Кубанский государственный аграрный университет

Кафедра оснований и фундаментов

Курсовой проект

На тему:

“Проектирование фундамента 4-хэтажного административного здания масло перерабатывающего завода в пос. Ахтырский Абинского района”

Выполнила: Озерная
В.Е

СТ-41

Проверил:
Горелик М. З.

Краснодар 2000г.

Содержание

Введение 3

1. Инженерно–геологические условия для строительства 4

2. Сбор нагрузок, действующих на основание в расчетных сечениях 6

3. Выбор рациональной конструкции фундамента 10

3.1. Проектирование ф-та на естественном основании 10

3.1.1 Выбор глубины заложения фундамента 10

3.1.2 Подбор размеров подошвы фундамента 10

3.1.3 Проверка прочности подстилающего слабого слоя 13

3.1.4 Определение конечных осадок основания 15

3.1.5 Проектирование котлована 18
3.2. Расчет и конструирование свайных фундаментов 18

3.2.1 Выбор типа и размеров свай 18

3.2.2 Расчет несущей способности одиночной сваи 19

3.2.3 Определение к-ва свай, размещение их в плане и конструирование ростверка 20

3.2.4 Размещение свай в кусте и конструирование ростверка 21

3.2.5 Определение конечных осадок основания свайного фундамента.

Окончательный выбор свайного фундамента 22

3.2.6 Проектирование котлована 26
3.3. Технико-экономическое сравнение вариантов 26

4. Расчет стены подвала 29

4.1. Расчет ленточного фундамента под стену подвала 29
4.2. Проверка выбранного фундамента 30

4.2.1 Проверка условий по подошве фундамента по оси А-А 30

4.2.2 Проверка условий по подошве фундамента по оси 3-3 32

4.2.3 Проверка условий по подошве фундамента от совместного действия моментов 33
4.3. Определение конечных деформаций основания 33

5. Расчет подпорной стены 35

5.1. Исходные данные 35
5.2. Расчет вспомогательных данных 35
5.3. Расчет устойчивости стенки 37

6. Список испльзованной литературы 38

Введение

1. На основании технического задания на проведение инженерно-строительных изысканий предприятием «Кубанькомплекссистема» были выполнены топографические и инженерно-геологические работы на объекте: «Завод по производству масел в пос. Ахтырский-2».

2. Топографическая съемка была выполнена в октябре 1997 года

3. Исследованная территория находится в Абинском районе Краснодарского края, на западной окраине поселка Ахтырский-2 по ул. Шоссейной. Площадка частично свободная от застройки, частично занята старыми, находящимися в эксплуатации, и строящимися зданиями производственного назначения. По южной границе площадки растут деревья.

4. Геоморфологическое положение: вторая левая надпойменная терраса реки

Кубань.

Инженерно–геологические условия строительства

1. В геологическом строении исследуемой территории принимают участие аллювиальные и делювиальные отложения, перекрытые с поверхности почвами и насыпными грунтами.

2. На основании полевых и лабораторных исследований по типам, видам и разновидностям, согласно ГОСТ 25100-95, выделено 6 инженерно- геологических элементов (ИГЭ).

ИГЭ-1. Насыпные грунты не слежавшиеся, представлены почвами со строительным и бытовым мусором, насыпями щебенисто-насыпных дорог, навалами грунта (на площадке идут строительные работы, отрыта траншея). Мощность насыпных грунтов не велика, их физико-механические свойства не изучались.

ИГЭ-2. Почва темно-бурая суглинистая, твердая и полутвердая, высокопористая, влажная, кислая, с корне- и червеходами, сохранилась на незатронутой строительством части территории и под насыпными грунтами.
Содержание гумуса в почвах изменяется от 0,7-0,8% (под насыпными грунтами) до 5,4% (на не затронутых строительством участках).

ИГЭ-3. Глина желтовато-коричневая, коричневато-серая, полутвердая, влажная.

ИГЭ-4. Суглинок коричневато-желтый, твердый, влажный и водонасыщенный, легкий, пылеватый с включением карбонатов. В подошве слоя карбонатные включения составляют 10-20% по массе крена.

ИГЭ-5. Суглинок коричневато серый, полутвердый, водонасыщенный, легкий.

ИГЭ-6. Песок желтовато-серый, гравелистый, водонасыщенный, плотного сложения, с тонкими прослоями суглинка легкого, мягкопластичного.

3. Грунты, на изученной территории, набухающими свойствами не обладают.

4. Грунты ИГЭ-2,3 обладают сильной степенью агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции на портландцементе по ГОСТ 10178-

76 по содержанию сульфатов в перерасчете на SO42-.

