Курсовая работа на тему: Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Введение

Целью данной курсовой работы является закрепление полученных теоретический знаний, путем использования их для решения конкретных практических задач. В процессе выполнения, студент должен научиться пользоваться справочной литературой по указанной дисциплине, а также получить навыки проектирования фундаментов и оснований зданий и сооружений. Также необходимо на конкретных примерах разобрать вопрос о применимости различных решений к определенным условиям и выявить наиболее рациональное решение.

Важным этапом в изучении любой дисциплины является закрепление полученных теоретических знаний путем использования их для решения конкретных практических задач. Этой цели и служит работа над курсовым проектом по дисциплине "Механика грунтов, основания и фундаменты", во время которой студент должен научиться пользоваться справочной литературой по указанной дисциплине (а это крайне важно при современном потоке информации) и получить навыки проектирования фундаментов и оснований зданий и сооружений. Кроме этого необходимо на конкретных примерах разобрать вопрос о применимости различных решений к определенным условиям и о выявлении наиболее рационального решения для данной конкретной задачи.

Общие принципы проектирования оснований и фундаментов

При расчете оснований и фундаментов необходимо помнить о том, что они входят в единую систему основание-фундамент-сооружение. Взаимное влияние элементов этой системы очевидно. Инженерно-геологические условия строительной площадки и конструктивные особенности сооружения влияют на выбор типа и конструкции фундамента.

Закономерность распределения давления под подошвой фундамента зависит от соотношения жесткостей фундамента и основания, формы фундамента в плане. Деформационные свойства грунтов основания оказывают определенное влияние на распределение усилий в конструктивных элементах сооружения.

Однако одновременный учет системы основание-фундамент-сооружение связан с определенными трудностями, которые обусловлены взаимной зависимостью обобщенных параметров элементов системы: например, жесткость сооружения зависит от деформируемости основания - сильно деформируемое основание предполагает конструкцию, приспособленную к неравномерным значительным осадкам; в свою очередь распределение осадок обусловлено жесткостью сооружения. Не зная величин осадок, мы не можем соответствующим образом распределить жесткость между различными конструктивными элементами сооружения; не зная жесткости сооружения, мы не можем определить осадки системы как единого целого. Фундаменты проектируют исходя из нагрузки, передаваемой надземными конструкциями в основном (за исключением гибких фундаментов) без непосредственного учета совместной работы элементов системы основание - фундамент - сооружение.

В расчете основание - один из элементов системы - представляется расчетной механической моделью, которая, опуская несущественное, не основное, отражает основные механические свойства составляющих его грунтов.

При этом в качестве расчетных механических характеристик грунта используются:

1. Модуль общей деформации Е.

2. Коэффициент поперечной деформации Е.

Эта модель учитывает общие, как упругие так и остаточные деформации основания. Сущность расчета л.д.с. заключается в следующем: зависимость осадки S от нагрузки Р только при средних напряжениях под подошвой фундамента Рср<R принимается линейной, что дает возможность использовать формулы теории упругости и определять применения, где R - расчетное давление под подошвой фундамента, вызывающее зоны сдвигов под углом подошвы фундамента высотой 'Л b (где Ь - меньший размер фундамента).

Исходные данные для проектирования

Геологический разрез и план см. в Приложении. Лист №

Конструктивная схема здания: каркасное, с навесными стеновыми ж/б панелями

Количество этажей: 5

Район строительства: г. Токмок.

Гранулометрический состав грунта в процентном отношении.

№ слоя

Диаметр гранул мм.

Физические и физико-механические свойства грунтов основания.

слоя

Границы

текучести и

пластичности

Уд. вес

γу

кн / м3

Об. вес

кн / м3

Влаж-ть

i1=i0-∆i1, МПа

С

Р1=0.1

Р2=0.2

Р3=0.3

Р4=0.4

WР

Раздел I. Оценка инженерно-геологических условий строительной

площадки

Одном из основных факторов, определяющих тип и размеры фундамента, являются инженерно-геологические условия строительной площадки. Правильность и экономичность выбранной конструкции фундамента, а также долговечность сооружения во многом зависят от точности определения физико-механических характеристик, мощности и вида грунтов.

Получение данных о грунтовых условиях строительства производится в процессе инженерно-геологических, топографо-геодезических и гидрогеологических изысканий.

Определение наименования грунтов основания.

Согласно СНиП II-15-74 полное наимнование грунта устанавливается на основании физических характеристик грунта, которые делятся на исходные и производные.

К исходным характеристикам относятся следующие:

а) гранулометрический состав грунта;

б) удельный вес, γу [кн / м3];

в) объемный вес, γ0 [кн / м3];

г) весовая влажность, W0 [%];

д) граница раскатывания(пластичности), Wр [%];

е) граница текучести, WL [%];

ж) сведения о наличии других примесей в грунте.

К производным физическим характеристикам относятся:

а) пористость. Определяется по следующей по формуле:

б) степень влажности G (коэффициент водонасыщености грунта, Jв) - отношение природной влажности грунта к его полной влажности, соответствующей полному заполнению грунта водой. Определяется по следующей по формуле:

, где γw - уд. вес воды.

в) число пластичности JР [%] JР=0,01(WL-WР)

г) коэффициент консистенции JL=(W0-WР)/ (WL-WР);

д) коэффициент пористости на границе текучести еm. Определяется по формуле:

е) коэффициент П, характеризующий просадочные свойства грунта. П=(еm-е)/(1+е).

ж) коэффициент неоднородности грунта U=d60/d10. Где d60 и d10 - диаметр частиц, которых в грунте содержится 60% и 10% соответственно.

Определение наименования первого слоя грунта.

Наличие показателей границ текучести и пластичности свидетельствует о том, что первый слоя грунта является глинистым.

1. Определяем число пластичности: JР=0,01(WL-WР)=0,01(31-20)=0,11.

В соответствии с таблицей 6, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что глинистый грунт, с числом пластичности 0,11, является суглинком.

3. Определяем коэффициент консистенции:

JL=(W0-WР)/ (WL-WР)=(25,7-20)/(31-20)=0,518

В соответствии с таблицей 7, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что суглинок, с коэффициентом консистенции 0,518, является мягкопластичным.

4. Определяем коэффициент пористости грунта:

5. Определяем степень влажности грунта:

Так как степень влажности >0.8, данный слой грунта является непросадочным.

(СНиП II-15-74, пункт 2.13).

6. Определяем коэффициент пористости грунта на границе его текучести:

7. Определяем просадочность грунта:

П=(еm-е)/(1+е)=(0,8432-0,8381)/(1+0,8381)=0,0027

7. Определяем коэффициент сжимаемости грунта:

8. Определяем коэффициент относительной сжимаемости грунта:

Заключение: первый слой грунта является суглинком, в мягкопластичном состоянии, непросадочным.

Определение наименования второго слоя грунта.

Наличие показателей границ текучести и пластичности свидетельствует о том, что первый слоя грунта является глинистым.

1. Определяем число пластичности: JР=0,01(WL-WР)=0,01(18,9-12)=0,069.

В соответствии с таблицей 6, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что глинистый грунт, с числом пластичности 0,069, является супесью.

2. Определяем коэффициент консистенции:

JL=(W0-WР)/ (WL-WР)=(16,1-12)/(18,9-12)=0,594.

В соответствии с таблицей 7, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что супесь, с коэффициентом консистенции 0,594, является пластичной.

Определяем коэффициент пористости грунта:

Определяем степень влажности грунта:

Так как степень влажности >0.8, данный слой грунта является непросадочным. (СНиП II-15-74, пункт 2.13).

Определяем коэффициент пористости грунта на границе его текучести:

Определяем просадочность грунта:

П=(еm-е)/(1+е)=(0,5046-0,4285)/(1+0,4285)=0,0532.

Определяем коэффициент сжимаемости грунта:

Определяем коэффициент относительной сжимаемости грунта:

Заключение: второй слой грунта является супесью, в пластичном состоянии, непросадочным.

Определение наименования третьего слоя грунта.

Отсутствие показателей границ текучести и пластичности свидетельствует о том, что третий слой грунта является песчаным.

1. В соответствии с таблицей 2, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что третий слой грунта является песком средней крупности. Так как, вес частиц крупнее 0.25 мм, в грунте составляет более 50%.

2. Определяем неоднородность грунта. Для этого необходимо определить коэффициент неоднородности грунта. Строим кумуляту - график выражающий процентное содержание фракций в грунте.

d60= 0,42 мм

d10=0,035 мм

Делаем заключение - грунт является неоднородным.

3. Определяем пористость грунта:

В соответствии с таблицей 5, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что третий слой грунта является песчаным, средней крупности.

4. Определяем степень влажности грунта:

В соответствии с таблицей 4, СНиПа II-15-74 делаем заключение, что третий слой грунта является песком, насыщенным водой.

5. Определяем коэффициент сжимаемости грунта:

6. Определяем коэффициент относительной сжимаемости грунта:

Заключение: Третий слой грунта является песком средней крупности, насыщенным водой. Делаем вывод, что он может служить естественным основанием.

Таблица 1. Производные физические характеристики грунтов основания.

№ слоя

JР

Вид грунта

П

Суглинок

Супесь

Песок

Таблица 2. Полные наименования грунтов основания.

№ слоя

Грунт

Характеристика грунта

Состояние грунта

Дополнительные сведения о грунте

Глинистый

Суглинок

Мягкоплатичный

Непросадочный

Глинистый

Супесь

Пластичная

Непросадочная

Песчаный

Неоднородный

Средней крупности, насыщенный водой

Может служить естественным основанием

Оглавление

- Введение

- Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

- Сбор нагрузок

- Расчет фундаментов мелкого заложения

- Расчет фундамента по 2-му предельному состоянию

- Конструктивные мероприятия