/>Зміст
Вступ
1. Оцінка інженерно-геологічнихумов ділянки (ДСТУ БВ.2.12-96 Ґрунти. Класифікація)
2. Збір вертикальних навантажень нафундамент
3. Прив’язка будівлі до рельєфумісцевості
4. Проектування окремо стоячогофундаменту на природній основі
5.Розрахунок фундаменту із забивнихпаль
6.Розрахунок фундаменту у пробитихсвердловинах
7. Техніко-економічне порівняннярозрахованих фундаментів
8. Розрахунок окремо стоячогофундаменту на природній основі за перерізом ІІ-ІІ
9. Технологія влаштуваннямонолітного фундаменту на природній основі
10. Визначення підтопленнямайданчика чи території
Списоквикористаних джерел
Вступ
Пояснювальнузаписку складемо для обгрунтування проекту з основ і фундаментів промисловоїбудівлі в м. Первомайськ.
Основою дляскладання проекту є:
1. Завданнядо виконання курсового проекту виданий кафедрою НПГ;
Промисловабудівля зводиться в місті Первомайськ.
2. Відомостіпро інженерно-геологічні умови ділянки проектування (додаток №19);
Геологічний розрізмісцевості складено за допомогою трьох свердловин. Зверху залягаєрослинно-грунтовий шар невеликої потужності (0,3-0,35 м). Підрослинно-грунтовим шаром розташовується лесовий суглинок потужністю 6-6,25 м.Під лесовим суглинком залягає пісок середньої крупності.
3. Призначеннябудівлі і відомості про її особливості (додаток №12).
Необхіднозапроектувати одноповерхову промислову будівлю. Будівля двопролітна з металевимкаркасом. Загальні розміри в осях 72х48 м. У поздовжньому напрямку колонирозташовано через кожні 12 м. У поперечному напрямку – через 24 м. Необхіднотакож запроектувати фундамент під фахверкові колони, котрі розміщуються черезкожні 6 м. При розрахунку фундаментів необхідно врахувати наявність краніввантажопідйомністю 30т.
фундаментнавантаження рельєф свердловина
1. Оцінкаінженерно-геологічних умов ділянки (ДСТУ БВ.2.12-96 Ґрунти. Класифікація)
Запишемоспочатку фізико-механічні характеристики ґрунтів.
Таблиця I№ Найменування шару Товщина шару, м
/>, т/м3
/>, т/м3
/>
/>
/>
/>, °
/>, кПа
/>, МПа
kf,
м/добу Свер.1 Свер.2 Свер.3 1 Гр.–росл. шар 0,30 0,30 0,35 1,72 2 Суглинок лесоподібний 6,05 6,25 6,00 2,68 1,81 0,28 0,32 0,24 17 12 8,0 2,0 3 Пісок сер. крупності (пройд) 7,00 6,70 6,60 2,66 2,08 0,20 39 2,5 41,0 18
Оцінку проводимозгідно ДСТУ Б.В.2.1-2-96 “Грунти.Класифікація”.
Перший шар ґрунту –грунтово-рослинний шар – не можеслужити в якості основи фундаменту, тому повинен бути пройдений тіломфундаменту.
Таблиця II№ Найменування характеристик Розрахункова формула Шар 2 Шар 3 1 Число пластичності
/>
0,32-0,24=0,08=8%
(суглинок) - 2 Показник текучості
/> 0,5 - 3 Щільність сухого ґрунту
/> 1,41 1,73 4 Коефіцієнт пористості
/> 0,90 0,53 5 Коефіцієнт водонасичення
/> 0,83 1,00
Висновок:
· Шар 2 суглинок лесоподібний. Органічнихречовин не містить, відомостей про засоленість грунту немає. Грунт може бутивикористаний в якості природної основи фундаментів.
· Шар 3 — пісок середньої крупності,щільний.Грунт може бути використаний в якості природної основи фундаментів.