Грунты ИГЭ-4,5 обладают слабой степенью агрессивного воздействия для бетонов на портландцементе, шлакопортландцементе по ГОСТ 10178-76 и сульфатостойких цементах по ГОСТ 22266-76 по содержанию хлоридов в перерасчете на CI-.

5. Литологические особенности грунтов обуславливают формирование в периоды интенсивных осадков временного горизонта грунтовых вод типа

«верховодка» на глубине0,5-1,2м. Таким образом, сооружение и эксплуатация подвалов без надежной гидроизоляции не рекомендуется. Во избежании режима подземных вод и подтопления участка грунтовыми водами типа «верховодка» или техногенными водами следует предусмотреть организацию поверхностного стока, а также мероприятия по снижению утечек из водонесущих коммуникаций.

6. Подземные воды обладают слабой степенью агрессивного воздействия на арматуру ж/б конструкций при периодическом смачивании по содержанию хлоридов в перерасчете на CI-. Подземные воды обладают средней степенью агрессивного воздействия на металлические конструкции по суммарному содержанию сульфатов и хлоридов и водородному показателю рН.

Инженерно–геологические условия

Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

Табл. 2.1.
|№№ |Полное наименование |Мощность,|Удельное |Угол |Модуль |Табличное|
|п/п |грунта |м |сцепление|внутренне|общей |значение |
| | | |с, кПа |го трения|деформаци|расчетног|
| | | | |(, град |и E, МПа |о |
| | | | | | |сопротивл|
| | | | | | |ения |
| | | | | | |грунта |
| | | | | | |R0, кПа |
|1 |Растительный слой |0,90 |– |– |– |– |
|2 |Почва суглинистая |0,80 |47 |10 |5 |200 |
| |твердая | | | | | |
|3 |Глина полутвердая |1,20 |45 |16 |15 |300 |
|4 |Суглинок твердый |3,50 |36 |21 |18 |200 |
|5 |Суглинок полутвердый |4,50 |37 |21 |20 |250 |
| |Песок гравелистый |1,40 |1 |40 |40 |500 |

Сбор нагрузок, действующих на основание в расчетных сечениях

Здание запроектировано с продольными несущими стенами из кирпича.
Наружные стены толщиной 51 см, внутренняя несущая стена толщиной 38 см, перегородки между квартирами (соседними помещениями) – 250мм, Внутренние перегородки толщиной 12 см из кирпича. Окна двойного остекленения размером
150 см по длине и 180см по высоте. Кровля – металлочерепица по обрешетке по стропилам с утеплителем – минераловатные плиты. Перекрытия – сборные ж/б панели, в том числе и пола 1-го этажа. Цоколь высотой 70 см с отделкой темным цветом из кирпича. Между осями А; Б и 1;2 предусмотрен технический подвал ( для расчета стены подвала это приняли условно) высотой (глубиной)
2м. Лестничный марш ж/б шириной 1,35м, ступени размером 15х30 см. Высота этажа – 3м, высота мансардной части стены (до крыши) – 2м.

Сбор нормативных постоянных нагрузок на покрытие (кровля).

Табл. 2.2.
|№ |Вид нагрузки |Нормативная |Коэффициент |Расчетная |
|№ | |нагрузка, |надежности |нагрузка, |
| | |NII, кПа |по нагрузке |NI, кПа |
| | | |(f | |
|1 |Металлочерепица, вес 1м2 |0,8 |1,3 |1,04 |
| |горизонтальной проекции 80 кг/м2| | | |
| |=0,8 кПа | | | |
|2 |Сплошной деревянный настил (=16 |0,5 |1,3 |0,65 |
| |мм по стропилам | | | |
|3 |Минераловатные плиты (=125 |0,0625 |1,2 |0,075 |
| |кг/м3; (=50мм; 1,25х0,05=0,0625 | | | |
|4 |Пароизоляция – 1 слой рубероида |0,04 |1,2 |0,048 |
|5 |Деревянная обрешетка (настил) |0,08 |1,2 |0,096 |
| |(=16мм, (=5 кН/м3; 5х0,016=0,08 | | | |
| |кПа | | | |
|6 |Гипсокартон (=10мм; (=1200кН/м3;|0,12 |1,1 |0,132 |
| |12х0,01=0,12 кПа | | | |
| |Итого: покрытие |1,6 |- |2,04 |

