Проектування фундаментів під 2-поверхову блок-секцію на 4 квартири

Зміст:

1. Варіант ґрунтових умов будівельного майданчика

2. Аналіз інженерно геологічних умов будівельного майданчика

3. Збір навантажень на фундаменти

4. Проектування фундаментів мілкого закладення

4.1 Визначення глибини закладення фундаментів

4.2 Визначення ширини підошви фундаментів

5. Визначення деформацій фундаментів

6. Проектування пальових фундаментів Література

1. Варіанти ґрунтових умов будівельних майданчиків Таблиця 1

Таблиця 2

Фізико-механічні характеристики ґрунтів

Таблиця 2а

Гранулометричний склад ІГЕ-3 ,ІГЕ-5

2. Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика

Аналізуємо результати лабораторних досліджень ґрунтів за даними таблиць 1, 2 та 3.

ІГЕ-1 — ґрунтово-рослинний шар, товщиною 0,5 м.

ІГЕ-2 (ґрунт № 72) — зв`язний ґрунт, товщиною 4,7−5,5 м. Результати лабораторних визначень фізико-механічних характеристик цього ґрунту наведені в табл. 1.

Вираховуємо число пластичності:

%.

Згідно з табл. Б11 ДСТУ Б В.2.1−2-96 визначаємо, що ґрунт-суглинок .

Вираховуємо показник текучості:

.

Згідно з табл. Б14 ДСТУ Б В.2.1−2-96 визначаємо, що суглинок називається м’якопластичний

Вираховуємо коефіцієнт пористості :

.

Вираховуємо коефіцієнт водонасичення :

.

Остаточна назва ґрунту: суглинок м’якопластичний

Визначаємо розрахункові характеристики ґрунту (питому вагу м/с² — прискорення вільного падіння}, кут внутрішнього тертя, питоме зчеплення) для розрахунків за І-ю і ІІ-ю групами граничних станів. Розрахункове значення характеристики ґрунту визначаємо за формулою

, де

— нормативне значення характеристики (під час курсового і дипломного проектування допускається приймати за відповідне значення, , з табл. 2 і 3); - коефіцієнт надійності. При визначенні розрахункових значень характеристик для розрахунків за деформаціями (ІІ група граничних станів). Для розрахунків за несучою здатністю (І група граничних станів) — для питомого зчеплення, — для кута внутрішнього тертя глинистих ґрунтів і - для кута внутрішнього тертя пісків, — для питомої ваги ґрунту.

Отже,

кН/м³;

кН/м³;

;

;

кПа;

кПа.

ІГЕ-3 (ґрунт № 3) — незв`язний ґрунт, товщиною 0,6−0,8 м. Результати лабораторних визначень фізико-механічних характеристик цього ґрунту наведені в табл. 1

Для ґрунту № 3 границі пластичності W_L, W_P відсутні .Це означає, що число пластичності =0, тобто це сипкий ґрунт.

Визначаємо його вид за гранулометричним складом. Оскільки в даному ґрунті вміст частинок, крупніших за 0,10 мм складає <74%, то цей пісок пилуватий.

Вираховуємо коефіцієнт пористості :

.

Вираховуємо коефіцієнт водонасичення :

.

Остаточна назва ґрунту: пісок пилуватий середньої щільності насичений водою

Визначаємо розрахункові характеристики ґрунту для розрахунків за І-ю і ІІ-ю групами граничних станів:

кН/м³; кН/м³;

; ;

кПа; кПа.

ІГЕ-4 (ґрунт № 88 — звязний ґрунт, товщиною 3,8−4,1 м. Результати лабораторних визначень фізико-механічних характеристик цього ґрунту наведені в табл.1

Вираховуємо число пластичності: %. Згідно з табл. Б11 ДСТУ Б В.2.1−2-96 визначаємо, що ґрунт — суглинок ().

Вираховуємо показник текучості:. Згідно з табл. Б14 ДСТУ Б В.2.1−2-96 визначаємо, що суглинок називається текучопластичним .

Остаточна назва ґрунту: суглинок текучопластичний

Вираховуємо коефіцієнт пористості :

.

Вираховуємо коефіцієнт водонасичення :

.