2. Збір вертикальних навантажень нафундамент
Таблиця III№ Найменування навантажень Перерізи фундаментів І-І ІІ -ІІ Постійні 1 Вага покриття 864 1036,8 432 518,4 2 Вага ферм 44 48,4 22 24,2 3 Крайня колона - - 18 19,8 4 Середня колона 34 16,4 - - 5 Підкранова балка 64,2 70,62 32,1 35,3 6 Стінові панелі - - 172,8 190,08 7 Осклянення віконного блоку - - 6 7,2 å 1006,2 1172,22 682,9 794,99 Тимчасові 8 Тиск коліс крану 1342,3 1744,99 814,9 1059,37 9 Снігове навантаження 288 374,4 144 187,2 å 1630,3 2119,39 958,9 1246,57 Усього å 2636,5 3291,61 1641,8 2041,56
Розрахуноквиконуємо для фундаментів переріз 1-1. Для цього перерізу загальне вертикальненавантаження складає />. Тоді отримаємо,що горизонтальне навантаження становить:
/>
Момент на рівніобрізу фундаменту становить:
/>
Розрахунок виконуємодля фундаментів переріз 2-2. Для цього перерізу загальне вертикальненавантаження складає />. Тоді отримаємо,що горизонтальне навантаження становить:
/>
Момент на рівніобрізу фундаменту становить:
/>
3.Прив’язка будівлі до рельєфу місцевості
Визначаємопозначки кутів будівлі шляхом інтерполяції. Наносимо їх на рисунок.
/>
Знаходимозначення ухилів на розглядаємій ділянці. Ухили повинні знаходитись у межах /> інакше буде проходитиерозія грунту або стоятиме вода:
a. /> (вмежах)
b. /> (вмежах)
c. />(в межах)
d. /> (вмежах)
Позначку підлогиприймаємо:/>
4.Проектування окремо стоячого фундаменту на природній основі
Вибірглибини закладання фундаменту на природній основі.
· З умов промерзання:
Знаходиморозрахункову глибину сезонного промерзання ґрунту:
/>,де
Позначка підошвифундаменту, виходячи з умов промерзання грунту повинна бути не менше 43,40 м.
· З конструктивних умов:
44,00-1-0,7=42,30м
· З ґрунтових умов:
44,00-0,35-0,3=43,35м
Поруч з будівлеющо проектується сусідніх будівель і споруд немає, комунікацій немає, рівеньґрунтових вод нижче 44 м. Приймаємо позначку фундаменту42,30 м.
Позначку підошвифундаменту приймаємо з конструктивних умов. Мінімальна глибина закладанняфундаменту складає:
dmin=44.00-42,30=1.7м.
Максимальнаглибина закладання фундаменту складає:
dmax=44.41-42.30=2.11м.
Визначеннягеометричних розмірів фундаменту на природній основі.
При розрахункудеформацій основи з використанням розрахункових схем, середній тиск під підошвоюфундаменту /> не повинен перевищуватирозрахункового опору грунта основи />, />, який визначається заформулою:
/>/> ,де
/>коефіцієнтиумови роботи, які приймаємо за ([1], стр.86,додаток Е таблиця Е7). Вони становлять:
/>
/>
/>коефіцієнти, які приймаємо />
/>ширина підошви фундаменту, />
/>коефіцієнти,які приймаємо за ([1], стр.87, додаток Е таблиця Е8).
Вони становлять(при />):
/>
/>
/>
/>розрахункове значення умовногозчеплення. />
/>середнє розрахункове значення умовноїваги грунтів, які залягають нижче підошви фундамента. Приймаємо />.