Сбор нормативных нагрузок на перекрытие

Табл.2.3.
|№ |Вид нагрузки |Нормативная |Коэффициент |Расчетная |
|№ | |нагрузка, |надежности |нагрузка, |
| | |NII, кН |по нагрузке |NI, кН |
| | | |(f | |
|1 |Покрытие линолеум ПВХ на | | | |
| |тканевой основе (= 2,5мм |0,1 |1,2 |0,12 |
|2 |Прослойка из быстротвердеющей | | | |
| |мастики – 10 мм | | | |
|3 |Стяжка из легкого бетона М75 |0,26 |1,3 |0,338 |
| |(=1300 кг/м3; (=20мм; | | | |
| |13х0,02=0,26 | | | |
|4 |Теплоизоляционный слой ДВП |0,05 |1,3 |0,0645 |
| |(=25мм; (=200кг/м3; 2х0,025=0,05| | | |
| |кПа | | | |
|5 |Ж/б плита перекрытия приведенной|2 |1,1 |2,2 |
| |толщины hпр=8см; 25х0,08=2кПа | | | |
| |Итого: перекрытие |2,41 |- |2,723 |

Кладка наружных стен из кирпича (=18кН/м3, внутренних - (=14кН/м3; перегородок – тот же кирпич. Вес 1м2 горизонтальной проекции лестничного марша – 3,6 кПа, лестничной площадки – 3кПа. Временные нагрузки на перекрытия – 1,5 кПа, на лестничный марш – 3кПа. Коэф-т снижения временной нагрузки для здания из 4-х этажей на перекрытия (=0,8. Намечаем для сбора нагрузок три сечения:
Сечение 1-1 под наружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами – 2,34м;
Сечение 2-2 также под наружную стену (для здания с подвальным помещением) на длине 2,34м. Между серединами оконных проемов и сечения 2-2 на 1м длины внутренней стены. (Все эти сечения показаны на плане 1-го этажа).
Сечение 3-3 под наружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами – 2,34м;
А1=А3=2,24х2,34=5,24м2;
А2=2,24х2=4,48м.

Сбор нагрузок для сечения 1-1 А1=5,24м2

Табл. 2.4.
|Вид нагрузки |Нормативная |Коэффициент |Расчетная |
| |нагрузка, |надежности |нагрузка, |
| |NII, кН |по нагрузке |NI, кН |
| | |(f | |
|1. Постоянная | | | |
|Покрытие (кровля) NII = |8,38 |- |10,7 |
|1.6х5,24=8,38 кН | | | |
|NI = 2,04х5,24=10,7 кН | | | |
|Перекрытие на 4-х этажах (включая и |50,52 |- |57,1 |
|мансарду) NII =4х2,41х5,24=50,52кН | | | |
|NI = 4х2,723х5,24=57,1кН | | | |
|Вес стены от пола 1-го этажа высотой|259,75 |1,1 |285,7 |
|9,9м+2м мансарды (=18кН/м3 (=51см на| | | |
|длине 2,34м за вычетом веса оконных | | | |
|проемов размером 1,05х1,8см + вес | | | |
|цоколя высотой 1м | | | |
|18х[(9.9+2)2.24-1,05х1,8]0,51+18х0,5| | | |
|1х2,34х1= | | | |
|=259,75кН | | | |
|Итого: постоянная нагрузка |318,65 |- |353,5 |
|2. Временная | | | |
|Снеговая нагрузка (1-й район) |2,62 |1,4 |3,67 |
|0,5х5,24=2,62 | | | |
|Полезная на перекрытие на 4-х этажах|25,16 |1,2 |30,19 |
|при коэф-те снижения (п = 0,8 | | | |
|4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН | | | |
|Итого: временная нагрузка |27,78 |- |33,86 |

При учете двух и более временных нагрузок они принимаются с коэф-м сочетаний и расчете на основное сочетание: (1=0,95 – для длительных нагрузок и (2=0,9 – для кратковременных. При расчете на основное сочетание нормативная нагрузка (по II группе) на 1мдлины стены для сеч. 1-1 составит:

