта №3, скважина 2. Тип грунта определяется по гранулометрическому составу, приведенному в соответствующей строке исходных данных о свойствах грунтов.

В исследуемом грунте вес частиц крупнее 0,1 мм составляет
75 %  50 %.
Таким образом, данный песок  мелкий.

Вид песка определяется по коэффициенту пористости по формуле (1.3)

e = (26,7/18,9)·(1+0,084)-1 = 0,53.
Следовательно, исследуемый песок  плотный.

Разновидность песка определяется по степени влажности, как
S_r = (W · _s)/(e · _w), (1.1.4)
S_r = (0,084·26,7)/(0,53·10) = 0,43,
что находится в пределах 0 < S

---

_r ≤ 0,5 .Следовательно, песок маловлажный.

При e = 0,53 условное расчетное сопротивление для песка плотного R₀=400 кПа.

Полное наименование исследуемого грунта: песок мелкий, маловлажный, R₀ = 400 кПа.
Образец грунта №4, Скв 2. Тип грунта определяется по гранулометрическому составу, приведенному в соответствующей строке исходных данных о свойствах грунтов.

В исследуемом грунте вес частиц крупнее 0,25 мм составляет
55,9 %  50 %.
Таким образом, данный песок  средней крупности.

Вид песка определяется по коэффициенту пористости по формуле (1.3)

e = (27/20,4)·(1+0,22)-1 = 0,6.
Следовательно, исследуемый песок  средней плотности.

Разновидность песка определяется по степени влажности, как
S_r = (W · _s)/(e · _w), (1.1.4)
S_r = (0,22·27)/(0,6·10) = 0,99,
что находится в пределах 0,8 < S_r ≤ 1 .Следовательно, песок насыщений водой.

При e = 0,6 условное расчетное сопротивление для песка плотного R₀=400 кПа.

Полное наименование исследуемого грунта: песок средней крупности, насыщенный водой, R₀ = 400 кПа.

Образец грунта №5, Скв 2. Для определения грунта вычисляется число пластичности по формуле (1.1):
I_p =38,9-22,9=16;
что в соответствии с ГОСТ 25100-95 находится в интервале 7< I_r ≤17. Следовательно, исследуемый грунт  суглинки.

Разновидность грунта определяется по показателю текучести по формуле (1.1.2)
I_L = (28,9 – 22,9)/(38,9 – 22,9) = 0,375.
Следовательно, исследуемая суглинки - тугопластичные.

Дополнительно вычисляем коэффициент пористости по формуле (1.3)
e = (27,3/19,13)·(1+0,289)-1 = 0,84.
В соответствии с прил. 3 при I_L = 0,375 и e = 0,84 условное расчетное сопротивление R₀ = 300 кПа.

Полное наименование исследуемого грунта суглинки тугопластичная, R₀=300 кПа.

Рисунок 1 – Геологический разрез по скважинам
1.2 Оценка геологического строения площадки
Из построенного геологического разреза следует, что грунты строительной площадки имеют слоистое напластование с согласным залеганием слоев, близких к горизонтальным и выдержанных по поверхности.

В толще грунтов залегают грунтовые подземные воды с абсолютной отметкой уровня 146,7 м.

Подземные воды неагрессивны к бетону. Напластование грунтов по оси проектируемого фундамента. С поверхности залегает растительный слой мощностью 1,2 м, абсолютная отметка кровли слоя 158,1 м, подошвы 156,9 м. Далее залегает слой супесь пластичная мощностью 2,1 м. абсолютная отметка кровли  156,9 м, подошвы  154,8 м. Ниже залегает суглинок мягкопластичный мощностью 1,7 м, абсолютная отметка кровли слоя 154,8 м, подошвы  153,1 м. Далее залегает глина тугопластичная мощностью 6,28 м, абсолютная отметка кровли  153,1 м, подошвы 146,82 м. Ниже залегает песок средней крупности и средней плотности мощностью 4,36 м, абсолютная отметка кровли  146,82 м, подошвы  142,46 м

---

2 Фундамент мелкого заложения на естественном основании

2.1 Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения фундаментов определяется в соответствии с учетом глубин сезонного промерзания грунта, положения УГВ (уровень грунтовых вод), теплового режима и конструктивных особенностей сооружения.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов d_fn=2 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунтов определяется как
d_f = k_h·d_fn, (2.1)
d_f =2,4·1,1 = 2,64 м.
где k_h  коэффициент влияния теплового режима сооружения; для наружных и внутренних фундаментов неотапляемых зданий k_h=1,1.

