Основание и фундамент – Устройство фундамента. Виды ленточного основания. Столбчатые и свайные варианты. Монолитная плитная основа. Организация работ | ofundamentah.com

основания и фундаменты пример

 

Содержание

 

 

Содержание ……………………………………………………………………………………………………

 

2

 

1.

Состав проекта ………………………………………………………………………………………

 

3

 

2.

Исходные данные…………………………………………………………………………………..

 

4

 

3.

Обработка данных физико-механических характеристик грунтов……………..

5

 

4.

Расчет фундамента на естественном основании ……………………………………….

9

 

4.1. Определение глубины заложения фундамента………………………………………

9

 

4.2.

Определение размеров фундамента…………………………………………………….

 

10

 

4.2.1. Предварительные размеры………………………………………………………………

 

10

 

4.2.2. Проверка прочности грунтов основания…………………………………………..

10

 

4.3.

Расчет осадки фундамента …………………………………………………………………

 

13

 

4.4. Проверка прочности подстилающих слоев………………………………………….

16

 

4.5. Расчет осадки фундамента с измененными отметками…………………………

18

 

4.6. Повторная проверка прочности подстилающих слоев………………………….

20

 

4.7. Расчет фундамента на прочность………………………………………………………..

 

21

 

4.7.1. Расчетные нагрузки и характеристики материалов……………………………

21

 

4.7.2. Определение высоты плитной части фундамента и размеров ступеней

 

 

расчетом на продавливание. ……………………………………………………………………..

 

22

 

4.7.3. Расчет по прочности на раскалывание стакана …………………………………

24

 

4.7.4. Расчет плитной части фундамента на поперечную силу ……………………

25

 

4.7.5. Расчет плитной части фундамента на обратный момент……………………

26

 

4.7.6. Определение площади арматуры плитной части фундамента…………….

28

 

4.7.7. Расчёт продольной арматуры подколонника…………………………………….

31

 

4.7.8. Расчёт поперечной арматуры подколонника …………………………………….

34

 

4.7.9. Расчёт подколонника на местное смятие под торцом колонны…………..

35

 

5.

Расчёт свайного фундамента …………………………………………………………………

 

36

 

5.1. Определение оптимальной длины сваи……………………………………………….

36

 

5.2. Определение несущей способности сваи. ……………………………………………

37

 

5.3. Определение нагрузки, передаваемой на сваю …………………………………….

38

 

 

5.3.1………………………………………………………

Определение количества свай

38

 

5.3.2…………………………………………………

Определение размеров ростверка

38

5.4. Расчёт свайного фундамента и его основания по деформациям…………….

40

 

 

5.4.1…………………………………………..

Расчёт осадки условного фундамента

42

5.5.

Расчёт ростверка по прочности…………………………………………………………..

 

44

 

 

5.5.1………………………………………………..

Расчёт арматуры плиты ростверка

45

6.

Список литературы……………………………………………………………………………….

 

46

 

4.1. Общие положения по проектированию оснований и фундаментов.

1) Классификация оснований и фундаментов.

Инженерное сооружение состоит из надземной части и фундамента, расположенного ниже уровня воды в реке или поверхности земли. Основное назначение фундамента — передать грунту давление от собственного веса сооружения и действующих на него нагрузок. массив грунта, воспринимающий давление от фундамента, называется основанием. Основание не имеет четко выраженных границ, так как давление в грунте распространяется (теоретически) беспредельно. При решении практических задач за границу основания принимают те слои грунта, в которых напряжения, возникающие от давления фундамента, малы и их можно не учитывать.

