Файл: Проектирование фундаментов под 11 этажное здание в открытом котловане.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Механики грунтов, оснований и фундаментов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Проектирование фундаментов под 11 – этажное здание в открытом котловане»

Факультет, курс, группа: ГСС III-14

Студент: Морозов Д.О.

Консультант: Сидоров В.В.

Геология: 12

Конструкция: 5

Этажность: 11

Город: Мурманск

МОСКВА

2015

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО ЗДАНИЯ

1. Назначение здания: жилое.
2. Вариант геологии: 27
3. Вариант конструкции: 5
4. Размеры в плане (в осях): 19.5х16.8м.
5. Количество этажей: 8.
6. Высота здания от спланированной отметки поверхности земли до карниза: 26.8 м.
7. Условная отметка пола первого этажа выше спланированной отметки земли: 0,9м.
8. Наличие подвального помещения: под всем зданием.
9. Отметка пола подвала: -2,5 м.
10. Конструктивная схема здания:

Наружные стены здания – панельно-блочные

толщиной 40 см.

Внутренние стены – панельно-блочные

толщиной 39 см

Перекрытия – сборные железобетонные многопустотные плиты толщиной 220мм.

Покрытие – сборные железобетонные плиты.
11. Город строительства: Саратов

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО – МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

ИГЭ 1: Растительный слой

Удельный вес грунта: γ=15.8 кН/м³.

Глубина отбора образца: 0.5 м (скв.2).

ИГЭ 2: Глинистый грунт

Удельный вес грунта: γ=19.8 кН/м³.

Удельный вес частиц грунта: γ_s=26.8 кН/м^3..

Природная влажность грунта W=15.4 %.

Влажность грунта на границе раскатывания: W_p=17.0%.

Влажность грунта на границе текучести: W_l=23.5%.

Глубина отбора образца: 1.5 м (скв.2).

Средняя мощность слоя:

Δh= = =1.07(м)

---

Определение классификационных показателей ИГЭ-2.

а) по типу (По числу пластичности Y_p);

Y_p=

б) по разновидности ( по числу текучести Y_L):

твёрдая;



По интерполяции R₀=250.0 (кПа).

ИГЭ-2 супесь пластичная, R₀=250.0 кПа

ИГЭ 3: Песчаный грунт

Удельный вес грунта: γ=20.0 кН/м³.

Удельный вес частиц грунта: γ_s=26.6 кН/м^3..

Природная влажность грунта W=15.0 %.

Глубина отбора образца: 4.3 м (скв.2).

Средняя мощность слоя:

Δh= = =2.77(м)

Определение классификационных показателей ИГЭ-3.

а) По типу (гранулометрический состав);

Гранулометрический состав,%(мм).

>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	19,0	38,5	28,2	3,7	3,3	6,0	1,3

Содержание частиц более 0.25мм=57.5%>50%- пески средней крупности.

б)По виду (плотности сложения);

; e<0.6-плотные.

в) Разновидность грунта( по степени водонасыщения);

=0.75;0.5< ≤0.8- влажный.

Расчетное сопротивление :500 кПа.

ИГЭ 4: Глинистый грунт

Удельный вес грунта: γ=20.0 кН/м³.

Удельный вес частиц грунта: γ_s=26.8 кН/м^3..

Природная влажность грунта W=20.4%.

Влажность грунта на границе раскатывания: W_p=21.5%.

Влажность грунта на границе текучести: W_L=31.4%.

Глубина отбора образца: 6.1 м (скв.2).

Средняя мощность слоя:

---

Δh= = =1.83 (м)

Определение классификационных показателей ИГЭ-4.

а) по типу (По числу пластичности Y_p);

Y_p=

б) по разновидности ( по числу текучести Y_L):

твердый;



R₀(Y_L=-0.111, e=0.61336)=278(кПа).

ИГЭ 5: Песчаный грунт

Удельный вес грунта: γ=20.2 кН/м³.

Удельный вес частиц грунта: γ_s=26.7 кН/м^3..

Природная влажность грунта W=24.0 %.

Глубина отбора образца: 10.6 м (скв.2).

Средняя мощность слоя:

Δh= = =4.37(м)

Определение классификационных показателей ИГЭ-5.

а) По типу (гранулометрический состав);

Гранулометрический состав,%(мм).

>2.0	2.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	<0.005
-	22,2	39,4	25,0	4,2	4,0	4,5	0,7

Содержание частиц более 0.25мм=61.4%>50%- пески средней крупности.

б)По виду (плотности сложения);

; 0.55средней крупности.

в) Разновидность грунта( по степени водонасыщения);

=1.0028; 0.8< ≤1.0- насыщенный водой.

Расчетное сопротивление :400 кПа.

ИГЭ 6: Глинистый грунт

Удельный вес грунта: γ=19.8 кН/м³.

Удельный вес частиц грунта: γ_s=27.9 кН/м^3..

Природная влажность грунта W=28.0%.

Влажность грунта на границе раскатывания: W_p=26.4%.

Влажность грунта на границе текучести: W_L=45.8%.

Глубина отбора образца: 15.0 м (скв.2).

Средняя мощность слоя:

Δh= = =4.7 (м)

Определение классификационных показателей ИГЭ-6.

а) по типу (По числу пластичности Y_p);

Y_p=

б) по разновидности ( по числу текучести Y_L):

полутвердая;



R₀(Y_L=0.082, e=0.8036)=290(кПа).

.
ВЫВОДЫ:

1. Геологические условия можно условно отнести к II категории сложности по инженерно – геологическим условиям (средней сложности по СП 11-105-97 Приложение Б). В толще грунта имеется один слабый слой – супесь пластичная – ИГЭ-2.