Визначаємо розрахункові характеристики ґрунту для розрахунків за І-ю і ІІ-ю групами граничних станів:

кН/м³;

кН/м³;

;

;

кПа;

кПа;

ІГЕ-5 (ґрунт № 17 — незв`язний ґрунт, товщиною 4,4−5,4м) Результати лабораторних визначень фізико-механічних характеристик цього ґрунту наведені в табл.1

Для ґрунту № 3 границі пластичності W_L, W_P відсутні .Це означає, що число пластичності =0, тобто це сипкий ґрунт.

Визначаємо його вид за гранулометричним складом. Оскільки в даному ґрунті вміст частинок, крупніших за 0,25 мм складає >50%, то цей пісок середньої крупності.

Остаточна назва ґрунту: пісок середньої крупності.

Вираховуємо коефіцієнт пористості :

.

Вираховуємо коефіцієнт водонасичення :

.

Остаточна назва ґрунту пісок середньої крупності, середньої щільності насичений водою.

Визначаємо розрахункові характеристики ґрунту для розрахунків за І-ю і ІІ-ю групами граничних станів:

кН/м³;

кН/м³;

;

кПа; кПа .

Отримані дані про фізико-механічні характеристики ґрунтів заносимо в таблицю і викреслюємо план будмайданчика та інженерно-геологічний розріз Висновок: Для будівництва виділено вільний від забудови майданчик прямокутної форми в плані розмірами b = 80 м, l = 180 м. На майданчику пробурено три свердловини глибиною 15 м кожна. Бурінням свердловин та аналізом результатів лабораторних досліджень зразків ґрунту встановлено, що геолого-літологічна будова майданчика має такий вигляд:

ІГЕ-1 — ґрунтово-рослинний шар товщиною 0,5 м;

ІГЕ-2 — глина тверда 4,7 — 5,5 м;

ІГЕ-3 — супісок пластичний 0,6 — 0,8 м;

ІГЕ-4 — суглинок пластичний 3,8 — 4,1 м;

ІГЕ-5 — глина тверда 4,4 — 5,4 м;

Примітка:Оскільки рівень ґрунтові води залягають на глибині, яка заважає для закладання фундаменту ми додатково досипаємо шар ґрунту товщиною 2,45, назва якого — суглинок м’якопластичний.

будівельний інженерний ґрунтовий фундамент

3. Збір навантажень на фундаменти Навантаження на фундаменти визначають згідно з чинними будівельними нормами і правилами. Основними характеристиками навантажень вважаються їх нормативні значення N_n, але розрахунки фундаментів та інших конструкцій ведуться на розрахункові навантаження N _Й або N _ЙЙ, які визначають як добуток їх нормативних значень N_n на коефіцієнт надійності для навантаження г_f. В розрахунках за деформаціями г_f =1, а в розрахунках за несучою здатністю значення г_f приймають з таблиць.

Тимчасові навантаження ділять на тривалі, короткочасні, та особливі. При цьому навантаження на перекриття і снігові навантаження згідно з чинними будівельними нормами можуть відноситись як до тривалих, так і до короткочасних, і при розрахунку основ фундаментів за несучою здатністю вважаються короткочасними і приймаються за повним їх значенням, а при розрахунку за деформаціями — тривалими і приймаються зі зниженим значенням.

Для того, щоб зібрати навантаження на фундамент стін, спочатку визначаємо вантажну площу, тобто площу покриття та перекриттів, що прилягають до цієї стіни і передають на х₂=(5,4−0,2−0,125)/2=2,538 м х₂ =(3,0−0,125−0,125)/2=1,375 м

S₁ =1* х₁=2.538 м²

S ₂=1*(х₁+ х₂)=3,913 м²

Таблиця 9

4. Проектування фундаментів мілкого закладання

4.1 Визначення глибини закладання фундаментів:

Стрічковий фундамент по осі 1с В нашому випадку глибина закладення фундаменту, може залежати від глибини сезонного промерзання ґрунтів та конструктивних особливостей будівлі. Глибина закладення фундаменту, виходячи з глибини сезонного промерзання ґрунтів. Розрахункову глибину промерзання ґрунту визначаємо за формулою:

де k_h=1,1 — враховуємо ймовірність припинення будівництва на зимовий період;

d_fn — нормативна глибина промерзання ґрунту, яку визначаємо за формулою:

де d₀=0,23 м — прийнято як для глин.

Для м. Бахмач (Чернігівська обл.) сума абсолютних значень середньомісячних від`ємних температур за зиму становить:

Отже

м.

