МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ УКРАЇНИ

   Луцький національний технічний університет

   Кафедра міського будівництва та господарства 
 

   Розрахунково  – пояснювальна записка

   до  курсового проекту на тему:

   ,,Проектування  фундаментів мілкого закладання  та

   палевих фундаментів” 

   з курсу ,,Основи і фундаменти” 
 

              Виконав: ст. гр. ПЦБ - 42           ____________           Бернадський С.А.  

                                                                       підпис                                 прізвище та ініціали  
 
 

                                                            До захисту ,,____”_________________20__ р. 

                                                                                                          Парфентієва І.О

                                                                підпис                            призвіще та ініціали викладача 
 

                                                                                     Оцінка________________________________ 

                                                             Комісія                              (Парфентієва І.О)

                                                                             підпис                 прізвище та ініціали викладача 

                                                                           ________  ______________________ 

                                                                           ________  ______________________ 

                                                                           ________  ______________________ 

                                                                                             ,,____”____________2011р. 
 
 
 
 
 

   м. Луцьк 2011р. 
 

 Зміст

                                                                                                                   Стор.

   1 Загальні відомості..............................................................................................

   2 Інженерно-геологічні умови

       2.1 Зведена інженерно-геологічна колонка  з таблицею нормативних розрахункових  значень показників властивостей  ґрунтів.....................................

       2.2 Інженерно-геологічний розріз з  умовними позначеннями інженерно-геологічних елементів , фундаментів та паль.........................................................

   3 Проектування фундаментів мілкого  закладання

       3.1 Вибір глибини занурення фундаментів................................................

       3.2 Розрахункові навантаження на фундамент..........................................

       3.3 Розрахунок площі підошви фундаменту..............................................

       3.4 Перевірка розрахункового опору підстилаю чого шару грунту*......

       3.5 Розрахунок осідання фундаментів........................................................

       3.6 Розрахунок стрічкового фундаменту....................................................

   4 Проектування палевого фундаменту

       4.1 Вибір глибини занурення ростверків....................................................

       4.2 Розрахунок несучої здатності  палі........................................................

       4.3 Конструювання палевого фундаменту.................................................

   5 Проектування котлованів та рекомендації  по виробництву робіт...............

   Література............................................................................................................. 
 
 
 
 
 
 

   1 Загальні відомості

1. Місце будівництва – Київ
2. О’бєкт – Склад
3. Конструктивні особливості

    -промислова одноповерхова споруда з повним залізобетонним  каркасом,

    -висота  до низу несучих конструкцій  – 6м,

    -розмір  колон : середній ряд 40×40 см, крайній ряд 40×30 см,

    -Продольні  стіни – навісні панелі товщиною 300мм,

    -торцеві  стіни з цегли тов. 510мм.,

    -фундаменти :

          Палеві фундаменти.

4. Клас відповідальності-                                                                 ІІІ
5. Площа забудови –                                                                       1296м².
6. Абс. відмітка поверхні землі –                                                    188,2
7. Абс. планувальна відмітка поверхні землі –                             188,2
8. Відмітка першого поверху (0.000, абс.відмітка) –                     188,2
9. Нормативна глибина промерзання, см –                                    90
10. Сніговий район –                                                                          V
11. Вітровий район –                                                                          І
12. Гранично допустиме максимальне осідання основи , см – 8
13. Гранично допустима відносна різниця осідання, д.о. –            0,002
14. Гранично допустимий крін,д.о           -                    недопустимий

3 ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ  МІЛКОГО ЗАКЛАДАННЯ

   3.1 Вибір глибини  занурення фундаментів

    Глибина занурення фундаментів мілкого  закладання залежить від кліматичних, інженерно-геологічних, гідрогеологічних, конструктивних та інших факторів і  приймається за результатами техніко-економічних  порівнянь варіантів.

      Розрахункова глибина сезонного  промерзання становить : 90 см.

