Контрольная работа по "Строительству"

Федеральное государственное бюджетное  образовательное 

учреждение высшего профессионального  образования

Тверской государственный технический университет

 

Кафедра «Автомобильные дороги, основания и фундаменты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 5 курса

группа  ПГС 1 ЗФ 

Дудинов Д.А.

 
Проверил: Софьин О.Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тверь 2013

 

2. Исходные данные

Таблица 1

№ вар.	Район строительства	Наименование № грунтов с поверхностью вглубь				Мощность слоя, м				Расстояние от поверхности природного рельефа до уровня грунтовых вод hw, м
						h1	h2	h3	h4
27	г. Владимир	23	12	41	56	3.3	1,2	1.8	3	4

 

Таблица 2

№ вар.	l1	l2	l3	h1	h2	n	Нормативная нагрузка, кПа
							Постоянные		Временные
							q1	q2	q1	q2
27	6,6	3,0	6,0	3	3.1	5	3	4	По СНиП	1.8

 

Нормативные значения физико-механических характеристик грунтов

Таблица 3

№ п/п	Наимено-вание грунта	Удель-ный вес γ, кН/м³	Удель-ный вес частиц γs, кН/м³	Влаж-ность природ-ная ω, %	Коэф. сжимае-мости mс, 1/кПа	Модуль дефор-мации E, кПа	Коэффициент фильтрации Кф, м/с	Угол внутреннего трения φ, град	Сцепле-ние С, кПа-1	Влажность на границе текучести ωL, %	Влажность на границе раскатывания ωp, %	Мощность пластов грунта h, м
23	Пески средней крупности	15.5	27	0,06	-	9900	3.8∙10-3	34	0	-	-	2,4
12	Пески пылеватые	16,6	26,6	0,05	0,00003	-	3,5∙10-4	38	0	-	-	1,6
41	Пески мелкие	19,6	26,7	0,272	0,00028	-	3,5∙10-7	22	1,8	-	-	2,2
56	Суглинки	21,4	27,7	0,2	-	9000	1,3∙10-11	21	41	0,408	0,202	2,2

 

3. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства.

 

Привязка зданий к скважинам и уточнение свойств грунтов.

 

Уточнение наименования песка средней крупности №24

Вычисление коэффициентов пористости:

,

где γ _s- удельный вес твердых частиц, кН/м³ ,

        γ - удельный вес грунта, кН/м³ ,

       ω - природная влажность, дол. ед.

Определяем степень влажности:

где - удельный вес воды ( = 10 кН/м³).

Уточнение наименование грунта: песок  средней крупности, средней плотности, малой степени водонасыщения.

Определение коэффициента бокового расширения

где ν - коэффициент Пуассона для  песка средней крупности, ν = 0,2

Вычисляем коэффициент относительной  сжимаемости

где β- коэффициент сжимаемости, кПа^-1, Е- модуль деформации, кПа.

Вычисляем коэффициент сжимаемости

- коэффициент относительной  сжимаемости;

е – коэффициент пористости.

 

Уточнение наименования песка пылеватого №6

Вычисление коэффициентов пористости:

Определяем степень влажности:

Уточнение наименование грунта: пески  пылеватые, средней плотности, малой  степени водонасыщения.

Определение коэффициента бокового расширения

где ν - коэффициент Пуассона для  песка пылеватого, ν = 0,25

Вычисляем коэффициент относительной  сжимаемости

где - коэффициент относительной сжимаемости;

е – коэффициент пористости.

Определяем модуль деформации

где β- коэффициент сжимаемости, кПа^-1, - коэффициент относительной сжимаемости.

 

Уточнение наименования мелкого песка №12

Вычисление коэффициентов пористости:

Определяем степень влажности:

Уточнение наименование грунта: пески  мелкие, средней плотности, насыщенные водой.

Определение коэффициента бокового расширения

где ν - коэффициент Пуассона для  песка мелкого, ν = 0,25

Вычисляем коэффициент относительной  сжимаемости

Определяем модуль деформации

Уточнение наименования суглинка №45

Вычисление коэффициентов пористости:

Вычисляем число пластичности:

где - влажность на границе текучести, кПа, - влажность на границе

раскатывания, доли единицы.

Вычисляем показатель текучести:

где - природная влажность, доли единицы.