Розрахункова глибина промерзання ґрунту становитиме:

d_f=0,95*1,1=1,0 м.

Врахуємо прокладання водогону і каналізації, які проходять крізь стіни підвалу і нижче розрахункової глибини промерзання ґрунту. Таким чином, глибина закладення фундаменту, виходячи з глибини сезонного промерзання ґрунтів становитиме:

.

Глибина закладення фундаменту, виходячи з конструктивних особливостей будівлі становить

м.

Аналізуючи інженерно-геологічні і гідрогеологічні умови будмайданчика, в подальші розрахунки приймаємо більше з отриманих значень. Отже, глибину закладення фундаменту по осі А приймаємо рівною м.

Стрічкові фундаменти по осі «2с».

Розрахунок глибини залягання стрічкових фундаментів по осі «2с» є аналогічним з віссю «1с», а тому глибину закладення фундаменту по осі «2с» приймаємо рівною1,95 м.

4.2 Визначення ширини підошви фундаменту:

Стрічковий фундамент по осі 1с.

Навантаження на рівні планувальної відмітки n_II=163.94кН/м.

Визначаємо попередню ширину фундаменту за формулою прийнявши R₀=300 кПа:

Уточнюємо розрахунковий опір ґрунту R. Визначаємо складові, які входять в цю формулу:,; k=1 (характеристики ґрунту основи визначались безпосереднім випробуванням). k_z=1 (b=0,62<10м).

Оскільки обчислена ширина підошви фундаменту b=0,62<10м, то усереднене значення міцнісних характеристик (ц, с) і питомої ваги г ґрунту, який залягає нижче підошви фундаменту визначаємо в межах глибини z=b/2=0,62/2=0,31 м. Для подальших розрахунків приймаємо: ц_ІІ=18^о, с_ІІ=16 кПа, г_ІІ=19,3 кН/м³, M_г=0,43, M_q=2,73, M_c=5,31 (з табл. 5 при ц_II=18^o); кН/м³ (питома вага ґрунту зворотньої засипки); d_b=1,35 м. Отже:

Перераховуємо ширину стрічкового фундаменту при R₀=163,93кПа:

Приймаємо більшу по ширині типову фундаменту плиту шириною b=1,4 м за ГОСТ 13 580–85. Знайдемо розрахунковий опір ґрунту:

Перевіряємо виконання умови:

кПа кПа.

Умова виконується. Остаточно приймаємо фундаменту плиту шириною b=1,4 м за ГОСТ 13 580–85.

Стрічковий фундамент по осі 2с Навантаження на рівні планувальної відмітки n_II=201,48 кН/м.

Визначаємо попередню ширину фундаменту за формулою прийнявши R₀=300 кПа:

.

Уточнюємо розрахунковий опір ґрунту R. Визначаємо складові, які входять в цю формулу:,; k=1 (характеристики ґрунту основи визначались безпосереднім випробуванням). k_z=1 (b=0,77<10 м).

Оскільки обчислена ширина підошви фундаменту b=0,77<10м, то усереднене значення міцнісних характеристик (ц, с) і питомої ваги г ґрунту, який залягає нижче підошви фундаменту визначаємо в межах глибини z=b/2=0,77/2=0,385 м. Для подальших розрахунків приймаємо: ц_ІІ=18^о, с_ІІ=16 кПа, г_ІІ=19,3 кН/м³, M_г=0,43 M_q=2,73, M_c=5,31 (з табл. 5 при ц_II=18^o); кН/м³ (питома вага ґрунту зворотньої засипки); d_b=1,35 м. Отже:

Перераховуємо ширину стрічкового фундаменту при R₀=165,03 кПа:

.

Приймаємо більшу по ширині типову фундаменту плиту шириною b=1,6 м за ГОСТ 13 580–85. Знайдемо розрахунковий опір грунту:

Перевіряємо виконання умови:

кПа кПа.

Умова виконується. Остаточно приймаємо фундаменту плиту шириною b=1,6 м за ГОСТ 13 580–85.

5. Визначення осідання фундаментів

1. Перевіряють виконання умови ,

2. Креслимо геологічний розріз, наносимо на нього в тому ж масштабі контур фундаменту. Верстви ґрунту, які залягають нижче підошви фундаменту ділимо на розрахункові шари товщиною =4*b.Якщо товщина останнього розрахункового шару верстви грунту ?4*b, то перший розрахунковий шар слідуючої верстви роблять таким, щоб він доповнював попередній до 04*b.