¨ Визначаємо /> при/> за формулою />:
/>
¨ Визначаємо />:
/>
¨ Визначаємо />:
/>
¨ Визначаємо />:
/>
/>
¨ Визначаємо />:
/>
¨ Визначаємо різницю між /> і />:
/>
Остаточноприймаємо: />
¨ Визначаємо ексцентриситет рівнодійноїдля позацентрово завантаженого фундаменту при дії загального згинаючого моментуна рівні підошви фундаменту:
/>
Визначаємо тискна ґрунт у краю підошви позацентрово-завантаженого фундаменту:
/>
/>
Згідно норм,максимальний тиск на ґрунт не повинен перевищувати />,а мінімальний тиск повинен бути додатнім. Друга умова виконується очевидно /> Перевіряємо першу вимогу:
/>
Перша умова невиконується, отже збільшимоl на 0,3 м.
W=12,15 м3
/>
/>
Отже всі умовизадовольняються.
Остаточноприймаємо:
/>
Розрахунокосідання фундаменту на природній основі методом пошарового підсумування
Визначаємо тиск від власної ваги ґрунту природноївологості на рівні підошви грунтово-рослинного шару:
/>
/>ї
Визначенняосідання фундаменту методом пошарового підсумовування
/>,
м
/>,
кПа
/>
/>
/>
/>,
кПа
/>,
кПа
/>,
м
/>,
кПа
/>,
см
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
30,46 0,8 1 177,91 162,79 144 8000 2,34 /> 1,44 56,52 0,8 0,8 0,83 147,67 /> 118,39 144 8000 1,70 /> 2,88 82,58 1,6 0,8 0,50 89,11 /> 71,20 144 8000 1,03 /> 4,32 108,65 2,4 0,8 0,30 53,28 /> 43,65 144 33438 0,15 /> 5,76 137,71 3,2 0,8 0,19 34,03 /> 28,68 144 41000 0,08 /> 7,2 167,66 4 0,8 0,13 23,33 /> å 5,31
Схема розрахункуосідання фундаменту методом пошарового підсумовування
/>
Згідноз ([1], стр. 94, додаток И, таблиця И.1) гранична деформація складає />. Згідно з розрахунком,отримано />, що не перевищує граничнудеформацію.
5. Розрахунок фундаменту із забивнихпризматичних паль
Розрахунокфундаменту за першим граничним станом
1. Вибір розмірів паль згідно інженерно-геологічних умов ділянки,діючих навантажень, конструктивних особливостей споруди.
Приймаємо палю />.
2. Глибину закладання ростверку встановлюємо з конструктивнихміркувань. Мінімальна висота ростверку під колону одноповерхової промисловоїбудівлі складає: />.
3. Визначаємо довжину палі у ґрунті. При жорсткому спряженні палі зростверком довжина її в ґрунті складає:
/>
4. Для визначення несучої здатності палі при наступних значеннях:
- />
- />
- />
- />
- />
/>
Визначимо за ([2], стр.7, табл.1) />.Несучу здатність палі визначаємо за формулою:
До схеми розрахунку пальового фундаментуh, м Z, м
fi, кН 2 1,67 39,7 2 4,35 54,1 0,65 5,68 57,4 2 6,67 59,3 0,05 8,02 62,0
/>
Розрахункове навантаження, яке допустиме напалю становить:
/>
Визначеннякількості паль фундаменту.
Кількість паль у кущі знаходимо за формулою:
/>
Приймаємо остаточно /> паль.
2. Конструювання ростверку.
Конструювання ростверку виконуємо виходячи з мінімальної відстані міжпалями, тобто />.
3. Визначення фактичного розрахункового навантаженняна палю.
Розрахунок виконуємо за формулою:
/>Умова розрахунку за першимграничним станом задовольняється.
Визначаєморозміри умовного фундаменту на рівні вістря палі:
/>
/>
Визначаємо об’ємі вагу умовного фундаменту “паля — ростверк — ґрунт”:
/>
Визначаємосередній тиск по підошві умовного фундаменту:
/>
Визначаємоопір ґрунту основи на рівні підошви умовного фундаменту:
/>
/>коефіцієнтиумови роботи, які приймаємо за ([1], стр.8, таблиця №3). Вони становлять:
/>; /> ; />коефіцієнти, якіприймаємо />
/>ширинапідошви умовного фундаменту, />
/>коефіцієнти,які приймаємо за ([1], стр.9, таблиця №4).
