Расчет фундамента мелкого заложения и свайного фундаментов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования 

 

Кузбасский  Государственный Технический Университет

 

 

 

Кафедра автомобильных  дорог 

 

пояснительная записка к курсовому проекту:

«РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ И КОНСТРУИРОВАНИЕ  ФУНДАМЕНТОВ

КОТЕЛЬНАЯ В Г.КЕМЕРОВО»

 

 

 

 

 

Выполнил: студентка  гр. СК-071

                                                                                        Кобер Н. А

                                                                                    Проверил: доцент Крупина Н. В

 

 

Кемерово 2010

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Зачетные характеристики физико-механических свойств грунта

№	Наименование грунта	Для расчета по несущей способности			Для расчета по деформации			Удельный вес твердых частиц грунта γS , кН/м3	Влажность W, доли ед.	Предел текучести WL , доли ед.	Предел раскатывания WP , доли ед.	Коэффициент Фильтрации КФ , см/с	Модуль деформации  Е ,  кПа	Мощность слоя h ,м
		Удельный вес грунта γ, кПа/м3	Угол внутреннего трения φ,град	Сцепление СI ,кПа	Удельный вес грунта γd, кПа/м3	Угол внутреннего трения φ,град	Сцепление СI ,кПа
7	суглинок	15,5	15	15	18,2	17	20	26,7	0,31	0,39	0,26	2,6х10-7	9000	3
12	супесь	17,5	22	7	20,55	26	10	26,6	0,118	0,24	0,115	2,7х10-5	18000	3
12	Песок пылеватый	16,3	26	-	19,0	30	-	26,5	0,26	-	-	8,1х10-4	17000	8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема наслоения грунтов 

 

                                    

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

№ п/п	Показатели	Обозначения	Номер геологического слоя			Формула для расчета
			1	2	3
1	Удельный вес твердых частиц грунта	γ s ,кН/м3	26,7	26,6	26,5	Из задания
2	Удельный вес грунта	γ ,кН/м3	15,5	17,5	16,3	Из задания
3	Влажность грунта	W ,доли.ед	0,31	0,118	0,26	Из задания
4	Удельный вес грунта	γd ,кН/м3	11,8	15,6	12,9
5	Коэффициент пористости	e ,доли.ед	1,2	0,7	1,0
6	Степень влажности	Sr ,доли.ед	0,70	0,45	0,70
7	Граница раскатывания	WP ,доли.ед	0,26	0,115	-	Из задания
8	Граница текучести	WL ,доли.ед	0,39	0,24	-	Из задания
9	Число пластичности	IP ,доли.ед	0,13	0,125	-
10	Показатели текучести	IL ,доли.ед	0,38	0,02	-
11	Модуль деформации	E ,кПа	9000	18000	17000	Из задания
12	Угол внутреннего трения	φ ,град	15	22	26	Из задания
13	Удельное сцепление	c ,кПа	15	7	-	Из задания
14	Удельный вес воды	γw ,кН/м3	9,8	9,8	9,8

 

 

Наименование грунтов и их состояние:

1. Слой суглинок, т.к I_P=0,13 он входит в границу 0,07<I_P≤0.17,тугопластичный,т.к. I_L=0,38 он входит  в границу 0,25< I_L≤0.50
2. Слой суглинок, т.к I_P=0,125, полутвердый, т.к I_L=0,02 он входит в границу 0
3. Слой песок пылеватый, т.к. е=1, влажный , т.к.

 

 

Определение усредненного значения дельного веса грунта

 

 

Определение расчетного сопротивления  грунта основания 

при ширине подошвы 1м 

 

 

 

Эпюра расчетных сопротивлений  грунта

 

Вывод: грунт пригоден в качестве основании ФМЗ начиная с глубины  1.3м.

2. РАСЧЕТ   ФУНДАМЕНТА   МЕЛКОГО   ЗАЛОЖЕНИЯ

Определение глубины заложения  фундамента

Принимаем глубину заложения 3,5м.

