Курсовая работа по Строительство (фундаменты, материаловедение) на тему Проектирование фундамента жилого дома

Исходные данные


Цифры шифра – 61.
План здания №6, вариант размеров и нагрузок нечетный.
Геологические разрез №2, характеристики грунтов по варианту без скобок.

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Рисунок 1 – Геолого-литологический разрез

Таблица 1. Характеристики физико-механических свойств грунтов
Номер грунта Наименование грунта Для расчета по деформациям Уд. вес тв. частиц грунта γS, кН/м3 Влажность, W Модуль деформации E, МПа Влажность на границе текучести, WL Влажность на границе раскатывания, WP Коэффициент пористости е Показатель текучести JL Степень влажности S
Уд. вес грунта γII, кН/м3 Угол внутр. трения φII Удельное сцепление сII, кПа
3 Глина 18,2 20 30 26,9 0,39 7,5 0,5 0,28 1,05 0,55 1
10 Супесь 20,5 22 10 26,6 0,18 18 0,21 0,15 0,53 0,5 0,9
5 Суглинок 19 26 28 26,6 0,31 12 0,41 0,27 0,83 0,29 0,99




1. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

Определение классификационных показателей и физико-механических свойств для глины:

Удельный вес сухого грунта

Пористость грунта

Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

Число пластичности

Следовательно, по таблице Б.16 (ГОСТ25100) грунт является глина.
Показатель текучести

Следовательно, глина находится в мягкопластичном состоянии.
E = 7,5 МПа, глина сильнодеформируемая, по табл. 13.4 ГОСТ 25100-2011.

1.2. Определение классификационных показателей и физико-механических свойств для супеси:
Удельный вес сухого грунта

Пористость грунта

Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

E = 18 МПа, супесь малосжимаемая, по табл. 13.4 ГОСТ 25100-2011.
Определение классификационных показателей и физико-механических свойств для суглинка:

Удельный вес сухого грунта

Пористость грунта

Удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

Число пластичности

Следовательно, по таблице Б.16 (ГОСТ25100) грунт является суглинок.
Показатель текучести

Следовательно, суглинок находится в тугопластичном состоянии.
E = 12 МПа, суглинок среднедеформируемый, по табл. 13.4 ГОСТ 25100-2011.
Гидрогеологические условия

Глубина залегания поверхности водоносного горизонта dw = 7 м;
Уклон поверхности водоносного горизонта: 3-2°
Уклон поверхности водоупорного слоя: 4-2°
 
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта
d_fn=d_0 √(M_t )
Mt – сумма абсолютных среднемесячных отрицательных значений температур в городе Пскове;
Mt = 7,5 оС + 7,5 оС + 4,5 оС = 19,5 оС;
do = 0,23 – для глин;
d_fn=0,23√19,5=1,02м

Расчетное сопротивление грунтов
Определяем расчетное сопротивление грунта R по методике СП 22.13330.2016
Величина расчетных сопротивлений при ширине подошвы фундамента определяются по формуле:
, где
- коэффициенты условий работы грунта, принимаемые по табл. 3 22.13330.2016;
поскольку принимаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственными испытаниями;
поскольку ;
- глубина заложения фундамента;
- расчетное значение удельного сцепления грунта;
, , - коэффициенты, принимаемые по СП 22.13330.2016 в зависимости от ;

Таблица 2

Грунт
Глина 20 0,51 3,06 5,66
Супесь 22 0,61 3,44 6,04
Суглинок 26 0,84 4,37 6,90
- расчетное значение удельного веса грунта, залегающих в пределах глубины d
d1 = 1,0 м


d2 =4,0 м


d3 = 5,0 м


d4 = 6,5 м


d 5= 7,5 м


d 6= 12,5 м


Рисунок 2 – Эпюра расчетных сопротивлений грунтов основания

Заключение об инженерно-геологических условиях площадки строительства
На рассматриваемой площадке под строительство в г. Пскове произведены инженерно-геологические изыскания Скважины №2 глубиной 13,0 м. Глубина заложения грунтовых вод 7 м.
Верхний слой почвенно-растительный– мощностью от 0,5 м.
Второй слой глина мягкопластичная. Мощностью 4,0 м. глина пылеватая. Глина сильнодеформируемая.
Третий слой супесь. Супесь серая, легкая. Супесь малосжимаемая. Мощностью 2,5 м
Четвертый слой суглинок. Суглинок темно-серый тяжелый. Суглинок тугопластичный, среднедеформируемый. Мощностью 6,0 м
По результатам оценки инженерно-геологических условий делаем вывод о возможности строительства проектируемого сооружения на рассматриваемой площадке и выборе несущего слоя основания. В качестве несущего слоя основания можно использовать глину, для свайного фундамента суглинок.
 