3. Вираховуємо вертикальні напруження від ваги ґрунту і креслимо епюру .

4. Вираховуємо додаткові вертикальні напруження ,

де — коефіцієнт;

Рсередній тиск під підошвою фундаменту;

— вертикальне навантаження від власної ваги на рівні підошви фундаменту.

Креслимо епюру

5. Знаходимо нижню границю стиснення товщі, яка умовно розташована там, де

6. Вираховуємо осідання кожного розрахункового шару, який знаходиться в межах стисненої товщі.

Осідання фундаменту

7.Отриману деформацію порівнюємо згранично допустимою Стрічковий фундамент по осі 1с Визначаємо вихідні дані:

тиск на рівні підошви фундаменту р=156 кПа

додаткові напруження в ґрунті на рівні підошви фундаменту:

p₀=p-у_zg0=156−19,3 •1,95=118,37 кПа;

товщина розрахункового шару:

h_i=0,4b =0,4•1,4=0,56 м;

Стрічковий фундамент по осі 2с Визначаємо вихідні дані:

тиск на рівні підошви фундаменту р=164,9 кПа

додаткові напруження в ґрунті на рівні підошви фундаменту:

p₀=p-у_zg0=164,9−19,3•1,95=127,27 кПа;

товщина розрахункового шару:

h_i=0,4b =0,4•1,6=0,64 м.

Подальші розрахунки ведемо в табличній формі.

6. Проектування пальових фундаментів.

Приймаємо забивні залізобетонні призматичні палі квадратного перерізу. Вибираємо метод занурення паль дизель-молотом.

Глибину закладення ростверку приймаємо рівною:

У зв’язку з тим, що палі будуть занурюватись в ІГЕ-5 (пісок середньої крупності, насичений водою), вона матиме довжину 12,0 м, та поперечний переріз 30*30 см, марка палі - ПН 110.30

Несучу здатність палі F_d визначаємо як для висячої палі за формулою:

де г_c=1,0; A=0,3*0,3=0,09 м²; u=11*0,3=3,3 м; г_cR=1,0; R=4080кПа.

Допоміжні розрахунки в визначення граничного опору ґрунту на бічній поверхні палі виконуємо в табличній формі

Таблиця 11

До розрахунку несучої здатності палі

Навантаження P, допустиме на палю, виходячи з її несучої здатності по ґрунту, обчислюємо з формули:

кН, де г_k=1,4 (несучу здатність палі визначали розрахунком за формулами СНиП).

Визначаємо відстань між осями сусідніх паль по:

Мінімальна конструктивна відстань між осями сусідніх забивних висячих паль становить а_min=3b=3•1,4=4,2 м. Максимальна конструктивна відстань між осями сусідніх паль у стрічковому фундаменті становить а_max=8b=8•1,4=11,2 м. Отже остаточно приймаємо відстань між осями паль a_1с=2,65 м., а_2с=3,2 м.

Література:

1. СНиП 2.02.01−83 Основания зданий и сооружений М.:Стройиздат. — 1985.

2. СНиП 2.02.03−85 Свайные фундаменты М.:Стройиздат. — 1986.

3. СНиП 2.02.07−85 Нагрузки и воздействия М.:Стройиздат.- 1986.

4. ГОСТ 13 579–78 «Фундаментне блоки стен подвалов».

5. ГОСТ 13 580–85 «Плиты железобетонные ленточных фундаментов».

6. ГОСТ 19 804–85 «Сваи забивне железобетонне».

7. ДСТУ Б В.2.1−2-96. Ґрунти. Класифікація.

8. М. О. Фурсович «Механіка ґрунтів, основи і фундаменти». Рівне, 2002 — 88 с.

9. МВ 053−71 «Інженерно-геологічні умови будівельних майданчиків», НУВГП, Рівне, 2010 — 18 с.

10. МВ 053−2у, УІІВГ, Рівне, 1990, 57 с.

11. МВ 053−93 «Визначення навантажень на основи і фундаменти», НУВГП, Рівне, 2010 — 20 с.

12. МВ 053−94 «Проектування основ фундаментів мілкого закладення», НУВГП, Рівне, 2010 — 32 с.