 

Определение размеров подошвы  фундамента

 

 

 

_{Конструирование фундамента}

 

Определение давления на грунт  основания под подошвой фундамента

 

 

Уточняем расчетное сопротивление  грунта по формуле, с учётом ширины подошвы фундамента

Проверка давления, действующего на грунт основания:

_{а) для среднего давления на грунт}

 

_{б) для максимального  краевого давления при  эксцентриситете  относительно        главной оси}

    

_{в) для проверки недопустимости отрыва подошвы фундамента от грунта}

     

_{Вывод: все три  проверки сходятся, значит, размеры фундамента подобраны верно.}

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Проверка  слабого подстилающего  слоя}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет основания по деформациям

(по II предельному состоянию)

№	hi , м	z, м		m=2z/b	α	σzg, кПа	σzp, кПа	0,2 ·σzg, кПа	S , м
0	-	-		-	-	71,75	470,15	14,35	0,01
1	1	1		0,34	0,949	92,25	514,26	18,45	0,02
2	1	2		0,7	0,756	112,75	409,67	22,55	0,01
3	0,5	2,5		0,8	0,756	123	409,67	24,6	0,001
4	1	3,5		1,2	0,547	138,25	296,41	27,65	0,01
5	1	4,5		1,5	0,390	157,25	211,34	31,45	0,001
6	1	5,5		1,8	0,285	176,25	154,44	35,25	0,001
7	1	6,5		2,2	0,214	195,25	115,96	39,05	0,001
8	1	7,5		2,5	0,165	214,25	89,41	42,85	0,004
9	1	8,5		2,9	0,130	233,25	70,45	46,65	0,003
10	1	9,5		3,3	0,130	252,25	70,45	50,45	0,003
11	1	105		3,62	0,087	271,25	47,14	54,25	0,002
∑S=0.058

 

  

   

Определяем нижнюю границу сжимаемой  толщи, она находится в той  точке, где соблюдается следующие условие

                  ≤

т.1  1514,26кПа>18,45кПа                                                                                                                   т.2   409,67кПа>22,55кПа                                                                                                            т.3   409,67кПа>24,6кПа                                                                                                                          т.4   296,41кПа>27,65кПа                                                                                                                    т.5   211,34кПа>31,45кПа                                                                                                                                т.6   154,44кПа>35,25кПа                                                                                                                   т.7   115,96кПа>39,05кПа                                                                                                           т.8   89,41кПа>42,85кПа                                                                                                                 т.9   70,45кПа>46,65кПа                                                                                                                                  т.10  70,45кПа>50.45кПа                                                                                                                    т.11  47,14кПа<54,25кПа    условие соблюдается, нижняя граница сжимаемой толщи находится в 11 точке.

      Ниже границе сжимаемой  толщи грунт можно считать  практически несжимаемым, поэтому осадку фундамента считаем до нижней границы сжимаемой толщи по формуле

                                                                                                             

 

 

Расчет основания по несущей способности

(по первому предельному  состоянию)

Расчет плитной части фундамента на прочность

 

 

 

 

 

 

Расчетная схема для  определения

площади сечения арматуры

 

М_1-1= (P_max+Р₁)/ 2 · (ℓ-h_к)² /8 · b

М_1-1=(658.3+596.93)/2· (11-0.5) ² /8 ·11=8648.3 кН·м

A_a= М_1-1/0,9·h_o·R_a

A_a=8648.3/0,9·2.954·270000=0,012 м²=120 см²

Вывод: подбираем  арматуру: при А_а=120см² – 17 стержней, диаметром 32мм класса А-II.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЕТ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Определение глубины заложения  подошвы ростверка

Принимаем глубину заложения ростверка3,5м.

Выбор вида и материала  свай

Lсв=4.5+2.5+0.1+8=15.1м

Вывод: принимаем  сваю марки С16-40, длины 16м, сечением 40х40 см, марка бетона В30, массой 6,45т, продольная арматура А-I-4ø16

Определение несущей способности  сваи

1. Определение несущей способности  сваи по материалу

 

2. Определение несущей способности висячей сваи по грунту

Вывод: Определив несущую способность сваи по материалу и грунту, выбираем наименьшее значение   Fd=826.2кН

 

Определение необходимого количества свай

 

Конструирование ростверка  и его расчет

Схема размещения свай и ростверка

Размеры ростверка  будут равны Ø5,8м

 

 

 

 

 

 

 

Определение фактический вес ростверка 

с учетом веса грунта на его уступах

 

расчетная схема для определения  веса ростверка и грунта

 

Проверка свайного фундамента по первому

предельному состоянию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка свайного фундамента по

второму предельному состоянию.

 

 

 

 

Размеры условного фундамента вычисляем  по формулам:

Определение среднего фактического давления по подошве  условного фундамента:

_{Определение среднего фактического давления}

_{по  подошве условного  фундамента}