NII = [pic]кН/м

Сбор нагрузок для сечения 2-2 А2=4,48м2

Табл. 2.5.
|Вид нагрузки |Нормативная |Коэффициент |Расчетная |
| |нагрузка, |надежности |нагрузка, |
| |NII, кН |по нагрузке |NI, кН |
| | |(f | |
|1. Постоянная | | | |
|Покрытие (кровля) NII = |7,17 |- |9,14 |
|1.6х4,48=7,27кН | | | |
|NI = 2,04х4,48=9,14кН | | | |
|Перекрытие на 4-х этажах (включая и |43,19 |- |48,79 |
|мансарду) NII =4х2,41х4,48=43,19кН | | | |
|NI = 4х2,723х4,48=48,79кН | | | |
|Вес внутренней стены (=14кН/м3; |52,67 |1,1 |57,93 |
|(=38см; высотой 9,9м | | | |
|14х0,38х9,9=52,67 | | | |
|Итого: постоянная нагрузка |103,03 |- |115,87 |
|2. Временная | | | |
|Снеговая нагрузка 0,5х4,48=2,24кН/м |2,24 |1,4 |3,14 |
|Полезная на перекрытие на 4-х этажах|21,5 |1,2 |25,8 |
|при коэф-те снижения (п = 0,8 | | | |
|4х0,8х1,5х4,48=91,5кН/м | | | |
|Итого: временная нагрузка |23,74 |- |28,94 |

Нормативная нагрузка на основное сочетание по сеч.2-2

NII= 103.03+2,24х0,9+21,5х0,95=125,46кН/м

Сбор нагрузок по сечению 3-3 А3=5,24м2 (с подвалом)

Табл. 2.6.
|Вид нагрузки |Нормативная|Коэффициент |Расчетная |
| |нагрузка, |надежности |нагрузка, |
| |NII, кН |по нагрузке |NI, кН |
| | |(f | |
|1. Постоянная | | | |
|Покрытие (кровля) NII = 1.6х5,24=8,38|8,38 |- |10,7 |
|кН | | | |
|NI = 2,04х5,24=10,7 кН | | | |
|Перекрытие на 4-х этажах |50,52 |- |57,1 |
|NII =4х2,41х5,24=50,52кН | | | |
|NI = 4х2,723х5,24=57,1кН | | | |
|Вес стены от пола 1-го этажа высотой |229,68 |1,1 |252,65 |
|10,5м+2м мансарды (=18кН/м3 (=51см на| | | |
|длине 2,34м за вычетом веса оконных | | | |
|проемов размером 1,05х1,8см + вес | | | |
|цоколя высотой 1м | | | |
|18х[(10,5+2)2.24-1.05x1.8]0.51+18х0,5| | | |
|1х2,34= | | | |
|=229,68кН | | | |
|Вес стены с теплоизоляцией высотой |11 |1,1 |12,1 |
|1,7-9,9=2,8м в один кирпич (= | | | |
|14кН/м3, толщиной (= 120 мм на длине | | | |
|2,34м | | | |
|NII=14х2,8х0,12х2,34=11кН | | | |
|Итого: постоянная нагрузка |299,58 |- |332,55 |
|2. Временная | | | |
|Снеговая нагрузка 0,5х5,24=2,62 |2,62 |1,4 |3,67 |
|Полезная на перекрытие на 4-х этажах |25,16 |1,2 |30,19 |
|при коэф-те снижения (п = 0,8 | | | |
|4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН | | | |
|Итого: временная нагрузка |23,74 |- |28,94 |

Нормативная нагрузка на 1м длины стены по сеч. 3-3

NII=[pic]кН/м

3. Выбор рациональной конструкции фундамента

3.1. Проектирование фундамента на естественном основании

3.1.1. Выбор глубины заложения фундамента

Глубину с учетом толщины почвы 0,8м примем равной d1=1,2м.

2 Подбор размеров подошвы фундамента

Рис.3.1. К определению глубины заложения фундаментов

В соответствии со СНиП 2.02.01–83 условием проведения расчетов по деформациям (второму предельному состоянию) является ограничение среднего по подошве фундамента давления p величиной расчетного сопротивления R:

[pic],

где p – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

R – расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Предварительная площадь фундамента:

[pic],

где NII – сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа

R0 – табличное значение расчетного сопротивления грунта, в котором располагается подошва фундамента, кПа;

(’ср – осредненное значение удельного веса тела фундамента и грунтов, залегающих на обрезах его подошвы, (’ср =

20 кН/м3;

d1 – глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

[pic],

где hS – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf – толщина конструкции пола подвала, м;

(cf – расчетное сопротивление удельного веса конструкции пола подвала, кН/м3.

[pic]

[pic].

Для ленточного ф-та b=А/=0,55м; принимаем b=0,6м с укладкой стеновых блоков на бетонную подготовку толщиной 10см.

Рис.3.2. Ленточный фундамент

Определяем расчетное сопротивление грунта основания R для здания без подвала:

[pic],

где (с1 и (с2 – коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов, (с1 = 1,1и (с2 = 1,2;

k – коэффициент, принимаемый k = 1,1, т. к. прочностные характеристики грунта приняты по таблицам СНиП.

kz – коэффициент, принимаемый k = 1 (b