Tgsv : другие произведения.

Основания, Фундаменты И Испытание

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:
  Министерство общего и профессионального
  образования Российской Федерации
  
  
  Мои строительные курсовые http://www.tgsv.hotbox.ru/
  Другие http://zhurnal.lib.ru/r/ryzhkow_a/
   и http://zhurnal.lib.ru/r/r_a_v
  
  
  
  ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
  
  
  Кафедра "ОСНОВАНИЯ, ФУНДАМЕНТЫ И ИСПЫТАНИЕ
  СООРУЖЕНИЙ"
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   Выполнил студент Рыжкова Е.О. шифр 602 -005
  
  
  
  Проверил Нертик А.В.
  
  
  
  
  Томск 2004-04-01
  
  
  
  Содержание
  
   Исходные данные
  1. Анализ инженерно-экологических условий.
  2. Проектирование фундаментов мелкого заложения для промышленных зданий.
  2.1. Назначение глубины заложения фундаментов.
  2.2. Определение основных размеров фундамента.
  2.3. Определение осадок фундаментов.
  3. Проектирование свайных фундаментов.
  3.1. Определение параметров сваи.
  3.2. Определение несущих способностей сваи
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  1. Анализ инженерно-экологических условий
  
   В соответствии с классификационными показателями, взятыми из задания (таблицы результатов определения физических характеристик грунта) определяем вид и разновидность дисперстных грунтов, слагающих площадку.
  
   Образец Љ1. Грунт отобран из скважены Љ1 с глубины 2 м, так как
  WР> 0 и Wl > 0, следовательно грунт глинистый. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IР и по показателю текучести Il .
  1. По числу пластичности IР = Wl - WP = 30 - 18 = 12 %.
   Следовательно, грунт суглинок по табл. 2.2 [1].
  2. По показателю текучести Il = (W - WP) / IP = ( 23 - 18) / 12 = 0,42. Следовательно, суглинок тугопластичный по табл. 2.4 [1].
   Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, следующие характеристики:
  а) плотность сухого грунта ?d по формуле:
  ?d = ? / (1+W) = 19,3 / (1 + 0,23) = 15,7 кн/м3;
  б) коэффициент пористости е по формуле:
  e = (?s / ?d) - 1 = (27,0 / 15,7) - 1 = 0,72;
  Определяем модуль деформации по формуле:
  Е = ?(1 + е) / ? = 0,62*(1 + 0,72) / 0,13 = 8,2 Мпа.
   По табл. 3.4 определяем расчетное сопротивление R0 для
  пылевато- глинистого грунта.
   Рассматриваемый грунт - суглинок тугопластичный с расчетным сопротивлением R0 = 220 кПа.
  
  Образец Љ 2. Грунт отобран из скважены Љ1 с глубины 5 м, так как
  WР > 0 и Wl > 0, следовательно грунт глинистый. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IР и по показателю текучести Il .
  1. По числу пластичности IР = Wl - WP = 53 - 30 = 23 %. Следовательно, грунт глина по табл. 2.2 [1].
  2. По показателю текучести Il = (W - WP) / IP = ( 36 - 30) / 23 = 0,26. Следовательно глина тугопластичная по табл. 2.4 [1].
   Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, следующие характеристики:
  а) плотность сухого грунта ?d по формуле (2.3):
  ?d = ? / (1+W) = 19,2 / (1+0,36) = 14,1 кн/м3;
  б) коэффициент пористости е по формуле (2.4):
  e = (?s / ?d) - 1 = (27,4 / 14,1) - 1 = 0,94;
  Определяем модуль деформации по формуле:
  Е = ?(1 + е) / ? = 0,4*(1 + 0,94) / 0,14 = 5,5 Мпа.
  
