КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра ПГС
Курсовой проект
«Здание фабричного корпуса в Петрозаводске»
по дисциплине «Основания и Фундаменты»
г. Калининград 2011 г.
1.Исходные данные
Курсовой проект выполняется на основании выданного задания. Задание представляет собой проект здания фабричного корпуса в городе Петрозаводске. Строительство дома ведется на площадке со спокойным, слабохолмистым рельефом. Грунт площадки имеет три слоя, один из которых - верхний насыпной слой - глина. Второй слой представляет собой супесь. Третий слой представляет собой суглинок. Сведения о нагрузках, действующих на обрез фундамента, сведены в таблицу:
№ схемыВариант№ сечения фунд-таN011, кНМ011, кН·мТ011, кНСхема №1 Здание химической лаборатории нечетный1-11800-40- 402-23200±150±323-32400230604-465055-
2.Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунта
2.1 Геологические характеристики грунтов
Площадка строительства находится в городе Петрозаводск и инженерно-геологические условия ее освещены тремя выработками: скв. №1, скв. №2, скв. №3, скв. №4, скв. №5.
Первый слой - образец №1 -глина , для которой известны следующие характеристики:
Удельный вес твердых частиц грунта γs=26,9кН/м3
Влажность W=0,39
Предел текучести WL=0,50
Предел раскатывания WР=0,30
Коэффициент фильтрации kф=3,1х 10-8см/с
Модуль деформации Е=7500кПа
Для расчета по несущей способности:
Удельный вес грунта γI=15,5кН/м3
Угол внутреннего трения φ1=14 град
Сцепление СI=22 кПа
Для расчета по деформациям:
Удельный вес грунта γII=18,2 кН/м3
Угол внутреннего трения φII=16 град
Сцепление СII=30 кПа
Второй слой - образец №12 - супесь, для которой известны следующие характеристики:
Удельный вес твердых частиц грунта γs=26,4 кН/м3
Влажность W=0,29
Предел текучести WL=0,31
Предел раскатывания Wр=0,25
Модуль деформации Е=8000кПа
Коэффициент фильтрации kф=1,1∙10-5 см/с
Для расчета по несущей способности:
Удельный вес грунта γ1=15,5кН/м3
Угол внутреннего трения φ1=17град
Сцепление С1=4 кПа
Для расчета по деформациям:
Удельный вес грунта γ11=18,3 кН/м3
Угол внутреннего трения φ11=20град
Сцепление С11=5 кПа
Третий слой - образец №7 - суглинок, для которого известны следующие характеристики:
Удельный вес твердых частиц грунта γs=26,8 кН/м3
Влажность W=0,31
Предел текучести WL=0,36
Предел раскатывания Wр=0,22
Модуль деформации Е=10000 кПа
Коэффициент фильтрации kф=2,5∙10-7 см/с
Для расчета по несущей способности:
Удельный вес грунта γ1=15,7 кН/м3
Угол внутреннего трения φ1=15град
Сцепление С1=9 кПа
Для расчета по деформациям:
Удельный вес грунта γ11=18,5 кН/м3
Угол внутреннего трения φ11=17град
Сцепление С11=12кПа
2.2 Определение наименований грунтов
Глина (образец №1)
а) Расчет по несущей способности
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=15,5/(1+0,39)=11,15кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd=(26,9-11,2)/11,2=1,4
Пористость
n=e/(1+e)=1,4/(1+1,4)=0,6
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs=1,4·10/26,9=0,52
где γW- удельный вес воды; γW=10 кН/м3
Степень влажности
Sr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,18*26,6/0,8*10=0,6
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,9-10)/(1+1,4)=7,04 кН/м3
б) Расчет по деформациям
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=18,2/(1+0,39)=13,09 кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd =(26,9-13,09)/13,09=1,06
Пористость
n=e/(1+e)=1,06/(1+1,06)=0,51
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs =1,06·10/26,9=0,39
Cтепень влажности
Sr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,39*26,9/1,06*10=0,98
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,9-10)/(1+1,06)=8,2кН/м3
Число пластичности
Ip=WL-Wp=0,50-0,30=0,2
Показатель текучести
IL=(W-Wp)/( WL-Wp)=(0,39-0,30)/(0,50-0,30)=0,45
Коэффициент относительной сжимаемости
mV=β/E=0,6/8000=7,5х10-5 1/кПа
β = 0,6 - для глины
Супесь (образец №12)
а) Расчет по несущей способности:
