Курсовая работа (т): Проектирование фундаментов пятиэтажного жилого дома

Проектирование фундаментов пятиэтажного жилого дома

Министерство образования Республика Беларусь

Учреждение образования

«Брестский государственный технический университет»

Кафедра геотехники и транспортных коммуникаций

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине: «Механика грунтов, основания и фундаменты»

на тему: «Проектирование фундаментов пятиэтажного жилого дома»

Брест 2013

Реферат

Проектирование фундаментов жилого здания. Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты». 1-70 02 01/ БрГТУ; Василевский Д.Ю., гр. П-286; ГТК. - Брест: 2012, - 65 стр., 13 табл., 27 рис., 7 источников.

Ключевые слова: инженерно-геологические условия, глубина заложения, фундамент под колонну, ленточный фундамент, осадки фундамента, куст свай, ростверк, несущая способность фундамента, продольная и поперечная арматура.

Пояснительная записка к курсовому проекту в своем объеме содержит реферат, содержание, введение, исходные данные, оценку инженерно-геологических условий площадки строительства, расчёт фундамента мелкого заложения на естественном основании, проектирование свайных фундаментов, технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов, расчёт осадок фундаментов во времени, технологию производства работ по устройству фундаментов, список использованных источников.

Введение

Целью курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов, оснований и фундаментов» является изучение вопросов проектирования, устройства фундаментов и их оснований для различных сооружений, возводимых в разнообразных геологических условиях. От правильно выбранного основания и конструкции фундамента, а также от правильного их устройства во многом зависит нормальная эксплуатация зданий и сооружений.

Проектирование зданий и сооружений заключается в выборе основания, типа, конструкции и основных размеров фундамента и в совместном расчёте оснований и фундаментов как одной из частей сооружения.

Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.

Для успешного усвоения курса необходимо знать следующие дисциплины: инженерную геологию, механику грунтов, сопротивление материалов, строительную механику, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительные конструкции, технологию и организацию строительного производства, технику безопасности и экономику строительства.

Основания, фундаменты и надземная конструкция неразрывно связаны между собой, взаимно влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформации и устойчивость грунтов основания зависят от особенностей приложения нагрузок, от размеров и конструкции фундамента и всего сооружения.

Существует и обратная связь - основные размеры, конструкция фундаментов и схема сооружения во многом зависит от особенностей напластования грунтов основания на строительной площадке, их сжимаемости и нагрузок, которые они могут воспринять. При проектировании оснований и фундаментов необходимо решать две задачи: первая - выбрать вид и тип фундамента, а также определить его основные размеры (глубину заложения, размеры и форму подошвы) и вторая - выполнить подбор и расчёт сечений фундаментов. В соответствии с учебными программами первая задача решается в курсе оснований и фундаментов, а вторая - в курсе строительных конструкций.

Работа грунтов, слагающих основание, под действием нагрузок от веса здания и сооружений имеют некоторую специфику, в частности их прочность в сотни раз меньше, а деформативность в тысячи раз больше прочности и деформативности материалов, из которых возводят здания и сооружения. Результатом неправильной оценки физико-механических свойств оснований обычно являются неравномерные осадки фундаментов здания, а при достижении значительных величин - привести к полному разрушению.

Анализ причин аварий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации зданий, показал, что их значительная часть происходила в результате ошибок, допущенных при проектировании и устройстве оснований и фундаментов. Устранение последствий этих ошибок в большинстве случаев влечёт за собой значительные материальные затраты, как правило, превышающие первоначальную стоимость фундаментов.

Важным фактором является и выбор способа производства работ при устройстве оснований и фундаментов. Неправильное производство работ в некоторых случаях приводят к нарушению природной структуры грунтов, что сказывается на снижении их прочностных свойств и деформативности.1. Исходные данные

Район строительства - г. Курск;

Инженерно-геологические условия строительной площадки №3;

План и разрез здания по схеме №7. Пятиэтажный жилой дом. Здание запроектировано с продольными несущими стенами из кирпича. Толщина наружных стен 64 см, внутренних - 38 см. Удельный вес кирпичной кладки 18 кН/м3. Перекрытия - сборные железобетонные плиты с круглыми пустотами, опирающиеся на продольные стены. Стены подвала и цоколя - сборные бетонные блоки. Перегородки межкомнатные - гипсобетонные панели. Кровля рулонная трехслойная. В осях 1-5 расположен подвал. Отметка пола подвала -2.400.