  
  
   Образец Љ3. Грунт отобран из скважены Љ 2 с глубины 9 м, так как
  WР> 0 и Wl > 0, следовательно грунт глинистый. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IР и по показателю текучести Il .
  1. По числу пластичности IР = Wl - WP = 16 - 10 = 6 %. Следовательно, грунт супесь по табл. 2.2 [1].
  2. По показателю текучести Il = (W - WP) / IP = ( 16 - 10) / 6 = 1. Следовательно, супесь пластичная по табл. 2.4 [1].
   Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, следующие характеристики:
  а) плотность сухого грунта ?d по формуле (2.3):
  ?d = ? / (1+ W) = 21,8 / (1 + 0,16) = 18,8 кн/м3;
  б) коэффициент пористости е по формуле (2.4):
  e = (?s / ?d) - 1 = (26,7 / 18,8) - 1 = 0,42;
  Определяем модуль деформации по формуле:
  Е = ?(1 + е) / ? = 0,74*(1 + 0,42) / 0,06 = 17,5 Мпа.
  
   Образец Љ 4. Грунт отобран из скважены Љ 2 с глубины 12 м. Так как
  Wp = 0 и Wl =0
   Разновидность грунта определяется по гранулометрическому составу, по коэффициенту пористости е, по коэффициенту насыщения Sr .
   1. По гранулометрическому составу согласно табл. 2.1 методических указаний содержание частиц d > 0,1 мм более 75 % (1+2+12+21+40 = 76 %).
  Следовательно, грунт - песок мелкий.
   2. По коэффициенту пористости е. По формуле определяем плотность сухого грунта ?d :
  ?d = ? / (1 + W) = 20 / (1 + 0,25) = 16 кн/м3.
   Тогда согласно формуле коэффициент пористости составит:
  е = (?s / ?d) - 1 = (26,6 / 16) -1 = 0,66.
   По табл. 2.5 устанавливаем - песок мелкий, средней плотности.
  2. По коэффициенту водонасыщения Sr , согласно формуле (2.5):
  Sr = (?s * W) / (?w * e) = (26,6 * 0,25) / (10 * 0,66) = 1.
  
   Следовательно - песок насыщенный водой (табл. 2.6).
   Определяем модуль деформации по формуле:
  Е = ?(1 + е) / ? = 0,74*(1 + 0,66) / 0,07 = 17,5 Мпа.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   Образец Љ 5. Грунт отобран из скважены Љ1 с глубины 14 м, так как
  WР> 0 и Wl > 0, следовательно грунт глинистый. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IР и по показателю текучести Il .
  1. По числу пластичности IР = Wl - WP = 44 - 24 = 20 %. Следовательно, грунт глина по табл. 2.2 [1].
  2. По показателю текучести Il = (W - WP) / IP = ( 27 - 24) / 20 = 0,15. Следовательно, глина полутвердая по табл. 2.4 [1].
   Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, следующие характеристики:
  а) плотность сухого грунта ?d по формуле (2.3):
  ?d = ? / (1+W) = 20 / (1+0,27) = 15,7 кн/м3;
  б) коэффициент пористости е по формуле (2.4):
  e = (?s / ?d) - 1 = (27,4 / 15,7) - 1 = 0,75;
  Определяем модуль деформации по формуле:
  Е = ?(1 + е) / ? = 0,4*(1 + 0,75) / 0,067 = 10,4 Мпа.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  2. Проектирование фундаментов мелкого заложения для промышленных и гражданских зданий
  
  2.1. Назначение глубины заложения фундаментов
  
   Грунты площадки строительства относятся к пучинистым при промерзании. Руководствуясь картой. Приведенной на рис. 5.15. [4] или рекомендациями [8], определяем нормативную глубину сезонного промерзания d fn = 2,2 м, тогда расчетная глубина промерзания составит (рис.2.1.).
  df = dfn * kh = 0,7*2,2 = 1,54 м,
   где kh = 0,7 - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания, принимаемый по [3, табл.1].
  
  
   Рис. 2.1. Схема к назначению глубины заложения подошвы фундамента:
   FL - отметка заложения фундамента; 2 - расчетная глубина промерзания грунта
  
   Принимаем глубина заложения фундамента d = 1,65 м по конструктивным требованиям; высота конструкции фундамента должна быть кратной 0,3 м [4]
  
  2.2. Определение основных размеров фундамента
  
   Определить размеры подошвы внецентренно нагруженного фундамента под колонну промышленного здания (рис. 2.4.). Расчетные нагрузки
  (при n = 1) основного, наиболее невыгодного сочетания на уровне планировки, составляют: N = 720 кН; М = 140 кН.
   Глубина заложения фундамента d = 1,65 м. Грунты основания сложены тугопластичными суглинками ( Il = 0,42; е = 0,72). Удельный вес грунта
  ?|| = 19,3 кН/м3, угол внутреннего трения ?|| = 210, удельное сцепление
  С|| = 23 кПа. Табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 = 220 кПа [3].
  