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=15,5/(1+0,29)=12,02кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd =(26,4-12,02)/12,02=1,19
Пористость
n=e/(1+e)=1,19/(1+1,19)=0,54
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs =0,54·10/26,4=0,20тепень влажностиr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,29/0,20=1,45
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,4-10)/(1+1,19)=7,48кН/м3
б) Расчет по деформациям
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=18,3/(1+0,29)=14,2 кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd =(26,4-12,02)/12,02=1,19
Пористость
n=e/(1+e)=1,19/(1+1,19)=0,54
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs =1,19·10/26,4=0,45
Степень влажности
Sr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,29/0,45=0,64
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,4-10)/(1+1,19)=7,48 кН/м3
Число пластичности
Ip=WL-Wp=0,31-0,25=0,06
Показатель текучести
IL=(W-Wp)/( WL-Wp)=(0,29-0,25)/(0,31-0,25)=0,7
Коэффициент относительной сжимаемости
mV=β/E=0,74/8000=9,3х10-5 1/кПа
β = 0,74-для супеси
Суглинок (образец №7)
а) Расчет по несущей способности:
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=15,7/(1+0,31)=12кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd=(26,8-12)/12=1,2
Пористость
n=e/(1+e)=1,2/(1+1,2)=0,5
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs =1,2·10/26,8=0,45
Степень влажностиr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,31*26,8/1,2*10=0,7
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,8-10)/(1+1,2)=7,6кН/м3
б) Расчет по деформациям
Удельный вес сухого грунта
γd= γ/(1+W)=18,5/(1+0,31)=14,1кН/м3
Коэффициент пористости
е =( γs- γd)/ γd =(26,8-14,1)/14,1=0,9
Пористость
n=e/(1+e)=0,9/(1+0,9)=0,47
Полная влагонепроницаемость
Wsat=Wmax=e· γW/ γs =0,9·10/26,8=0,3
Степень влажности
Sr=W/Wsat=W· γs/ e· γW=0,31/0,3=1,03
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды
γsb=( γs- γW)/(1+e)=(26,8-10)/(1+0,9)=8,8кН/м3
Число пластичности
Ip=WL-Wp=0,36-0,22=0,14
Показатель текучести
IL=(W-Wp)/( WL-Wp)=(0,31-0,22)/(0,36-0,22)=0,64
Коэффициент относительной сжимаемости
mV=β/E = 0,52/10000=5,2х10-5 1/кПа
β = 0,52 - для суглинка
Описание грунтов:
Глина (образец №1) - тугопластичная, среднесжимаемый, легкая песчанистая Супесь (образец №12) - полутвердая, среднесжимаемая, легкая песчанистая.
Суглинок (образец №7) - мягкоопластичный, среднесжимаемый, тяжелый песчанистый.
2.3 Определение расчетной и нормативной глубины промерзания
Нормативная глубина промерзания грунта определяется по формуле (2)
СНиП 2.02.01-83 для районов, где глубина промерзания не более 2,5м: dfn=do×ÖMt - нормативная глубина сезонного промерзания,
Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимается по СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика".
do - величина, принимаемая равной, м, для: суглинков и глин 0,23м.
Mt=36,8 для г.Петрозаводск
dfn=0,23×Ö36,8=1,4 м.
Расчетная глубина промерзания определяется по формуле (3) СНиП 2.02.01-83:
df = kh×dfn,
kh - коэффициент влияния теплового режима здания на промерзание грунта у наружных стен, т.к. здание с техническим подвалом kh=0,5.
df = 0,5×1,4=0,7м.
3.Разработка вариантов фундамента
Разработку вариантов следует производить для одного наиболее нагруженного фундамента заданного сооружения. В нашем случае - фундамент №2.
Схема №1 Здание химической лабораторииНечетный23200±150±32№ схемыВариант№ фунд-таN011, кНМ011, кН·мТ011, кН
3.1 Фундаменты на естественном основании
Выбор глубины заложения фундамента.
За относительную отметку ±0,000 принимаем пол первого этажа. Обрез фундаментов выполняем на отметке -0,150м. В соответствии с конструктивными требованиями при глубине пола в подвале на отметке 2,7 м примем толщину пола 0,2 м, а расстояние от низа конструкции пола в подвале до подошвы фундамента назначим равным 0,4 м, имея в виду, что высота типового блока подушки составит 0,3 м. Тогда глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки будет равна 3,6 м, а от отметки з