Уточнение наименование грунта: суглинки твёрдые.

Определение коэффициента бокового расширения

где ν - коэффициент Пуассона для  твёрдого суглинка, ν = 0,1

Вычисляем коэффициент относительной  сжимаемости

Вычисляем коэффициент сжимаемости

 

 

 

 

 

4. Оценка расчетного сопротивления грунта.

 

Построение эпюры природного давления.

Вертикальное  нормальное напряжение  от собственного веса грунта определяется по формуле:

                                                                                        

где n - число слоев грунта; - удельный слой грунта i-гo слоя, ;

h_i - толщина i-гo слоя  грунта, м.

Для песчаных и супесчаных грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, учитывается взвешивающее действие воды:

                                                                                                                    

Рассмотрим слой 1, песок средней крупности: 

точка 0 (h=0):            

точка 1 на глубине h₁=2,4 м

Рассмотрим слой 2, песок пылеватый:

точка 2 на глубине h'₂=1,1 м

точка 3 на глубине h"₂=0,5 м

 

 

Рассмотрим слой 3, песок мелкий:

точка 4 на глубине h₃=2,2 м

 

 

Рассмотрим слой 4, суглинок – служит водоупором поэтому учитывается давление столба воды, расположенного выше водоупорного слоя:

точка 5 на глубине h₄=2,2 м

 

точка 6

 

 

 

 

 

 

Эпюра природного давления грунта

 

                                     Эпюра σ_zg , кПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Оценка расчетного сопротивления грунта.

 

Расчетное сопротивление  грунта определяют по формуле:

                         

где - коэффициент, зависящий от вида грунта;

- коэффициент, зависящий от  вида грунта и соотношения  длины и ширины сооружения;

К- коэффициент, зависящий от точности сушки характеристик грунта;

К=1 –  для грунтов, характеристики которых  определены опытным путём;

- коэффициенты, зависящие от  угла внутреннего трения  ;

- при b<10 м, где b – ширина фундамента, м;

- усреднённое значение удельных  весов грунта ниже подошвы  фундамента на глубину, равную половине ширины фундамента 0,5b , определяемое по формуле:

 

 

 

- то же, залегающих выше  подошвы фундамента,  

 С_II - удельное сцепление грунта, кПа.

d₁ – глубина заложения фундамента от уровня планировки для зданий без подвала или от пола подвала для зданий с подвалом.

где h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf – толщина конструкции пола подвала, м;

γ_cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала

d_в – глубина подвала, м.

 

Оценка расчётного сопротивления  песка средней крупности.

Для песка средней крупности d=1,9 м, b=1 м, γ_с1=1,4  , γ _с2=1,302, 

При φ=39°, М_γ=2,28; М_q=10,11; М_с=11,25,

d_в =1,5 м

 

Оценка расчётного сопротивления  песка пылеватого.

Для песка пылеватого d=2,9 м, b=1 м, γ_с1=1,25, γ _с2=1,1, 

При φ=38°, М_γ=2,11; М_q=9,44; М_с=10,8,

d_в =1,5 м

 Оценка расчётного сопротивления песка мелкого.

Для песка мелкого d=4,5 м, b=1 м, γ_с1=1,3, γ _с2=1,202, 

При φ=22°, М_γ=0,61; М_q=3,44; М_с=6,04,

d_в =1,5 м

Оценка расчётного сопротивления  суглинка твёрдого.

Для суглинка твёрдого d=6,7 м, b=1 м, γ_с1=1,25, γ _с2=1,051, 

При φ=21°, М_γ=0,56; М_q=3,24; М_с=5,84,

d_в =1,5 м

Прочностные и деформационные характеристики грунтов.

Оценка  несущей способности грунтов

Таблица 4

№ пп	Наименование грунта	Расчетное сопротивление грунта R, кПa	Модуль деформации Е, кПа	Заключение о несущей способности  грунта
1	Пески средней крупности	913,99	23000	Грунт несущий
2	Пески пылеватые	691,6	46368,7	Грунт несущий
3	Пески мелкие	379,65	5187,5	Грунт несущий
4	Суглинок твердый	830,74	9000	Грунт несущий

 

При  Е > 2000 кПа и R >100 - 200 кПа грунт относят к несущему.