  
  
  
   Рис. 2.4. Схема к определению размеров подошвы фундамента под колонну промышленного здания
  
   Площадь подошвы фундамента в первом приближении равна:
  
  А = (1,2*N||) / (R0 - d*?) ,
   где 1,2 - коэффициент, учитывающий действие момента сил.
  
  А = (1,2*720) / (220 - 1,65*20) = 4,6 м2
  
   На основание передаются вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки. Поэтому подошву фундамента принимаем прямоугольной формы в плане. Принимаем значения b = 1,5 м, тогда а = 2,4 м.
   Вычисляем расчетное сопротивление грунта основания R по формуле:
  
  R = ((?c1 * ?c2) / k) *[M? * kZ * b* ?|| + Mq* d1* ?|| + (Mq - 1)* d b *?|| + Mc * C|| ,
  
  где ?c1 = 1,2 и ?c2 = 1,1 - коэффициенты условий работы, принимаемые по [3, табл. 3];
   к = 1,1 - коэффициент надежности;
   M? = 0,56, Mq = 3,24, Mc = 5,84 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от ? по [3, табл. 4];
   КZ = 1 - коэффициент, зависящий от ширины фундамента;
   ?|| = 19,3 кН/м3 - удельный вес грунта;
   С|| = 23 кПа - удельное сцепление грунта;
   d1 = 1,65 м - глубина заложения фундамента;
   d b = 0 м - глубина подвала от поверхности планировки.
  
  R = ((1,2*1,1) / 1,1)*[1,56*1*1,5*19,3 + 3,24*1,65*19,3 + 5,84*23 = 304,4 кПа
  
   Максимальное Рmax , среднее Р и минимальное Рmin давления по подошве внецентренного нагруженного фундамента должны удовлетворять условиям
  
  Рmax ? 1,2 *R
  Р ? R
  Рmin > 0
  
  Рср = (N + Gф) / А = (N|| + a*b*d*20) / (a*b) =
  = (720 + 2,4*1,5*1,65*20) / (2,4*1,5) = 233 кПа ? R = 304,4 кПа
  
  Рmax = Рср + 6*М|| /(b*a2) = 233 + 6*140 /(1,5*2,42) = 330,2 ? 1,2 R = 365,3 кПа
  
  Рmin = Рср - 6*М|| /(b*a2) = 233 - 6*140 /(1,5*2,42) = 135,8 кПа > 0.
  
   Определяем коэффициенты запаса:
  
  к З,1 = ((1,2*R - Рmax) / 1,2*R)*100 % = ((365,3 - 330,2) / 365,3)*100 = 9,6 %,
  
  к З,2 = ((R - P) / R)*100% = ((304,4 - 233) / 304,4)*100 = 23,5 %.
  
   Условие Рmax ? 1,2 *R выполняется с запасом (к З,1 = 9,6 %), поэтому оставляем размеры подошвы фундамента b = 1,5 м, а = 2,4 м.
  
  
  2.3. Определение осадок фундамента
  
   На геологический профиль наносим контуры фундамента. Разделяем в первом приближении сжимаемую толщу основания на элементарные слои, толщиной h i = 0,4*1,5 = 0,6 м.
   Определяем напряжение от собственного веса грунта Р zq,0 и дополнительное напряжение Р0 в уровне подошвы фундамента.
  Р zq,0 = ? * d = 19,3 * 1,65 = 31,8 кПа,
  Р0 = Рср - Р zq,0 = 233 - 31,8 = 201,2 кПа.
   Вычисляем дополнительное напряжение Рzp на границах выделенных слоев по формуле:
  Рzp = ? * Р0,
   где ? - коэффициент, учитывающий изменение по глубине основания дополнительно напряжения Рzp и принимаемый в зависимости от относительной глубины ? = 2z/b и отношения сторон фундамента ? = a/b, [3, табл.1, прил.3].
   Результаты расчета сводим в табл. 2.1.
  