    Прийнята  глибина занурення стовпчастого фундаменту d = 1,35 м і залежить

    від інженерно геологічних  умов площадки будівництва

    Прийнята  глибина занурення стрічкового  фундаменту d = 1,23 м і залежить

від інженерно геологічних  умов площадки будівництва 
 

3.2 Розрахункові навантаження  на фундамент

 Таблиця 1

    Для отримання навантаження для другого  граничного стану, значення розділити  на коефіцієнт 1.15

    Вісь  х співпадає з буквенною віссю, а вісь y з цифровою віссю

    Навантаження  на один метр погонний стрічкового  фундаменту

                     q_i = h х 0,51 х 18 х 1,1=9*0,51*18*1,1=90,882 (кПа)

                     q_ii = h х 0,38 х 18 = 9*0,51*18=82,62 (кПа) 

    h- висота до низу несучих конструкцій плюс 3м 
 
 
 
 
 

3.3 Розрахунок площі  підошви фундаменту

Фундамент Фм1

    Навантаження  на обрізі фундаменту (середня колона) згідно табл.1:

    N 556,522 кН – вертикальне розрахункове навантаження для ІІ групи граничного стану на обрізі фундаменту;

    М 66,087 кНм – момент відносно головних осей інерції для ІІ групи граничного стану на обрізі фундаменту;

    Фундамент розглядаємо як центрально навантажений.

    Площа підошви стовпчастого фундаменту А :

    А =

      усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунту і матеріалу фундаменту, кН/м (приймається: при наявності підвалу 17 кН/м , при відсутності підвалу - 20 кН/м );

    d = 1,35 – глибина закладання фундаменту, рахуючи від відмітки планування;

    R - розрахунковий опір ґрунту, кПа

       -  по   фор.7   (1)  , де

      =0 – при відсутності підвалу;         

      1,1, 1  – коеф. умов роботи згідно табл.3   (1)

    k =1 (вважаємо, що характеристики властивостей грунтів прийняті дослідним шляхом);

     =1 –коеф.  при b<10м (b- ширина фундаменту);

    Основою фундаменту буде служити ґрунт супісок пластичний з наступними фізико-механічними характеристиками:

     = 18,4 кН/м , = 21 , = 9 кПа 

    Згідно  табл.4   (1)    приймаємо

      0,56, = 3,24, = 5,84

     = d = 1,35 м - глибина закладання фундаменту , рахуючи від відмітки планування

    Розрахунковий опір ґрунту для фундаменту шириною =1м

    Площа підошви стовпчастого фундаменту

      м²

    А = 1,2*4,49 = 5,388 м²

    Розмір  фундаменту встановлюємо:

• у випадку квадратної підошви b= ;К
• у випадку прямокутної підошви b= ,

    де -коефіцієнт співвідношення більшої сторони до ширини (приймається 1,1...2).

      м

    Знайдені  розміри підошви заокруглюємо з  врахуванням прийнятої модульності  і уніфікації елементів конструкцій.

    Прийнятий розмір підошви фундаменту  b = 1,8 м,   = 5,388/1,8 = 3 м

    Розрахунковий опір ґрунту для фундаменту Фм1 шириною = 1,8м

      кПа

    Перевіряємо виконання наступних умов:

• середній тиск під підошвою фундаменту 

 кПа

• максимальний крайовий тиск під підошвою фундаменту

 кПа

154,53<1,2 ∙160

Фундамент Фм2

    Навантаження  на обрізі фундаменту (крайня колона) згідно табл.1:

    N 391,3 кН – вертикальне розрахункове навантаження для ІІ групи граничного стану на обрізі фундаменту;

    М 45,217 кН – момент відносно головних осей інерції для ІІ групи граничного стану на обрізі фундаменту;

    Фундамент розглядаємо як центрально навантажений.

    Площа підошви стовпчастого фундаменту

      м²

    Отримане  значення площі підошви збільшуємо на 20% ( можна більше) в залежності від ексцентриситету зовнішніх  сил.

    А = 1,2*3,26=3,792м²

    Прийнятий розмір підошви фундаменту

    b = 1,5 м, l = 2,7м.

    Розрахунковий опір ґрунту для фундаменту Фм2 шириною = 1,5м

      кПа

    Перевіряємо виконання наступних умов:

• середній тиск під підошвою фундаменту

      кПа < 156,61 кПа

• максимальний крайовий тиск під підошвою фундаменту

         кПа < 1,2*156,61 кПа 
 
 
 
 

3.6 Розрахунок стрічкового  фундаменту

    Навантаження  на один метр погонний стрічкового  фундаменту

    q = 82,62 кПа

    Фундамент розглядаємо як центрально навантажений

    Ширина  стрічкового фундаменту :

      =

      - усереднене розрахункове значення питомої ваги ґрунту і матеріалу фундамента, , приймається при наявності підвалу 17 , при відсутності підвалу 20 ;

    d= 1,23 м – глибина закладання фундаменту , рахуючи від відмітки планування;