Вони становлять(при />):
/>; />; />
/>середнє розрахункове значення умовноїваги грунтів, які залягають нижче підошви умовного фундамента. Приймаємо />.
/>тежсаме, які залягають вище підошви фундамента. Приймаємо />:
/>
Тоді отримаємо:
/>
Виконуємоперевірку попередньої умови при розрахунку основи по деформаціям:
Попередні умовирозрахунку основи за деформаціями виконується:
/>.
Визначаємопотужність стиснутої товщі основи.
Потужністьстиснутої товщі під підошвою умовного фундаменту складає:
/>,де
/> — при відношенні /> за ([3], стр. 19, табл.2.3) становить: />.
Визначаємосередньозважене значення модуля деформації в межах стиснутої товщі основи.
Середньозваженезначення модуля деформації становить:
/>
Визначаємоосідання основи за формулою:
/>
Перевіряємоумову розрахунку основи за деформаціями />:
/>.([1],стр. 94, додаток И, таблиця И.1)
Отже умовавиконується.
6. Розрахунокфундаментів у пробитих свердловинах
1. Приймаємо один фундамент діаметром />, об’єм втрамбованогощебеню складає />.
2. Глибину закладання ростверку приймаємо зконструктивних міркувань рівною />.
3. Висоту фундаменту приймаємо />. Схема прийнятогофундаменту зображена на рисунку.
4. Визначаємо параметри розширення:
Форма розширенняприймається у вигляді еліпсоїда обертання з відношенням піввісей/>.
Геометричніхарактеристики розширення:
/> -радіус розширення
де Vcr=1.5м3– об’єм щебню;
h- співвідношення осей еліпсоїда обертання
/>
/>
/> -коефіцієнт ущільнення щебню розширення
/> -висота розширення
/>-площа поперечного перерізу розширення.
Радіусущільненої зони грунту
/>
/>
/>м- діаметр розширення
/> -коефіцієнт активної пористості
/>
/>
/>м.
Товщинуущільненої зони нижче розширення приймаємо за формулою
/>м.
Площапоперечного перерізу ущільненої зони дорівнює:
/>м2
5. Визначаємо несучу здатність основи, якедопустиме на фундамент, за несучою здатністю жорсткого матеріалу:
/>
/>м2
6. Визначаємонесучу здатність основи, яка допускається на фундамент, за несучою здатністюущільненого шару при:
/>/>/>
Так як поверхняумовного конусу не перетинає стовбур фундаменту, то опір грунту за бічноюповерхнею не враховуємо.
/>
Тоді отримаємо:
/>/>
7. Визначаємо несучу здатність основи, якадопускається на фундамент, за грунтом природного складу, який підстеляєущільнену зону:
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
- />
Отже отримаємо:
/>
Тодіотримаємо:
/>
/>
8. Загальнарозрахункове вертикальне навантаження на фундамент складає:
/>
Приймаємодопустиме навантаження на фундамент />.
Тоді кількістьпаль у кущі буде становити:
/>
Приймаємо 2палі.
9. Визначаємо осадку умовного фундаментуциліндричної форми, якщо діаметр розширення />,висота -/>.Тоді вага умовного фундаменту:
/>.
Середній тиск попідошві умовного фундаменту:
/>.
Розрахунковийопір ґрунту основи складає />
Попередня умоварозрахунку основи за деформаціями виконана:
/>
Визначаємопотужність стиснутої товщі основи.
Потужністьстиснутої товщі під підошвою умовного фундаменту складає:
/>,де
/> — при відношенні /> за ([3], стр. 19, табл.2.3) становить: />.
Визначаємосередньозважене значення модуля деформації в межах стиснутої товщі основи.