2. Разведанная толща до глубины 15 м неоднородная, в ее составе выделено 6 инженерно – геологических элементов. Геологический разрез изображен на рис. (приложение 1).

3. Физико – механические характеристики грунтов приведены в сводной таблице.

4. Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием одного водоносного горизонта, водовмещающими породами служат грунты ИГЭ – 5,6. Горизонт вскрыт всеми скважинами на глубинах 5.8 - 6.2 м от поверхности рельефа.

5. Не рекомендуется использовать в качестве несущего слоя для фундаментов мелкого заложения ИГЭ-2 из-за его высокой пористости и, как следствие, деформативности.

6. Для проектирования фундамента мелкого заложения рекомендуется рассмотреть ИГЭ-3, состоящего из песка средней крупности.


Рис 1. Инженерно-геологический разрез.
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ФИЗИКО – МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

№ п/п	Наименование ИГЭ	γ	γs	W	Ip	IL	Sr	φ	C	R0
		кН/м3	кН/м3	%	%	%	%	˚	кПа	кПа
1	ИГЭ-1 Растительный слой	18.0	-	-	-	-	-	-	-	-
2	ИГЭ-2 Супесь пластическая	19.6	27.2	17.2		0.568	-	22	14	250
3	ИГЭ- 3 Песок средней крупности влажный	20.0	26.6	15.0	-	0	0.75	32	-	500
4	ИГЭ – 4 Суглинок твердый	20.0	26.8	20.4	9.9	-0.111	-	22	30	278
5	ИГЭ- 5 Песок средней крупности водонасыщен-ный	20.2	26.7	24.0	-	-	1.00	30	-	400
6	ИГЭ – 6 Глина полутвердая	19.8	27.9	28.0	19.4	0.082	-	18	44	290

  1   2   3   4   5   6

---

2.ОПРЕДЕЛНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК НА ФУНДАМЕНТЫ

1. Расчетная нагрузка на ленточный фундамент (наружная стена, ось А).

На наружную стену с подвалом (ось А) действуют нормативные нагрузки в основном сочетании, приложенные на отметке верхнего обреза фундамента:

- постоянная N_п=268 кН/пог.м;

- временная N_в= 32 кН/ пог.м;

Вычисляем расчетные нагрузки:

Для расчетов по второй группе предельных состояний :

N₂=1.0[(268+32]=300.0 кН/пог.м;

2. Расчетная нагрузка на ленточный фундамент (внутренняя стена, ось Б).

На наружную стену с подвалом (ось А) действуют нормативные нагрузки в основном сочетании, приложенные на отметке верхнего обреза фундамента:

- постояннаяN_п=335 кН;

- временнаяN_в= 55 кН;

Расчетные нагрузки:

N₂=1[(335+55]=390 кН;

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА ПОД НАРУЖНЮЮ СТЕНУ (ОСЬ А)

Глубина заложения подошвы фундамента FL должна определяться с учетом назначения, конструктивных особенностей сооружения, нагрузок и воздействий на основание, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий и сооружений, а также оборудования, геологических условий площадки строительства, гидрогеологических условий, глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов.

Конструктивные особенности здания, влияющие на глубину заложения фундаментов:

- наличие подвала под всей площадью здания;

- относительная отметка пола подвала -2,50м;

- высота цокольной части здания (превышение отметки пола первого этажа над планировочной отметкой) 0,90м;

- место строительства – г. Мурманск;

- грунтовые условия строительной площадки указаны на инж.-геологическрм разрезе (приложение 1) и свойства в табл.1;

- уровень подземных вод находится на глубине 6,1 м от планировочной отметки.

а) С учетом конструктивных особенностей подземной части здания.

d=h_n

---

-h_ц +h_cf+h_s;

d=2.50-0.9+0.2+(0.3…0.5)=2.1-2.3(м);

Высота опорной плиты, в зависимости от ее ширины b, по результатам дальнейших расчетов может измениться от 0.3 до 0.5м.

б) С учетом климатических условий района строительства (глубины промерзания).

В соответствии со СНиП 2.02.01-83^* расчетная глубина сезонного промерзания грунта d_f=k_h∙d_fn.

k_h- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. Примем температуру в подвале t=+10 ͦC, тогда k_h=0.6

d_fn- нормативная глубина промерзания;

d_fn= ;d₀=0.28(песок средней крупности); Коэффициент d_fn принимаем по схеме из Справочника проектировщика «Основания, фундаменты и подземные сооружения». Для г.Мурманск d_fn=151см.

Коэффициент для Мурманска состовляет 7.8+10.5+10.8=29.1

d_f=0.6∙1.618=0.971 м;

в) С учетом и нженерно-геологических условий площадки строительства.

Из – за конструктивных особенностей подземной части проектируемого здания глубина заложения фундамента не может быть менее 2.1 м, а это приведет к использованию в качестве несущего слоя грунт ИГЭ-3 – песок средней крупности, что удовлетворяет требованиям.

г) Грунтовые воды бурением на 15м вскрыты на отметке кровли 4-го слоя, что никак не помешает при устройстве фундамента.

Таким образом, определяющим фактором для назначения глубины заложения фундамента стала конструктивная особенность подземной части. d=2.1…2.3м.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДОШВЫ ФУНДАМЕНТОВ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Проверим возможность использования подушки в качестве рабочего слоя при max ширине стандартной фундаментной плиты b=3.2м и нагрузке N₂=300кН/пог.м.



Опирание фундамента на этот слой по проведенному предварительному расчету возможно, т.к. p₂=139.75<250 кПа;

Подбираем графическим методом площадь подошвы фундамента А_ф.

p₂≤R.

а) определяем среднее давление p_2,iпод подошвой фундамент для каждой ширины:

---