2. Оценка конструктивных особенностей сооружения


Рис. 3. План и разрез механического цеха

Таблица 2 - Нормативные значения нагрузок на обрезы фундаментов
Номер схемы.
Сооружение Вариант Номер Фундамента 1-е сочетание 2-е сочетание
N0n, кН М0n, кН×м Т0n, кН N0n, кН М0n, кН×м Т0n, кН
Схема 6.
Сварочный цех. нечетный
L=18м

1 820 -190 -20 990 26 40
2 990 210 - 910 -100 -20
3 530 - - 670 - -
4 130 20 - 170 2 -
5 745 -60 -6 645 4 40

1) Проектируемое сооружение промышленного назначения (сварочный цех) состоит из двух отсеков различного функционального назначения.
2) Первый отсек в осях «1» - «9» и «В» - «Г» высотой 9 м с размерами в плане 48×8,5 м, с подвалом глубиной 2м.
Колонны сечением 400х400 и ленточный фундамент под стену толщиной 510мм..
Второй отсек в осях «1» - «9» и «А» - «Б» высотой 18 м с размерами в плане 48х18м, без подвала. Стены толщиной 0,51 м, устраиваемые по фундаментным балкам. Внутренние колонны сечением 800х400 и 400х400 по торцам здания.
3) Предельные деформации основания для фундаментов железобетонного каркасного сооружения в соответствии с СП 22.13330.2016: осадка Su=12см, относительная разность осадок (∆s/L)u= 0,002.
4) Отметка планировки поверхности DL = 12.000 м
 
3. Выбор основного типа фундамента сооружения
Разработку вариантов следует проводить для наиболее нагруженного и характерного фундамента заданного здания или сооружения.
Для сварочногоо цеха таким будет Фундамент №2
Фундамент на естественном основании
Определение глубины залегания подошвы фундамента
Определяем глубину заложения подошвы фундамента d относительно отметки планировки DL
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта:
d_fn=d_0 √(M_t )
Mt – сумма абсолютных среднемесячных отрицательных значений температур;
M_t=7,5+7,5+3,4+4,5=22,9 ℃
d_0=0,23 – для суглинка;
d_fn=0,23√22,9=1,1 м
1. Определение глубины заложения подошвы фундамента
а)
d≥hd+hb=0,9+0,6=1,5 м
Учитывая конструктивные особенности здания ,глубину промерзания грунта, особенности геологического строения строительной площадки принимаем глубину заложения d = 2 м.
б) Подошва фундамента будет расположена выше уровня подземных вод.
в) Необходимо предусмотреть гидроизоляцию фундаментов .

Определение расчетного сопротивления грунта в уровне подошвы фундамента при b=1.




Определение ориентировочной площади подошвы фундамента

А=N_0II/(R-γ_m∙d)
где N_0II – расчетное значение вертикальной нагрузки на обрез фундамента для расчета по второму предельному состоянию,
R – расчетное сопротивление грунта на глубине d при b=1м.,
γ_m – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях (γ_m= 20кН/м3).

А=990/(268,3-20∙2)=4,4м.

Назначение размеров отдельных частей фундамента
Для фундамента: , где А – площадь фундамента, м.

Согласно ГОСТ 24476-80 для колонны сечением 800х400 мм принимаю типовой монолитный фундамент ФВ7-3. Подколонник площадью сечения 1,5х1,2м , глубина стакана 0,9м


С учетом модуля 0,3 м принимаем размеры подошвы фундамента
Эскиз фундамента Марка фундаментов Расход бетона, м3 Размеры фундамента, мм
l b b1
(b2) l1
(l2)
h
ФВ7-3 5,7 2700 2100 2100 1200


2400
Фундаментная балка 4БФ60 L=5950.


Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента R с учетом принятой ширины подошвы.