Середньозваженезначення модуля деформації становить:
/>
Визначаємоосідання основи за формулою:
/>
Перевіряємоумову розрахунку основи за деформаціями />:
/>.([1],стр. 94, додаток И, таблиця И.1)
Отже умоварозрахункуза феформаціями виконується.
7.Техніко-економічне порівняння розрахованих фундаментів
Окремостоячий фундамент на природній основі
Розрахунок витрат на фундамент на природній основі№ Найменування затрат Од. виміру Обєм Вартість 1 Земляні роботи,
м3 8,64 31-08 2 Улаштування фундаменту
м3 3,02 93-62 å 124-71
Фундаментна забивних призматичних палях
Розрахунок витрат на фундамент на забивних призматичнихпалях№ Найменування затрат Од. виміру Обєм Вартість 1 Земляні роботи,
м3 7,73 27-82 2 З/б призматичні палі
м3 2,16 190-94 3 Монолітний з/б роствірок
м3 1,94 60-26 å 279-03
Фундаменту пробитих свердловинах
Розрахунок витрат на фундамент у пробитих свердловинах№ Найменування затрат Од. виміру Обєм Вартість 1 Земляні роботи,
м3 6,3 22-68 2 Влаштовування фундаментів в пробитій свердловині
м3 1,08 71-28 3 Монолітний з/б роствірок
м3 1,13 35-15 å 129-11
Отже зазатратами варіант улаштування окремо стоячого фундаменту на природній основівиявився найкращим.
8. Розрахунок окремо стоячого фундаментуна природній основі за перерізом ІІ-ІІ
Визначеннягеометричних розмірів фундаменту
При розрахункудеформацій основи з використанням розрахункових схем, середній тиск підпідошвою фундаменту />не повиненперевищувати розрахункового опору грунта основи />,/>, який визначається заформулою:
/>/> ,де
/>коефіцієнтиумови роботи, які приймаємо за ([1], стр.86,додаток Е таблиця Е7). Вони становлять:
/>
/>
/>коефіцієнти, які приймаємо />
/>ширина підошви фундаменту, />
/>коефіцієнти,які приймаємо за ([1], стр.87, додаток Е таблиця Е8).Вони становлять (при />):
/>
/>
/>
/>розрахункове значення умовногозчеплення. />
/>середнє розрахункове значення умовноїваги грунтів, які залягають нижче підошви фундамента. Приймаємо />.
/>
¨ Визначаємо /> при/> за формулою />:
/>
¨ Визначаємо />:
/>
¨ Визначаємо />:
/>
¨ Визначаємо />:
¨ />
/>
¨ Визначаємо />:
/>
Визначаєморізницю між /> і />:
/>
Остаточноприймаємо:
/>
Визначаємоексцентриситет рівнодійної для позацентрово завантаженого фундаменту при діїзагального згинаючого моменту на рівні підошви фундаменту:
/>
¨ Визначаємо тиск на ґрунт у краю підошвипозацентрово-завантаженого фундаменту:
/>
/>
Згідно норм,максимальний тиск на ґрунт не повинен перевищувати />,а мінімальний тиск повинен бути додатнім. Друга умова виконується очевидно /> Перевіряємо першу вимогу:
/>
Отже всі умовизадовольняються.
Остаточноприймаємо:
/>
Визначеннядеформацій основи фундаменту
Визначаємопотужність стиснутої товщі основи.
Потужністьстиснутої товщі під підошвою умовного фундаменту складає:
/>,де
/> — при відношенні /> за ([3], стр. 19, табл.2.3) становить: />.
Визначаємосередньозважене значення модуля деформації в межах стиснутої товщі основи.
Середньозваженезначення модуля деформації становить:
/>
Визначаємоосідання основи за формулою:
/>
Перевіряємоумову розрахунку основи за деформаціями />:
/>.
Отже умоварозрахунку за феформаціями виконується.