Из конструктивных требований при отсутствии подвала, минимальная глубина заложения столбчатого фундамента под железобетонную колонну d_k определяется как
d_k = h’+0,2 м, (2.2)
d_k = 1+0,2 = 1,2 м.
где h'  глубина заделки колонны в фундамент h'=1 м.

0,2 м  минимальная толщина дна стакана, м.

Проверяем условие недопущения морозного пучения грунтов основания. Для этого вычисляем глубину расположения УГВ, d_=11,4 м, и величину d_f+2,0=2,64+2=4,64 м. В данном случае d_  d_f + 2,0 (11,4 м  3,8 м). В этом случае для супеси пластичной глубина заложения фундамента не менее d_f. Т.к. верхний слой является насыпью неслежавшейся, то располагаем подошву фундамента в нижележащем слое – в супеси пластичной и применяем опалубку. Окончательно с учетом всех требований глубина заложения фундамента принимается равной d_f = 2,64 м.
2.2 Определение размеров подошвы внецентренно-нагруженного фундамента мелкого заложения под колонну промышленного здания
Определение оптимальных размеров подошвы отдельных внецентренно-нагруженных фундаментов под колоны производится методом последовательных приближений в следующем порядке:

а) определяется требуемая площадь подошвы фундамента как центрально-нагруженного

A = N^p/(R₀-·d₁), (2.1)
A = 3000/(400-20·2,64) = 8,64 м²,
где N^P  расчетное значение вертикальной нагрузки на обрез фундамента, которое определяется при коэффициенте надежности по нагрузке _f, равным _f=1, N^P=3000 кН;

R₀  ориентировочное значение расчетного сопротивления грунта основания в уровне подошвы фундамента, определяемое по эпюре R₀ геологического разреза, R₀=400 кПа;

d₁  глубина заложения подошвы фундамента, d

---

₁= м.
б) определяются размеры подошвы фундамента в плане, как имеющую квадратную форму
b = A, (2.2)
b = 8,64 = 3 м.
в) уточняется величина расчетного сопротивления грунта основания для квадратного фундамента с шириной подошвы b=3 м
R = (_c1·_c2)/k·[M_·k_z·b·_II+M_q·d₁·’_II+(M₀-1)·d_h·’_II+M_c·c_II], (2.3)
R = (1,25·1)/1·[0,23·1·3·16,97+1,94·1,8·17,56+4,42 12] = 157,6 кПа,
где k  коэффициент надежности, k=1;

_c1, _c2  коэффициенты условий работы, _c1 = 1,25; _c2 = 1;

M_, M_q, M_c  коэффициенты принимаемые по СНиП в зависимости от угла внутреннего трения грунта основания фундамента , для супеси пластичной при =12º, M_=0,23; M_q=1,94; M_c=4,42;

k_z  коэффициент, принимаемый равным при b<10 м k_z=1;

_II, '_II  осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента

C_II=12 кПа;

d_b  глубина подвала, d_b=0 м;

b  ширина подошвы фундамента, b=3 м.
г) вычисляется эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента как
e_x = M_x/N, (2.2.4)
где M_x  Расчетное значение суммарного изгибающего момента, передаваемого фундаментом на основание в уровне подошвы;

N  расчетное значение вертикальной нагрузки на основание включая вес конструкций, грунта на его ступенях и т.п.
M_x = M^p+Q^p·d₁, (2.2.5)
где M^p, Q^p – соответственно расчетные значения изгибающего момента и поперечного усилия в основном сочетании при _f = 1,0.
M^p = 1·1000 = 1000 кН·м;
Q^p = 1·130 = 130 кН.
M_x = 1000+130·1,8 = 1234 кН·м.
N = N_p+G, (2.2.6)
где N^p = 1100 кН.
G = 1·b²··d₁ (2.2.7)
G = 1·3²·20·1,8 = 324 кН.
N = 2000+324 = 2324 кН.
Тогда:
e_x = 1234/2324= 0,53 м.
Поскольку:
e_x=0,53>0,033b=0,0333=0,099 м,
но меньше
l/6 = 3/6 = 0,5 м,
Принимается прямоугольная в плане подошва фундамента, для чего увеличивается ее размер в направлении изгибающего момента. Для этого вычисляется коэффициент увеличения k₀ по формуле
k₀ = (N+N²+24M_x·(0,4·b·d₁+1,2·N/b))/0,8·(b²·d₁+3·N), (2.8)