  
   0,7 1,65
  
   ? = 19,3 кН/м3 2,25
   Е = 8200 Мпа 2,85
   3,45
   4,0 4,05
   ? = 19,2 кН/м3 Рzp
   Е = 5500 МПа
   6,0
  
  
   ? = 21,8 кН/м3 Рzq
   Е = 17500 МПа
  
  
   9,5
   Z
  
  Љ
  z, м
  hi, м
  2z/b
  ?
  Pz p, кПа
  ?, кН/м3
  Рz q, кПа
  0,2Рzq
  кПа
  РСРz p
  кПа
  Е,
  МПа
  S,
  м
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  0
  0
  -
  0
  1
  201,2
  19,3
  31,8
  -
  -
  8200
  -
  1
  0,6
  0,6
  0,8
  0,86
  173
  19,3
  43,38
  8,7
  187,1
  8200
  0,0137
  2
  1,2
  0,6
  1,6
  0,56
  96,88
  19,3
  54,96
  10,99
  134,9
  8200
  0,0099
  3
  1,8
  0,6
  2,4
  0,35
  33,91
  19,3
  66,54
  13,31
  65,4
  8200
  0,0048
  4
  2,35
  0,55
  3,1
  0,27
  9,16
  19,3
  77,16
  15,43
  21,54
  8200
  0,0014
  5
  2,4
  0,05
  3,2
  0,23
  2,11
  19,2
  78,12
  15,62
  5,64
  5500
  0,00005
  
  
  
  
  
  
  
  
  Итого
  0,02985
  
  
  
  
  
  
  
  
  Итого с коэф. ? = 0,8
  0,02388
  
   Рсркр = Sкр
   Рсрср = Sср
  R = ((?c1 * ?c2) / k) *[M? * kZ * b* ?|| + Mq* d1* ?|| + (Mq - 1)* d b *?|| + Mc * C|| ,
  R = ((1,2*1,1) / 1,1)*[1,56*1*1,5*19,3 + 3,24*1,65*19,3 + 5,84*23 = 304,4 кПа
  
  Рср = (N|| + a*b*d*20) / (a*b) = (880 + 2,4*1,5*1,65*20) / (2,4*1,5) = 227,4<304,4
  Рmax = Рср + 6*М|| /(b*a2) = 227,4 + 6*180 /(1,5*2,42) = 352,4 ? 1,2 R = 365,3 кПа
  Рmin = Рср - 6*М|| /(b*a2) = 227,4 - 6*180 /(1,5*2,42) = 102,4 кПа > 0.
  
   233 = 0,02388
   227,4 = Sср Sср = (227,4*0,02388) / 233 = 0,02331
  
   Согласно прил.4 СниП 2,02,01-85 осадка под средний и крайний фундамент не превышает допустимых значений 0,08 м < 0,02 м.
  
  
  
  3. Проектирование свайных фундаментов.
  
  3.1. Определение параметров сваи.
  
  
  Насыпной грунт
   0,7 1,65
  
   Суглинок
   тугопластичный
   Il = 0,42 2,35
   Е = 8,2 МПа
   3,3
   Глина
   тугопластичная
  Il = 0,26 Е= 5,5 МПа
   2,0
   Супесь
   пластичная
   Il =1
   Е= 17,5 МПа
   3,5
   Песок
   мелкий
   Е = 17,5 МПа
  
   3,5
   Глина
   полутвердая
  Il = 0,15 Е= 10,4 Мпа
   1,5
  
  
   Несущим слоем для свай принимаем, слой Љ 4 грунт - песок мелкий с
  Е = 17,5 Мпа, длиной сваи - 9 м, сечением 30 х 30.
  
  3.2. Определение несущей способности сваи
  
   Сваи опираются на сжимаемый грунт, расчет ведем как висячие сваи.
  