9.Технологія влаштування монолітного фундаменту на природній основі
Процесвлаштування фундаментів із монолітного залізобетону включає розбивку осейфундаментів, влаштування опалубки, встановлення арматури і бетонуванняфундаменту.
Вибір технологіївлаштування монолітного залізобетону залежить від конструктивних рішеньфундаментів і будівель, а також від того, яке технологічне обладнання і механізмиє в наявності.
Трудомісткість івартість влаштування монолітних фундаментів, що виконуються в опалубці, взначній мірі залежать від модуля поверхні фундаменту. Із збільшенням модуляповерхні збільшується трудомісткість всіх процесів, особливо опалубочних робіт.
Вибір типуопалубки залежить від виду конструкцій, що бетонуються, а також їхповторюваності і виконується на основі техніко-економічних розрахунків поможливих варіантах.
В даному випадкуможливо використати опалубку із невеликих щитів на зшивних планках. Щитиопалубки кріплять до ребер цвяхами і болтами або планками і штирями. Длясприйняття бічного тиску бетонної суміші щити кріплять проволочними скруткамиабо болтами. Зібраний блок опалубки подають краном до місця встановлення. Післявивірення опалубку закріплюють.
Окремо стоячіфундаменти армують арматурою класу А-І, А-ІІ, А-ІІІ, Вр-І діаметром 8-22мм.
Монтаж арматуривиконують укрупненими елементами у вигляді сіток і просторових каркасів, якіподають до місця встановлення самохідними кранами за допомогою спеціальнихтраверс.
Нижню арматурнусітку фундаменту встановлюють до монтажу опалубки. Окремі стержні сіток ікаркасів на місці їх встановлення повинні бути з’єднані електрошлаковою абованною зваркою.
Перед укладаннямбетонної суміші необхідно ретельно підготувати ґрунтовий покрив. Пухкі,органічні або мулисті грунти повинні бути видалені. Перебори грунту слідзаповнювати ущільненим піском або щебенем. Підлягають видаленню також продуктививітрювання скельних основ.
Бетонну сумішукладають горизонтальними шарами товщиною 20-50см. Кожний наступний шарбетонної суміші укладають після ущільнення попереднього і, як правило, допочатку його охвачування. Для отримання однорідного ступеня ущільненнянеобхідно дотримуватись відстані між кожним встановленням вібратора, яка неповинна перевищувати 1,5 радіуса дії вібратора.
Бетонна суміш вопалубку може подаватись кранами або бетононасосами.
Доставкабетонної суміші до місця укладки здійснюється автобетоновозами іавтобетонозмішувачами.
10.Визначення підтоплення майданчика чи території
Оцінкапотенціальної підтоплюваності території виконується на основі використаннякритерія потенціальної підтоплюваності:
/> ([8],ст.61, ф-ла (9)),
де /> – рівень підземних вод допочатку підтоплення, визначається по даним інженерних вишукувань: /> ;
/> –величина можливого підйому підземних вод, визначається по табл. 33 [8]:
/>;
/>–критичний підтоплюючий рівень підземних вод (відлік ведеться від поверхніземлі): />.
/>
Так як />, отже територія являєтьсяпотенційно непідтоплюваною.
Списоквикористаних джерел
1. ДБН В 2.1-10-2009 “Основи та фундаментиспоруд”
2. СНиП 2.02.03-85 “Свайныефундаменты“
3. Винников Ю.Л. Методичний довідник довиконання курсових та дипломних проектів. 1995.
4. ДСТУ Б В.2.1-2-96(ГОСТ 25100-95) Грунти.Класифікація.
5. Н.Л. Зоценко, А.В. Яковлєв “Примерырасчета оснований и фундаментов сельских зданийи сооружений”. Київ. 1992
6. ДБН В.1.2-2:2006. СНББ. Навантаження івпливи. Норми проектування
7. Пособие по проектированию основанийзданий и сооружений (к СниП 2.02.01-83). М.: Стройиздат, 1986.