    R – розрахунковий опір ґрунту, кПа

       - по   фор.7        (1)  , де

      =0 – при відсутності підвалу;         

     1,1, 1– коеф. умов роботи згідно табл.3 (1)

    k =1 (вважаємо, що характеристики властивостей ґрунтів прийняті дослідним шляхом);

     =1 –коеф.  при b<10м (b- ширина фундаменту);

    Основою фундаменту буде служити ґрунт –  супісок пластичний з наступними фізико-механічними характеристиками:

     = 18,4 кН/м , = 21 , = 9 кПа

    Згідно  табл..4   (1)    приймаємо

     0,56, = 3,24, = 5,84

     = d = 1,23м – глибина закладання фундаменту , рахуючи від відмітки планування

    Розрахунковий опір ґрунту для фундаменту шириною =1м

      кПа

    Ширина  стрічкового фундаменту :

      м

    Приймаємо ширину стрічкового фундаменту 0,8 м

    Розрахунковий опір ґрунту стрічкового фундаменту шириною  = 0,8 м

      кПа

    Перевіряємо виконання наступних умов:

    середній  тиск під підошвою фундаменту R;

      кПа

Вага  фундаменту кПа

    Вага  грунту на обрізах  кПа.

    98,82 < 128,55. 
 
 
 

3.5. Розрахунок осідання фундаментів 

    Розрахунок  осідання основи фундаменту виконано за методом елементарних шарів грунту в такій послідовності:

    1 Середній тиск на підошву фундаменту:

     для стовпчастого         

для стрічкового 

    2. Вертикальні природні напруження  на рівні підошви фундаменту:

    3. Додатковий середній тиск по  підошві фундаменту:

    4. Визначаємо шаг характерних точок  по глибині від підошви фундаменту

    5. Додатковий середній тиск під центром фундаменту в характерних точках по глибині

     ,  де   

    а також природні напруження:

    Примітка: якщо між характерними точками попадає  границя між двома ІГЕ, то на границі  слід ввести додаткову характерну точку.

    6. Характерні точки розбиваємо  по глибині до виконання умови:

    при  5 Мпа,                   

при  5 Мпа,                

    7. Середнє значення додаткового середнього тиску в межах і-го елементарного шару грунту:

    8. Товщина  і-го елементарного  шару грунту:

    9. Осідання і-го елементарного шару  грунту:

    10. Осідання основи фундаменту становитиме: ,

    Осідання  основи  =8 cм. 

    Середній  тиск на підошву фундаменту:

 кПа

    Вертикальні природні напруження на рівні підошви  фундаменту:

      кН/м²

    Додатковий середній тиск по підошві фундаменту:

       p₀ = 130,06 - 24,56=105,5 кПа 
 
 
 

Осідання  основи фундаменту становитиме:

     .

    Осідання основи  S=0.8см   <  [S]_u=8 cм.

    Стислива товща грунту Н_с=n×h_i.

      м.

ПРОЕКТУВАННЯ  ПАЛЕВОГО ФУНДАМЕНТУ 

4.1Вибір глибини занурення ростверків 

    Глибина занурення ростверків палевих фундаментів залежить від кліматичних, гідрогеологічних, конструктивних та інших факторів.

    Приймаємо глибину занурення ростверка 

-за конструктивним  фактором 
 

4.2 Розрахунок несучої здатності паль

    Несуча  здатність висячої палі на вдавлюючі  навантаження по грунту:

     -  форм.8   (2)

    Несучу  здатність палі на висмикуючи навантаження обчислюють за формулою:

     -коеф. Умов роботи палі (0.6-занурення на глибину менше 4м; 0.8 – занурення на 4м і більше);

    Розрахункове  припустиме навантаження на палю по грунту:

     - коефіцієнт умов роботи палі  в грунті;

     - коефіцієнт умов роботи грунту відповідно під нижнім кінцем палі та на бічній поверхні згідно табл..3 СНиП2.02.02-85;

      N – розрахункове навантаження , що передається на палю

    Довжина палі L= ,

    Де  (0,45+0,05)м - величина заробки палі у ростверк;

     - висота прoрізуваних шарів ґрунту;

     = 1 м - занурення палі в несучий шар (мінімальна глибина занурення становить: 0.5м – для велико уламкових ґрунтів, пісків гравіюватих, крупних та середньої крупнисті, а також глинистих ґрунтів з показником текучості  ;  в інші нескельні ґрунти – 1 м)