Фундаменты и их основания — ответственные элементы сооружения, от качества и надежности которых в большой степени зависят долговечность и безопасность его эксплуатации. Фундаменты мостовых опор обычно возводят в сложных гидрогеологических условиях, вынуждающих применять конструкции и способы устройства, как правило, во многом отличающиеся от фундаментов промышленных, гражданских и других инженерных сооружений. В фундаментах принято различать: обрез — плоскость, разделяющую фундамент от надфундаментной части; подошву — плоскость, которой фундамент опирается на грунт; высоту фундамента — расстояние между его обрезом и подошвой; глубину заложения — расстояние между поверхностью грунта и подошвой . Чтобы обеспечить устойчивость сооружения, фундаменты располагают на прочных грунтах. От глубины залегания прочных грунтов зависят условия работы фундамента в грунте, его конструкция и способ возведения. В современном строительстве применяют различные конструкции и способы устройства фундаментов, которые условно разделяют на две основные группы — мелкого и глубокого заложения.

Фундаменты мелкого заложения.

Если фундамент заложен на глубине до 5—6 м и отношение этой глубины к ширине подошвы не превышает 1,5-2, то его называют фундаментом мелкого заложения и возводят в заранее открытой выемке, называемой котлованом. Большинство жилых и промышленных зданий, а также многих других инженерных сооружений имеют фундаменты мелкого заложения. Возможность без больших затрат обнажать прочные слон грунта и использовать их в качестве основания определяет и конструктивную форму фундамента. В этих условиях под сооружение, имеющее небольшую протяженность в плане, например под опору моста фундамент возводят в виде сплошного массива и называют массивным. Если длина фундамента значительно больше ширины, то его называют ленточным. Ленточные фундаменты возводят под колонны, когда последние расположены на небольшом расстоянии друг от друга, под стены зданий, под подпорные стенки и другие аналогичные сооружения большой протяженности. Если расстояние между колоннами большое, то колонны располагают на отдельных фундаментах небольшого объема, называемых башмаками или подушками. Для уменьшения давлений на грунты основания иногда

приходится возводить под всем сооружением сплошной фундамент, состоящий из горизонтальных плит и вертикальных стен. Сплошные фундаменты устраивают под высотные здания, водона­порные башни, элеваторы и т. п.

Фундаменты глубокого заложения.

Если подошва фундамента расположена на глубине более 5-6 м и отношение этой глубины к ширине подошвы более 1,5-2, то фундамент будет глубокого за ложения. Такие фундаменты, в свою очередь, подразделяются на свайные, опускные колодцы и кессонные.

С в а й н ы й Ф у н д а м е н т состоит из свай и объединяющей их поверху плиты. Подошвой его будет поверхность, где располагаются нижние концы свай. В этом уровне все на грузки, действующие на фундамент, передаются нижележащему грунту, а грунт, расположенный между сваями, служит промежуточной средой, способствующей передаче нагрузок на грунт основания . Плита свайного фундамента, называемая ростверком, может быть расположена на разных уровнях по отношению к поверхности земли. Она может быть заглублена в грунт, может быть расположена и выше поверхности земли. На верхней поверхности плиты (на обрезе) свайного фундамента располагается надфундаментная часть сооружения. Есть также конструкции, в которых сваи и объединяющая их плита выполняют функции и фундамента и надфундаментной части сооружения.

О п у с к н ы е к о л о д ц ы бывают массивными или тонкостенными. Массивные колодцы представляют собой бетонную или железобетонную толстостенную конструкцию, которую погружают под действием собственного веса до прочных слоев грунта. Грунт из внутренних полостей колодца извлекают и полости частично или полностью заполняют кладкой. В результате получается массивный фундамент глубокого заложения. К тонкостенным колодцам относятся железобетонные оболочки диаметром свыше 3 м, принудительно погружаемые в грунт. Глубина погружения колодцев может быть значительной. Известны случаи, когда колодцы погружали в грунт до 50 м. Если опусканию колодцев препятствуют твердые труднопроходимые прослойки скальных пород или отдельные включения в виде валунов, погребенных стволов деревьев, заиленных частей разру шенных конструкций и т. д., то возводят к е с с о н н ы й ф у н д а м е н т, состоящий из кессона и надкессонной кладки.