k₀ = (1945,2+1945,2²+24·175·(0,4·2,2·1,5+(1,2·1945,2/2,2))/0,8·

·(2,2²·1,5+3·1945,2) = 1,1.
С учетом вычисленного значения k₀ длина подошвы внецентренно-нагруженного фундамента под колонну определяется как
l = k₀·b, (2.9)
l = 1,2·3 = 3,6 м.
Принимаем l=3,6 м. Окончательно принимаем монолитный столбчатый фундамент с размерами подошвы l=3,6 м, b=3 м.

---

д) проверяют краевые напряжения под подошвой фундамента исходя из трапециевидной эпюры давления:
P^max_min = M_x/A·(1(6·e_x/l), (2.10)
где N  расчетное значение вертикальной нагрузки на основание, включая вес фундамента, грунта на его ступенях:
N = N^p+G, (2.11)
N = 1·2000+3·3,6·20·1,8·1 = 2388,8 кН.
A  площадь подошвы фундамента
А = 3·3,6 = 10,8 м².
M_x  расчетное значение изгибающего момента относительно центра подошвы фундамента по формуле (2.2.5)
M_x = 1·1000+130·1,8·1 = 1234 кНм.
е_x  эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента по формуле (2.4)
e_x = 1234/2388,8 = 0,52 м.
l  размер подошвы фундамента в направлении действия момента = 3,6 м.
P^max = 2388,8/10.8·(1+(6·0,52/3,6) = 192,4,
P_min = 2388,8/10.8·(1_(6·0,52/3,6) = 28,8.
При правильном, экономичном подборе размеров подошвы фундамента должны выполняться условия:

1. 
   P_max≤1,2 R; 192,4 кПа  157,6 кПа  выполняется.
   
2. 
   P_min>0, т. е. для минимального давления ограничение не введено, но оно должно быть больше нуля, т.е. не должно быть отрыва части подошвы фундамента от грунта в результате появления растягивающих напряжений, когда P_min со знаком «минус», 28,8 кПа>0  выполняется.
   
3. 
   P₀

Следовательно фундамент запроектирован экономично.

Окончательно принимаем трехступенчатый фундамент с габаритами подошвы l=3,6 м; b=3 м; d₁=1,8 м и высотой ступней, при высоте плитной части – 750мм: h₁ = 300 мм, h₂ = 450 мм.

Рисунок 2 – Монолитный фундамент под колонну




Рисунок 3 – Монолитный фундамент под колонну
2.3 Сметная стоимость возведения фундамента
Объем земляных работ при разработке котлована
V₁ = 1/3·H·(S₁+S₂+√S₁·S₂), (2.3.1)
V₁ = 1/3·1,8·(18,4+45,07+√18,4·45,07) = 55,36 м³.
Расход монолитного бетона
V₂ = 3·3,6·0,45+3·3,6·0,3+3·3,6·1,05= 19,44 м³.
Расход бетона на устройство подготовки толщиной 100 мм
V₃ = 10,8·0,1 = 1,08 м³.
3 Фундамент глубокого заложения

По конструктивным соображениям, условиям производства работ принимается свайный фундамент с забивными железобетонными сваями и ростверком (возможны другие конструктивные решения свай и фундаментов глубокого заложения).
3.1 Определение основных размеров

---

Смотрите также файлы

• Лабораторная работа. Администрирование Linux Модуль Инсталляция системы Установка операционной системы.docx

• Подтягивания на перекладине.doc

• Суммативное оценивание за раздел Облачные технологии Задания.docx

• Факультет Химия жне химиялы технология Орындаан хо, 3топ магистранты, Сардан Б. М. Жетекші.docx

• Решение n4 Главное квантовое число. Последний электрон находится на 4 уровне.docx