  Fd = ?c (?cr RA + u ??cf fi hi,
  
   где ?с - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый ?с=1;
   ?cr, ?cf - коэффициенты условий работы соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые для забивных свай, погружаемых дизельными молотами без лидерных скважин, ?cr = 1, ?cf = 1, а для других случаев по [3, табл. 3];
   А - площадь опирания сваи на фунт, принимаемая равной площади поперечного сечения сваи. В нашем примере А = 0,3 * 0,3 = 0,09 м2;
   U - наружный периметр поперечного сечения сваи, U =0,3*4 = 1,2м;
   R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по [3. табл. 1] или по табл. п.1, кПа;
   fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, кПа. принимаемое по [3, табл. 2] или по табл. п.2;
   hi - толщина i-го слоя фунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.
  
  R = 2600 кПа; f1 = 35 кПа; f2 = 42 кПа; f3 =45 кПа; f4 =47 кПа.
  
  Fd = (2600*0,09 + 1,2*(35*2,35 + 42*2,0 + 45*3,5 + 47*1,0) = 678,9 кПа
  
   Определяем допускаемую нагрузку на сваю:
  
  P = Fd / 1,4 = 678,9 / 1,4 = 484,9 кПа
  
   Определяем количество свай и проверяем по первому предельному состоянию:
  n = (N|| * 1,2*1,05) / Р = (720*1,2*1,05) / 484,9 = 2 шт.
  
  РСВ = ((N|| *1,2 + NP) / n) ? P
  
   NP = bp * lp*d*20*1,1 = 0,9*1,4*1,65*20*1,1 = 45,7
  
  РСВ = ((720*1,2 + 45,7) / 2) = 454,9 кПа ? 484,9 кПа
  
   Проверяем нагрузки на крайние сваи с моментом:
  
  Рmax = РСВ + ((М|| *1,2* yi) / ?yi2) = 454,9 + ((140*1,2*0,45) / (0,452 +0,452))=
  = 641,6 кПа ? 1,2Р = 581,9
  
   Так как условие не выполняется, принимаем 4 сваи.
   РСВ = ((720*1,2 + 45,7) / 4) = 227,4 кПа ? 484,9 кПа
  
  Рmax = РСВ + ((М|| *1,2* yi) / ?yi2) = 227,4 + ((140*1,2*0,45) / (0,452 *4)) =
  = 320,7 кПа ? 1,2Р = 581,9
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Нормативные значения физико - механических характеристик грунтов
  
  ЉЉ инженерно-
  геологического элемента
  Наименование грунтов
  Толщина слоя, м
  Характеристики
  Плотности, г/см3
  Коэффициент пористости , е
  Естественная влажность W
  Коэффициент водонасыщения , Sr
  Число пластичности, Ip
  Показатель текучести, Il
  Модуль деформации, Е0, МПа
  Удельное сцепление грунта, С, кПа
  Угол внутреннего трения, ?, град
  
  
  
  Плотность грунта ?
  Плотность частиц грунта , ?s
  Плотность сухого грунта , ?d
  
  
  
  
  
  
  
  
  1
  Насыпной
  грунт
  0,7-
  0,8
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  2
  Суглинок тугопластич
  ный
  3,2-
  3,4
  1,93
  2,7
  1,57
  0,72
  0,23
  0,86
  0,12
  0,42
  15
  23
  21
  3
  Глина туго
  пластичная
  1,9-
  2,1
  1,92
  2,74
  1,41
  0,94
  0,36
  1,05
  0,23
  0,26
  11
  37
  14
  4
  Супесь плас
  тичная
  3,3-
  3,7
  2,18
  2,67
  1,88
  0,42
  0,16
  1,02
  0,06
  1
  30
  19
  28
  5
  Песок
  3,4-
  3,9
  2,0
  2,66
  1,6
  0,66
  0,25
  1
  0
  0
  18
  2
  32
  6
  Глина полу
  твердая
  1,4-
  7,4
  2,0
  2,74
  1,57
  0,75
  0,27
  0,99
  0,2
  0,15
  21
  54
  19
  
  
  
  
  
  12
  
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"