Кессон представляет собой перевернутый ящик, на потолке которого возводят кладку тела фундамента. Для разработки грунта при погружении кессона в его рабочую камеру подают сжатый воздух, который отжимает воду и осушает камеру, обеспечивая возможность разработки. Работы под сжатым воздухом вредны для человеческого организма, поэтому при постройке мостов кессонные фундаменты разрешается применять в исключительных слvчаях. Наибольшая глубина опускания кессонов, считая от уровня воды составляет около 35 м; при этой глубине избыточное давление в рабочей камере кессона может достигать предельного значения 4 кгс/см2, при котором еще возможно разрабатывать грунт.

Классификация оснований.

Основания могут быть естественными и искусственно укрепленными. В естественных основаниях используются природные свойства грунтов без какого-либо их изменения, а в искусственно укрепленных свойства грунтов улучшают механическими или химическими методами. Искусственное укрепление с успехом применяют в промышленном и гражданском строи­тельстве для улучшения слабых, легкосжимаемых грунтов. В мостостроении к таким основаниям прибегают редко.

Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от возводимого здания или сооружения. Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по упрочнению грунта; их устройство заключается в разработке котлована на расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения. К грунтам, пригодным для устройства естественных оснований, относятся скальные и нескальные.

Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от зданий и сооружений. Поэтому для упрочнения слабых грунтов необходимо выполнять различные инженерные мероприятия. К слабым относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты.

  1. Вариантность в выборе типа оснований и вида фундаментов.

Выбор основания (несущего слоя) производится в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства, конструктивных особенностей проектируемого здания и сооружения, возможностей местных строительных организаций; грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций зданий и сооружений при минимальных объемах строительных работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения. В качестве основания могут приниматься любые грунты; не рекомендуется использование в качестве основания илов, торфов, рыхлых песчаных и текучепластичных глинистых грунтов. При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном их сечении, длине и заглублении подошвы ростверка. При выборе основания зданий и сооружений необходимо учитывать в отдельных случаях выполнение специальных работ, связанных с инженерной подготовкой площадки строительства: планировочные работы, уплотнение грунтов, водопонижение или водоотлив, противооползневые мероприятия и т. п. Выполнение этих работ требует дополнительного времени и затрат и может влиять на выбор конструкций фундаментов. Выбирая основания и конструкции фундаментов для здания, возводимого рядом с существующим, следует учитывать тип и состояние конструкций фундаментов существующего здания, требования к действующему технологическому оборудованию на возможные динамические воздействия при производстве работ, конструктивные и технологические особенности проектируемого здания, возможности строительных организаций. Принятые конструкции фундаментов должны быть технологичны в строительном производстве. Конструкции фундаментов здания или сооружения должны характеризоваться минимальными величинами приведенных затрат, материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости. В отдельных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании оказывается более выгодным применить более дорогие конструкции, если при этом обеспечивается ускорение ввода объекта в действие и получение за счет этого дополнительной продукции.

ВВЕДЕНИЕ

Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Учебно-методическое пособие для курсового и дипломного проектирования

Электронное издание

Красноярск

СФУ

2012

УДК 624.124(07) ББК 38.58я73 О-751

Составитель: О.М. Преснов

О-751 Основания и фундаменты: учеб.-метод. пособие для курсового и дипломного проектирования [Электронный ресурс] / сост. О.М. Преснов.

– Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – Систем.

требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

В учебно-методическом пособии приведены основные сведения о составе, строении и физических свойствах грунтов. Рассматриваются расчеты оснований и фундаментов по предельным состояниям. Дана подробная методика проектирования свайных фундаментов и фундаментов мелкого заложения.

Предназначено для студентов направления 270800 «Строительство».

УДК 624.124(07) ББК 38.58я73

©Сибирский федеральный университет, 2012

Учебное издание

Подготовлено к публикации редакционно-издательским отделом БИК СФУ

Подписано в свет 15.05.2012 г. Заказ 7600. Тиражируется на машиночитаемых носителях.

Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

Тел/факс (391)206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru

Проектирование оснований и фундаментов заключается в выборе основания, типа конструкции и основных размеров фундамента и в их совместном расчете как одной из частей сооружения. Эта, на первый взгляд, простая задача имеет ряд особенностей, значительно осложняющих ее решение.