Расчётные сечения и действующие в них нагрузки принимаем по заданию

Таблица 1.1-Результаты определения физических характеристик грунтов

Таблица 1.2-Сводная таблица расчётных сечений

Рисунок 1.2. План, разрез здания

. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

.1 Определение физико-механических характеристик грунтов

Исходный материал для проектирования фундаментов - данные инженерно-геологических условий строительной площадки и физико-механические характеристики грунтов, используемых в качестве оснований, даны в табл.1.1. Характеристики грунтов необходимо вычислять для каждого слоя отдельно, согласно их порядку залегания.

Скважина № 1, 1-й слой:

.        Число пластичности определяем по формуле:

 (2.1)

где влажность на границе текучести,

влажность на границе раскатывания,

По числу пластичности грунт - суглинок, т.к.

.        Плотность грунта в сухом состоянии:

 (2.2)

где - плотность грунта в естественном состоянии (принимаем по табл.1.1)

- влажность грунта в естественном состоянии.

.        Коэффициент пористости грунта:

 (2.3)

где - плотность частиц грунта (принимаем по т. 1.1)

.        Степень влажности:

 (2.4)

где - плотность воды (принимаем =1)

.        Показатель текучести:

 (2.5)

где влажность грунта в естественном состоянии (принимаем по табл.1.1)

суглинок текучепластичный, так как  по табл.7, [3];

Удельное сцепление:  по табл.11, [1]. Угол внутреннего трения: по табл.11, [1]. Модуль деформации: по табл.9, [1] Расчётное сопротивление: по табл.12, [1]. Параметры отсутствуют

Скважина № 1, 2-ой слой:

. Число пластичности (по формуле 2.1):

По числу пластичности грунт- суглинок, т.к.

. Плотность грунта в сухом состоянии (по формуле 2.2):

. Коэффициент пористости грунта (по формуле 2.3): ,

. Степень влажности (по формуле 2.4):

. Показатель текучести (по формуле 2.5):  мягкопластичный, так как 0,5<=0,71 <0,75 по табл.7, [3];

Удельное сцепление: с=16,4 кПа по табл. 11, [3]

Угол внутреннего трения: =16,2 по табл. 11, [3]

Модуль деформации: Е=8,4 МПа по табл. 9, [3]

Расчётное сопротивление:=167,03 кПа по табл. 12, [3]

Скважина №2, 3-ий слой:

. Число пластичности (по формуле 2.1): Ip=40-20=20%;

По числу пластичности грунт- глина, т.к.

. Плотность грунта в сухом состоянии(по формуле 2.2):

. Коэффициент пористости грунта (по формуле 2.3): ;

. Степень влажности (по формуле 2.4): ;

. Показатель текучести (по формуле 2.5):  глина тугопластичная, так как 0,25<=0,35<0,5 по табл.7, [3];

Удельное сцепление: с=50 кПа по табл. 11, [3]

Угол внутреннего трения: =17 по табл. 11, [3]

Модуль деформации: Е=18 МПа по табл. 9, [3]

Расчётное сопротивление:=306,25 кПа по табл. 12, [3]

Скважина №3, 4-ый слой:

. Число пластичности (по формуле 2.1): 43-22=21%;

По числу пластичности грунт- глина, т.к.

. Плотность грунта в сухом состоянии (по формуле 2.2):

. Коэффициент пористости грунта (по формуле 2.3): ;

. Степень влажности (по формуле 2.4):

. Показатель текучести (по формуле 2.5):

глина полутвердая, так как 0<=0,24<0,25 по табл.7, [3];

Удельное сцепление: с=54 кПа по табл. 11, [3]

Угол внутреннего трения: =19 по табл. 11, [3]

Модуль деформации: Е=21 МПа по табл. 9, [3]

Расчётное сопротивление:=320 кПа по табл. 12, [3]

Скважина №3, 5-ый слой:

. Наименование песчаного грунта определяем по гранулометрическому составу. В данном случае масса частиц крупнее 0.25 мм составляет более 50 % (в нашем случае 56%). Следовательно, данный песчаный грунт является песком средней крупности.

. Определяем плотность грунта в сухом состоянии (по формуле 2.2): ;

. Определяем коэффициент пористости (по формуле 2.3): ;

По таблице 5 определяем, что песок средней крупности, плотный, так как е=0,54<0,55.

. Находим степень влажности (по формуле 2.4):

Песок влажный, так как 0,5<<0,8, =0,73.

Удельное сцепление: с=2 кПа по табл. 10, [3]

Угол внутреннего трения: =38 по табл. 10, [3]

Модуль деформации: Е=40 МПа по табл. 8, [3]

Расчётное сопротивление:=500 кПа по табл. 12, [3]

Все характеристики сведем в сводную таблицу 2.1.

Таблица 2.1-Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов