Контрольная работа по "Строительству"

Контрольная работа №1

 

Задача №1: По результатам инженерно-геологических изысканий и данным о свойствах грунтов отдельных слоев требуется оценить возможность и целесообразность использования грунтов, предполагаемых в качестве основания сооружения; для образцов песчаных грунтов определить тип грунта по гранулометрическому составу, вид по плотности сложения (коэффициенту пористости), разновидность по степени влажности, для образца пылевато-глинистых грунтов определить тип грунта по числу пластичности, разновидность по консистенции, характеризуемой показателем текучести, предварительно оценить способность грунтов к просадочным и набухающим явлениям. По исходным значениям физических характеристик необходимо определить расчетные сопротивления грунтов оснований.

 

Исходные данные:

 

Номер варианта	0
Номер скважины	1	1	2	2
Абсолютная отметка  устья скважины, м	112,20	-	112,40	-
Образец грунта номер	1	2	3	4
Глубина отбора	2,2	7,0	10,4	14,0
Литологическая характеристика	Песок пылеватый	Супесь	Суглинок	Суглинок
Абсолютная отметка подошвы слоя по скважине №1, м	108,30	102,50	99,50	97,20
Абсолютная отметка  подошвы слоя по скважине №2, м	108,90	103,30	100,20	97,40
Абсолютная отметка  уровня подземных вод, м	110,30
Характеристики физических свойств грунтов
Плотность грунта, Т/м3	1,96	1,98	1,93	2,00
Плотность частиц грунта, Т/м3	2,66	2,68	2,72	2,74
Природная влажность, %	23,1	22,0	30,8	26,2
Влажность на границе  текучести, %	0	26,0	42,0	44,0
Влажность на границе  раскатывания, %	0	24,0	28,0	32,0

 

 

 

 

 

Характеристики физических свойств грунтов, указанные в задании к курсовому проекту (плотность грунта ρ, плотность частиц грунта ρ_s, природная влажность W, влажность на границе текучести W_L и раскатывания W_p гранулометрический состав), по результатам лабораторных испытаний образцов, отобранных на различных глубинах в скважинах в процессе разведывательного бурения, еще не представляют исчерпывающих данных для расчета оснований и фундаментов. Поэтому обработку материалов необходимо начинать с вычисления по формулам производных (дополнительных) физических характеристик и классификационных показателей грунтов для каждого выделенного инженерно-геологического элемента (слои) в соответствии с порядком их залегания.

Расчетные формулы физических характеристик и классификационных  показателей грунтов:

 

Удельный вес грунта    

Удельный вес частиц грунта

Плотность сухого грунта

Коэффициент пористости

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

Степень влажности 

Число пластичности

Показатель текучести 

 

Руководствуясь ГОСТ 25100-82, определяют тип, вид, разновидность  грунта, расчетное сопротивление R₀ – по табл. 2.3 СНиП 2.02.01-83. Табличные значения расчетных сопротивлений грунтов оснований косвенно характеризующие прочностные свойства грунтов, используются только для того, чтобы выявить грунты, не нормируемые СНиП2.02.01-83, предварительно оценить строительные свойства грунтов, а также ориентировочно определить размеры подошвы фундаментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №2: Для схемы сооружения с выбранными по шифру исходными данными с учетом инженерно-геологических условий площадки строительства, рассмотренных в задаче №1, требуется разработать вариант проектного решения фундаментов на естественном основании мелкого заложения; для заданных сечений определить расчетные значения нагрузок, выбрать конструкцию, материал фундаментов, предварительно назначить и обосновать глубину их заложения, размеры подошвы, вычислить расчетные сопротивления грунтов основания и сравнить их с фактическим давлением на грунт по подошве фундаментов. При расчете фундаментов наружных стен подвальной части сооружения следует учесть горизонтальное давление, создаваемое грунтом засыпки, на стенку подвала с учетом нагрузки на прилегающей территории q=10кПа.

Предпоследняя цифра шифра		5
Номер схемы сооружения		5
Значения нормативных  нагрузок на обрезе фундамента для  вариантов
В открытых котлованах	Расчетные сечения	(1-1)	3-3
	Момент, Мн.м	(0,04)	0,025
	Продольная сила, Мн	(0,55)	0,195
Свайных	Расчетные сечения	2-2	(4-4)
	Момент, Мн.м	0,025	(0,04)
	Продольная сила, Мн	1,35	(0,055)
Сумма абсолютных среднемесячных отрицательных температур		45
Снеговой район		IV

 

Для ленточных фундаментов  нормативная нагрузка принимается  на один погонный метр.

Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформации) следует производить для сечений, указанных в скобках.

 

Предварительное определение глубины заложения  подошвы фундаментов:

Основной целью расчета  фундаментов является выбор глубины  заложения фундамента и размеров его подошвы. Сделать это однозначно, как правило, невозможно, поскольку глубина заложения и размеры подошвы фундамента связаны друг с другом. Так, увеличение глубины заложения фундамента позволяет уменьшить его размеры в плане, но усложняет производство работ, особенно в водонасыщенных грунтах и наоборот. Поэтому обычно начинают с определения глубины заложения фундаментов в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83 и с учетом:

а) инженерно-геологических  и гидрогеологических условий строительной площадки (особенности напластования, мощности слоев, физико-механические свойства грунтов и установившийся уровень подземных вод, его возможные колебания, агрессивность воды по отношению к бетону и растворам);

б) климатических особенностей местности и их воздействий на верхний слой грунта (глубина сезонного промерзания грунтов);

в) размеров и характера  нагрузок и воздействий на фундаменты;

г) конструктивных и эксплуатационных особенностей возводимых зданий и их назначения (наличие подвальных помещений, фундаментов соседних, построенных ранее зданий, глубина прокладки инженерных коммуникаций).

Выбор рациональной глубины  заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

Одним из основных факторов, определяющих заглубление фундамента, является глубина сезонного промерзания  грунтов. Глубина заложения подошвы  фундамента назначается в зависимости  от глубины промерзания грунта в  данном районе, наличия подземных  вод, склонности грунтов основания к пучению, отапливаемости здания. Поэтому для верхних слоев основания необходимо определить является ли грунт пучинистым или непучинистым. К практически пучинистым грунтам относятся все глинистые грунты, а также мелкие и пылеватые пески. Пески гравелистые, крупные и средней крупности являются непучинно-опасными грунтами. Следует отметить, что пылевато-глинистые грунты не проявляют пучения, если они находятся в твердом состоянии (J_L<0) и уровень подземных вод залегает ниже расчетной глубины промерзания более, чем на 1,5 м – для супесей, 2,5 м – для суглинков и 3 м – для глин.[3].

Различают нормативную  и расчетную глубины промерзания  грунтов. Нормативная принимается  равной средней из ежегодных максимальных глубина промерзания по данным наблюдений за 10 лет. При отсутствии этих данных допускается определять эту глубину по эмпирической формуле

,

Где d₀ – величина, принимаемая равной: для суглинков и глин – 0,23; для суглинков, песков мелких и пылеватых – 0,28; для песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; для крупнообломочных грунтов – 0,34, м;

М_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемый по СНиП «Строительная климатология и геофизика» (при выполнении курсового проекта принимается M_t=45.

Расчетная глубина сезонного  промерзания грунта d_f, м определяется по формуле

,

Где k_h – коэффициент, учитывающий влияние режима сооружения, принимаемых для наружных фундаментов отапливаемых сооружений по СНиП 2.02.01-83 (табл. 11 методических указаний): При температуре воздуха в помещениях, примыкающих к наружным фундамента t=20ºC. k_h1=0,5 – для помещения без подвала с полами, устраиваемыми по грунту; k_h2=0,4 – для помещения с подвалом.

Глубина заложения фундаментов  отапливаемых зданий по условиям недопущения  морозного пучения грунтов основания  должна назначаться для наружных фундаментов (от уровня планировки ) по табл. 12 прил. 1 методических указаний и состояния грунтов основания и уровня подземных вод во время промерзания.

При глубине расположения грунтовых вод d_w=1,9 м - d_w<d_f+2, глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины сезонного промерзания грунта.

Глубину заложения подошвы  фундамента внутренних стен и колонн отапливаемых зданий принимают независимо от глубины промерзания, но обычно не менее 0,5 м от отметки пола. При  этом в проекте оснований и фундаментов должны предусматриваться мероприятия, не допускающие увлажнения грунтов основания, а также промораживание их в период строительства.

В слоистых основаниях все фундаменты предпочтительно возводить на одном грунте или на грунтах с одинаковой прочностью и сжимаемостью. В основаниях с несогласно залегающими пластами ( слои залегают с уклоном > 2%, невыдержанно, выклиниваются и т.п.) это условие часто невыполнимо. В этом случае глубину заложения фундаментов выбирают главным образом из условия выравнивания их осадок. Минимальная глубина заложения фундаментов наружных стен обычно составляет 1,1-1,2 м. Максимально возможная глубина заложения фундаментов не предопределена, но следует иметь в виду, что ее увеличение нежелательно, т.к. ведет к усложнению производства работ. Большое значение при выборе глубины заложения фундаментов имеют подземные воды. Они снижают несущую способность большинства грунтов, усложняют работу по отрывке котлована и устройству фундаментов. Поэтому отметку подошвы фундамента следует выбирать с таким расчетом, чтобы она была выше уровня подземных вод (для песчаных грунтов не менее, чем на 0,5 м), для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ. В случае заложения фундаментов ниже уровня подземных вод следует предусматривать методы производства работ, сохраняющие структуру грунта. Заглубление фундамента ниже уровня подземных вод может быть принято или по конструктивным соображениям, или в том случае, когда связанные с этим дополнительные затраты оправдываются техническими преимуществами варианта.

Почвенный (растительный) слой, слои или прослойки, например, рыхлых песков, глинистых групп, текучей  консистенции или с высоким значением  коэффициента пористости, которые не могут быть использованы в качестве несущего слоя, следует прорезать и фундамент заглублять в подстилающий более прочный слой грунта, пригодный в качестве несущего слоя, на глубину не менее 0,2 м.

При выборе глубины заложения  фундамента рекомендуется избегать наличия под его подошвой слоя грунта малой толщины, если механические свойства его значительно хуже свойств подстилающего слоя. Если нагрузки от стены, колонны велики, заглубление фундаментов до грунтов с большей несущей способностью зачастую более выгодно, чем увеличение размеров подошвы. Необходимо учитывать, что при значительной осадке здания на ленточных фундаментах увеличение ширины последних не вызывает существенного уменьшения осадки. В этом случае заглубление фундамента более рационально.