Основание, фундамент и наземная конструкция неразрывно связаны, влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая система. Деформация и устойчивость грунтов зависят от особенности приложения нагрузки, размеров и конструкции фундамента и всего сооружения. В свою очередь, основные размеры фундамента и конструктивная схема сооружения определяются геологическим строением сжимающих грунтов, а также воспринимаемым давлением. Задача осложняется еще и особенностями строительной площадки и условиями производства работ, причем для одной и той же площадки могут быть приняты несколько вариантов решений.

Целью данных методических указаний является научить студентов делать оптимальный выбор конструкции фундамента с помощью вариантного проектирования.

В работе приводится необходимый справочный материал, а также инструкции по расчетно-графическому оформлению вариантов и пояснительной записки.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОННЫ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ

Под колонны каркасных зданий устраивают фундаменты мелкого заложения (отдельные фундаменты) и свайные кустовые.

Отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения, поэтому их обычно применяют в тех случаях, когда неравномерность осадок не превышают допустимых значений.

Свайные кусты устраивают под колонны сооружений и опоры, передающие значительные вертикальные нагрузки.

1.1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

На основании исходных данных студенты разрабатывают 2 вида фундаментов: мелкого заложения (столбчатый) и свайный под колонну промышленного здания. По результатам технико-экономического сравнения вариантов производят окончательный выбор фундамента.

Необходимые данные (нагрузки на обрез фундамента и грунтовые условия площадки строительства) берутся из табл. 1 и табл. 2 по указанию преподавателя.

3.3. Выбор типа основания и фундаментов

При проектировании оснований и фундаментов необходимо стремиться к максимальному использованию прочностных и деформационных свойств грунтов и материала фундаментов, достижению минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости. Выбор основания производится в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки и конструктивных особенностей проектируемого сооружения. Грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций при минимальных объемах работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения. Не рекомендуется использовать в качестве основания илы, торфы, рыхлые песчаные и текучепластичные пылевато-глинистые грунты.

При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при их минимальном сечении и длине, а также минимальном заглублении подошвы ростверка.

Принятые конструкции фундаментов должны быть технологичны при производстве работ.

3.4. Определение нагрузок, действующих на фундаменты сооружения

Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, устанавливаются расчетом исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания.

Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) должен производиться на основное сочетание нагрузок. Расчет по первой группе предельных состояний (по несущей способности) — на основное сочетание, а при наличии особых нагрузок и воздействий — на основное и особое сочетание.

Коэффициент надежности по нагрузке γf принимают при расчете оснований:

  • по первой группе предельных состояний — по СНиП 2.01.07-85* [2];

  • по второй группе предельных состояний — равным единице.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки от надземных частей сооружения определяются отдельно в соответствии со схемой сооружения. Для этого на схеме здания или сооружения выделяют несущие элементы, грузовые площади и приложенные к ним нагрузки. Грузовую площадь стен здания, в которых имеются оконные проемы, целесообразно принимать длиной, равной расстоянию между осями проемов. Для торцевых и внутренних стен без оконных проемов за расчетную длину принимается один метр стены.

При расчете фундаментов зданий или сооружений, в которых имеются подвалы или заглубленные помещения, необходимо учитывать моменты, которые возникают от горизонтального давления грунта и его веса на уступах фундаментов.

В расчетах оснований необходимо учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещенных вблизи фундаментов на отмостках и полах, устраиваемых непосредственно на грунте. На поверхности грунта принимается равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q = 10 кН/м2. Нагрузку на полы промышленных зданий принимают в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85* [2]. Суммарные нагрузки на обрез фундамента рекомендуется определять с точностью до 1 кН.

В задании на курсовое проектирование (см. приложение Б) приведена нагрузка для расчета по второй группе предельных состояний без учета полезной нагрузки на пол и нагрузки на поверхность грунта.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *