Посадка фундамента на геологический разрез

Обновлено: 15.05.2024

Б 83 Борозенец Л. М., Шполтаков В. И. Расчет и проектирование фундаментов: учебно-методическое пособие / Л.М. Борозенец, В. И. Шполтаков. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2014, - 82 с.: обл.

Учебно – методическое пособие предназначено для выполнения курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты», студентами очной и заочной формы, обучающими по направлению подготовки 270800.62 (08.03.01) «Строительство», профилей «Промышленное и гражданское строительство» и «Городское строительство и хозяйство».

Учебно – методическое пособие может быть использовано студентами при выполнении соответствующих разделов дипломного проекта.

Учебно – методическое пособие содержит алгоритм расчета, примеры расчета, нормативные и справочные материалы, необходимые для выполнения курсовой работы.

Рекомендовано к изданию научно – методическим советом Тольяттинского государственного университета.

ФГБОУ ВПО « Тольяттинский государственный университет», 2014

1. Посадка здания на местности …………………………………………..…. 9

1.1. Привязка здания и оценка рельефа………………………..………………9

1.2. Геологический профиль основания ……..……………………………. 11

2. Дополнительные сведения о грунтах основания ..………….……..………13

2.1.Определение дополнительных значений физико-механических

характеристик грунтов основания ……………………………………………13 2.2.Общая оценка строительной площадки…………………………..………..15

3. Определение глубины заложения фундаментов……………………. …….16

3.1. Глубина заложения по конструктивным требованиям………………..….16

3.2. Глубина заложения по условиям промерзания …..…………………. …..16

4. Выбор вариантов конструкций фундаментов.………………………………19

5. Расчет ленточных фундаментов мелкого заложения …….…………………21

5.1. Определение размеров подошвы фундамента………….………….………21

5.2. Конструирование ленточного фундамента..……………………….………26

5.2.2. Сборно-монолитный фундамент …………..…………………………. 28

5.3. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования. ………29

6. Расчет столбчатых фундаментов мелкого заложения …. …………………33

6.1. Определение размеров подошвы фундамента. ……………………………33

6.2. Конструирование столбчатого фундамента. ………………………………35

6.3. Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя. ………………39

7. Расчет свайных фундаментов….………………………………………….….45

7.1. Расчет несущей способности одиночной сваи-стойки на действие

7.2. Расчёт несущей способности одиночной висячей сваи-фундамента

на действие вертикальной нагрузки….……………………………………..….48

7.3. Проектирование свайного кустового фундамента….……………….…..…51

7.3.1. Выбор конструкции свайного кустового фундамента………………..… 51

7.3.2. Определение числа свай и размещение их в плане..…………………… 51

7.4. Расчет осадки свайного фундамента ..………………………………. ……54

8. Проектирование свайных ленточных фундаментов.…..…………………. 58

8.1. Конструирование свайного ленточного фундамента. …………….………58

8.2. Определение числа свай и размещение их в плане. ………………………59

8.3. Расчет осадки свайного ленточного фундамента. …………………. ……61

Приложение 1. Исходные данные .…………….…………………….…….. 66

Приложение 2. Таблицы справочных данных. ……………………. ……70

Введение

Учебно-методическое пособие написано в соответствии с программой курса « Основания и фундаменты».

Цель выполнения курсовой проектной работы - закрепление теоретических знаний, приобретение практических навыков расчета фундаментов на естественном основании, получение навыков самостоятельной работы с нормативной и справочной литературой, умений проектирования оснований и фундаментов и оформления рабочих чертежей.

При выполнении работы рекомендуется использовать учебник [2], материал лекций по соответствующим темам, СП50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. – М., 2005; СП50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. – М., 2004.

Проектная работа выполняется в составе расчетно-пояснительной записки и графической части, оформленных в соответствии с требованиями ЕСКД.

Расчетно-пояснительная записка объемом 20. 25 страниц оформляется на стандартных листах белой писчей бумаги формата А4.

Графическая часть оформляется на листе формата А1.

Пояснительная записка должна содержать:

- задание на проектирование и исходные данные;

- схему посадки здания на местности;

- геологический профиль строительной площадки;

- дополнительные сведения о грунтах основания;

- общую оценку строительной площадки;

- определение глубины заложения фундаментов;

- выбор вариантов конструкций ленточных фундаментов мелкого заложения в сборном и сборно-монолитном исполнении, столбчатых монолитных абсолютно жёстких и жёстких с гибкой плитой и свайных фундаментов с размещением свай в один или несколько рядов;

- расчет по I и II группам предельных состояний и конструирование фундаментов мелкого заложения;

- расчет по I и II группам предельных состояний и конструирование свайных фундаментов;

- список используемой литературы.

Чертежи должны включать:

- разбивочный план здания;

- геологический профиль строительной площадки по скважинам №1 и №2;

- поперечные сечения столбчатых и ленточных фундаментов мелкого заложения в монолитном, сборном и сборно-монолитном вариантах;

- план размещения свай в ленточном и столбчатом фундаменте;

- поперечный разрез свайного и столбчатого фундамента;

- расчетную схему определения осадки ленточного фундамента мелкого заложения методом послойного суммирования;

- расчетную схему определения осадки столбчатого фундамента методом эквивалентного слоя;

- расчетную схему определения осадки ленточного свайного фундамента методом послойного суммирования;

- таблицу расходов материалов на 100 кН несущей способности фундаментов мелкого заложения и свайного фундамента;

- условные обозначения на чертежах.

Исходные данные принимаются по таблицам 1-3 и рисунку 1 прилож. 1, в соответствии с порядковым номером студента в журнале.

Конструктивная схема проектируемого здания, размеры в плане, высота здания и поперечное сечение колонн выдается преподавателем для каждого студента индивидуально.

Бланк задания предъявляется преподавателю вместе с выполненной и оформленной работой.

Задание для примера

выполнения курсовой работы на тему «Проектирование фундаментов на естественном основании »

Произвести вариантное проектирование ленточных и столбчатых фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов под наружные стены административного здания с неполным каркасом, размерами L x B x H = 36 х 15 х 15 м, железобетонными колоннами 400 х 400 мм и жесткой конструктивной схемой

Рис.1 Схема здания

1. Район строительства - гор. Уфа

2. Нормативная нагрузка на фундамент стен - 500 кН/м

3. Нормативная нагрузка на столбчатый фундамент 2160 кН

Рис.2 Поперечное сечение сваи

Размеры поперечного сечения: 40х40, 27,8 см

Количество стержней, диаметр и класс арматуры: 8 Ø 18 A300

Класс бетона: B15

Способ погружения свай: вибровдавливание

5. Глубина подвала - 1,0 м

6. Толщина стен - 0,51 м

7. Расчетная среднесуточная температура в помещениях 1-го этажа- 15 0 С

8. План строительной площадки задан в масштабе 1: 2000

Рис.3 Схема строительной площадки

9. Грунтовые условия строительной площадки – вариант 8 (табл.2 приложение I)

№ варианта	№слоя	Грунт	Глубина от поверхности, м	Расчетные значения характеристик с доверительной вероятностью α = 0,85
слоев грунта	До грунт. вод	, кн/м 3	, кн/м 3					С, кПа	Е, МПа	υ 10 -7 , см/с
от	до
0,7	4,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-
0,7	5,5	18,7	26,6	0,25	-	-	0,22
5,5	13,1	17,7	27,4	0,24	0,2	0,45	0,12

Грунты: 1 – почва каштановая, суглинистая;

3 – песок мелкий, средней плотности;

6 – глина пылеватая, комковая, полутвердая;

Посадка здания на местности

1) Привязать углы здания к линии застройки и строительной геодезической сетке. Определить отметку планировки.

2) Оценить пригодность рельефа местности для организации строительства.

3) Вычертить геологический профиль основания по створу скважин №1 и №2

4) Оценить пригодность грунтов в качестве основания.

1.1. Привязка здания и оценка рельефа

Главный фасад здания размещается по линии застройки с привязкой углов к строительной геодезической сети разбивочного плана. М 1:500

Рис.4. План строительной площадки

Высотная привязка осуществляется из условий нулевого баланса земляных работ при планировке территории строительной площадки

, (1.1)

где: h_i– высотные отметки поверхности рельефа для углов здания,

n – количество углов здания в плане.

Высотные отметки h_i поверхности рельефа для углов здания и по осям скважин № 1 и № 2 определяются по горизонталям плана строительной площадки из представления длины заложения между горизонталями в плане ℓ =33 м и превышения, равного разности отметок между ними, например, 93,00 – 92,75 = 0,25 м в виде треугольника по разрезу, проходящему через точку угла здания 4. Замерив по плану длину заложения между горизонталью 92,75 и точкой 4, равной ℓ_t = 14 м, откладываем его на катете треугольника. Восстановлением перпендикуляра из точки 4 до пересечения с гипотенузой треугольника получаем точку 4 на поверхности площадки.

Рис. 5 Схема к расчету абсолютных отметок точек на поверхности

Из подобия треугольников составляется пропорция и рассчитывается Δh₄, то есть превышение точки 4 над горизонталью 92,75 м.

= ; Δh₄ = = = 0,11 м.

Абсолютная отметка точки 4

92,75 + 0,11 = 92,86 м.

Аналогично и для остальных отметок.

По плану горизонталей определяют направление уклона местности и величину максимального уклона.

где: ∆h – превышение отметок горизонталей, м;

l_min – минимальное расстояние между горизонталями, м.

Вывод: Естественный рельеф местности пригоден для организации строительства с незначительной планировкой

1.2. Геологический профиль основания

Геологический профиль составляется по вертикальному разрезу в створе скважин 1–2.

По геологическому разрезу устанавливаются гидрогеологические условия основания при проектировании фундаментов и расчете их осадки.

Построение начинается с топографического разреза, включающего сетку профиля с указанием отметок и расстояния в масштабе 1:1000, показом осей скважин 1 и 2, шкалы отметок в вертикальном масштабе 1:200.

При этом шкала должна вмещать размер глубины скважины по заданию грунтовых условий площадки строительства. Затем по границам глубин каждого слоя грунта, взятых также по заданию, рассчитываются их абсолютные отметки и по шкале отметок наносятся точки по осям скважин.

Проводятся линии границ каждого слоя от руки, вычерчивается литологическая колонка и уровень грунтовых вод, если он имеется по заданию. На этом геологический разрез считается выполненным с обязательным указанием условных обозначений. ( Рис.6)

Добрый день.
ПРоконсультируйте пожалуйста, где в нормативной документации указано, что на листе ОД проектировщики должны указывать геологические разрезы?
2) где то видел в нормативной документации, что по свайным фундаментам действительно мы обязаны в ОД включать геологические разрезы.

а если фундаменты не свайные?
Заказчик хочет вне зависимости от типа фундаментов чтобы мы включили в ОД геологические разрезы.

Не обязаны! И в нормативах по этому поводу ничего не найдете. Это дело автора РД хотите изображайте разрез, хотите нет. В принципе это экономит время, дает возможность быстро соориентироватся в ситуации. Опять же линивым сметчикам (не про всех. это касается нашей организации), ПТОшникам и т.п. экономит время, точнее делаете за них работу.
Все зависит от специфики работы. Если один объект то можно и сделать, в будущем может помочь. А если как у меня больше 100 позиций в объекте,то извините я этого делать не буду. ИМХО. У нас этот вопрос несколько раз всплывал. Пока не сломался

конструктор, смею надеяться, что инженер

поясните что означает фраза "геологические разрезы на листах с ОД" геологические разрезы находятся на листах с геологическими разрезами . обычно

Как я понимаю: хотят,чтобы в РД на листе общих данных (не обязательно, можно и на других листах) изображали геологический разрез из инженерных изысканий.

Шибко вредный, однако!

Ну да, геология на разрезах по свайному полю, или на разрезах по фундаментам (если требуется). На общих данных то зачем? В общих данных указываете информацию о геологии: фирму выполнившую изыскания, арх. № отчета, дату, характеристики слоя на который опираетесь, глубину промерзания, подземные воды их отметки, колебания, агрессивность.

А что не может "Общие данные. Фасады 1-4, 4-1"?
Желательно бы аргументировано. Вопрос стоит много лет, с переменным интересом.
Перед носом лежит чертеж, очень уважаемого мной института, формат А1, -КЖ, "Общие данные. Схема расположения фундаментов. Фундамент Фм1".
И никого такое оформление не ввело в заблуждение, всем все понятно.

"В общих данных указываете информацию о геологии: фирму выполнившую изыскания, арх. № отчета, дату, характеристики слоя на который опираетесь, глубину промерзания, подземные воды их отметки, колебания, агрессивность." - цитата от FLASH!.
Да и то если эти сведения не приведены на чертежах фундаментов.

Шибко вредный, однако!

См. п. 2.2.2, подраздел 3.3 - в ГОСТ 21.501-93.
Ага, а согласно п. 3.3.10 на листе "Общие данные" помимо общих указаний следует: "В технических требованиях к схеме расположения, при необходимости, приводят указания о порядке монтажа, замоноличивания швов, требования к монтажным соединениям".
Итак каждый лист предворять: "Общие данные. Схема расположения фундаментов. Фундамент Фм1 (Начало/продолжение/Окончание)".
Или посмотри любой типовой проект, а в нём листы "Общие данные".

Перед носом лежит чертеж, очень уважаемого мной института, формат А1, -КЖ, "Общие данные. Схема расположения фундаментов. Фундамент Фм1".

Уважаемого в Полинезии?
P.S. Вспомнил про вложения.
См. второй абзац ответа на вопрос 5 на с. 16 и ответ на вопрос 3.21 на с. 21.
То есть, лист должен иметь следующее наименование: "План на отм. О,000. Общие данные".

Ворчун, спасибо за вложения.
Сейчас размещение ОД на листах не так актуально, я помню положение о том, что листы комплекта должны быть одного формата, благополучно отменено, вот тогда и возникало желание разместить на листе ОД еще что-нибудь, листы то были пустыми.
А институт московский, отраслевой. Сейчас разные государства, разные министерства. Три года назад присылали нам на "дружескую" неофициальную экспертизу свой проект на месторождение - квалификация осталась на прежнем уровне, высокая.

Добавлю. Эх, было время. В 8 часов, в пятницу, в отраслевой институт передана документация, в 12 была готова смета, а 15 часов затраты были утверждены министром, а в понедельник началось строительство.
Сейчас будка 10х4х4(h) м, здание хранения источников ионизирующего излучения (ИИИ), на экспертизе уже два месяца и конца еще не видно.

Инженер-конструктор МК --> Госслужащий --> Грумер хомячков

Добрый день.
ПРоконсультируйте пожалуйста, где в нормативной документации указано, что на листе ОД проектировщики должны указывать геологические разрезы?

В нормативах действительно нет прямого указания по этому вопросу. Лично я выжимаю сабж из проектировщиков следующим:
1. В соответствии с пп 87 в текстовой части должны быть представлены сведения о инженерно-геологических условиях.
2. ПП 87 Раздел 1 п.3 документация состоит из текстовой и графической частей. "Графическая часть отображает принятые технические и иные решения и выполняется в виде чертежей, схем, планов и других документов в графической форме."

Графически сабж можно представить в виде привязки сооружения к инженерно-геологическому разрезу. Одно из основных назначений посадки -для определения мощностей слоев грунта по оси фундамента.

Что-то мне подсказывает, что автор топика перепутал лист общих данных (на нем только таблицы и текст) и чертеж общего вида фундамента (а вот на нем присутствие геологического разреза вполне уместно и желательно).

японцы ( Заказчик) попутали меня. извиняюсь..просто с ними спор возник, нужны геологические разрезы или нет, я просил их показать ссылку на нормы РФ, но так и не добился результата.

Да может, и не перепутал. Я не часто, но видел старые чертежи (примерно 1965-1980 годов выпуска, если правильно помню), в которых на листе общих данных был геологический разрез. Может, раньше были подобные требования, которые потом отменили?

На рабочих чертежах приводят сведения о грунтах основания, ГОСТ 21.501-93, п. 5.2, б).
Раньше давали напластование грунтов, но много лет как перестали. Простая логика, кому это нужно? Строителям нужны сведения о грунтах основании, но не их напластование.
Напластование нужно для экспертизы, вот и давайте напластование при расчете, в пояснительной, в графике на стадии "проект".

Геологический отчет высылаем на экспертизу вместе с проектом, в пояснительной я привожу сведения о каждом ИГЭ (инженерно-геологическом элементе) по отчету геологов, разрезы не даю. В пояснительной, для комплексов, для каждого здания (сооружения) привожу какой ИГЭ является основанием фундаментов.
При расчете осадок фундамента даем разрез по грунтам.
На рабочих чертежах приводим только сведения о грунте основания фундаментов, геологи потом подписывают акт на устройство естественного основания.
Пока всех такой подход устраивает.

Исследование физико-геологических процессов в пределах геологического разреза. Геоморфологическая оценка рельефа. Описание инженерно-геологических элементов. Изучение режима грунтовых вод. Анализ особенностей прогнозирования возможных изменений рельефа.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	22.06.2012
Размер файла	20,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации.

Кафедра оснований, фундаментов и инженерной геологии.

Контрольная работа

по инженерной геологии.

Студент: Ноженкин М.Н.

Н.Новгород, 2009г.

Содержание

Введение

Геоморфологическая оценка рельефа

Геологическое строение

Подземные воды

Описание инженерно-геологических элементов

Физико-геологические процессы

Вывод

Список литературы

Приложение

Введение

Инженерно-геологические разрезы имеют важное значение при общей инженерно-геологической оценке районов строительства и отдельных их участков, выборе пластов в качестве несущих оснований, изучения режима грунтовых вод. По ним можно выбрать наиболее благоприятный участок для строительства, можно определить возможность ведения строительства на данной площадке, правильно выбрать вид фундамента и спрогнозировать возможные изменения рельефа. Поэтому уметь построить и описать инженерно-геологический разрез так важно для будущего строителя.

Рельеф - это совокупность всех форм земной поверхности - возвышений, равнин и углублений. Эти неровности на поверхности весьма динамичны, находятся в состоянии непрерывного изменения и превращения . В процессе этих изменений уничтожаются старые и возникают новые формы рельефа. Все это происходит в результате воздействия на земную поверхность эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) сил.

Рельеф играет огромную роль на Земле в перераспределении тепла и влаги, поверхностных и грунтовых вод, отложений рыхлых наносов, в передвижении воздушных масс. Он оказывает большое влияние на размещение, характер и устойчивость промышленных и гражданских зданий и сооружений, не говоря уже о трассировании дорог, прокладке оросительных и судоходных каналов, строительстве плотин, туннелей, гидростанций. Чтобы правильно оценивать влияние рельефа необходимо знать основные положения о науке геоморфологии. Это наука о рельефе земной поверхности, изучающая происхождение рельефа, его внешний облик, эволюцию и закономерности географического распространения.

Рельеф данного участка местности представляет собой относительно ровную поверхность, которая имеет небольшой уклон от 1 ой скважины ко 2 ой - 1,55 , от 2 ой до 3 ей - 1,83, а участок между 3 ей и 4 ой скважиной уклона не имеет.

Данную форму рельефа можно отнести к группе положительных, т.к. она выпукла по отношению к плоскости горизонта. Исходя из вида поверхности и того, что элювиальным и делювиальным отложениям соответствуют водоразделы и пологие склоны, можно сделать вывод, что это часть горного рельефа, являющаяся склоном или подножьем некоторого возвышения/

Так как поверхность рельефа составляют элювиальные и делювиальные отложения, для которых характерна неодинаковая степень однородности по разрезу и склонность к оползанию, то возможно дальнейшее его изменение.

Исходя из геометрических характеристик и прогноза, можно вывести, что данный участок рельефа благоприятен для ведения строительных работ, т.к. нет необходимости в серьезном его изменении, но необходимо учитывать возможные изменения рельефа.

геологический разрез грунтовый рельеф

2. Геологическое строение

Территория сложена породами юрского, мелового и четвертичного возраста. Видимых дислокаций в разрезе не наблюдается. Сочетание слоев согласное. Стратиграфического перерыва в разрезе нет.

Верхним слоем данного геологического разреза является щебенка и дресва известняка edQ_IV (элювиально - делювиальные современные четвертичные отложения).

а) Слой залегает нормально под углом 1,65, уклон направлен от 1 ой скважины ко 4 ой , выдержан по литологическому составу (т.е. он один и тот же во всех скважинах).

б) Слой залегает на поверхности, т.е. глубина залегания кровли равна нулю во всех скважинах, глубина залегания его подошвы составляет по скважинам: в 1 ой - 1,2 м, во 2 ой - 1,3 м , в 3 ей - 1,1м и 0,5 м в - 4 ой . Абсолютные отметки кровли:

в 1 ой - 132,2 м, во - 2 ой 133,5 м, в 3 ей - 135,1м, и 135,1м - в 4 ой

в) Мощность слоя соответствует глубине его залегания и изменяется от 0,5 м до 1,2 м.

Вторым слоем является известняк закарстованный K₂ (мезозойская эра).

а) Слой залегает практически горизонтально, обладает пережимом в районе 2 ой скважины. Слой выдержан по литологическому составу, бес смены литологических разностей.

б) Глубина залегания кровли изменяется от 1,2 м в 1 ой скважине до 0,5 м в 4 ой . Глубина залегания подошвы равна 6,7 м в 1 ой скважине и 12,1 м в 4 ой .

в) Мощность слоя минимальна в 1 ой скважине и составляет 5,5 м, во 2 ой 5,4 м, в 4 ой мощность равна 9,6 м, а максимального значения достигает в 3 ей скважине 12м.

Данный геологический слой представлен скальным грунтом.

-прочность при сжатии _сж=50-100 МПа

-прочность при растяжении _раст=0,04-0,1 кГ/см 2 ,

-при изгибе _изг=08 - 0,1 кГ/см 2 ,

-при сдвиге _сдв=0,15 кГ/см 2 ,

-коэффициент фильтрации К_ф до 0,5м/сут (слабоводопроницаемый)

Видно, что сам по себе известняк обладает достаточной прочностью, но его закарстованность резко снижает прочностные характеристики массива в целом и более того возможно возникновения различных карстовых явлений. Карстовый процесс - явление, связанное с выщелачиванием горных пород и образованием при этом пустот, сопровождающихся провалами земной поверхности.

Обладают повышенной растворимостью.

Третьим слоем является доломит трещиноватый I₁ (среднеюрский период).

а) Слой выдержан по литологическому составу, залегает под углом.

б) Глубина залегания кровли

в 1 ой скважине - 6,7 м,

во 2 ой скважине - 6,7 м,

в 3 ей скважине - 13,1 м,

в 4 ой на глубине - 12,1 м.

в) Слой залегает под уклоном;

от 1 ой ко 2 ой скважины уклон направлен вверх и составляет 1,55,

от 2 ой к 3 ей уклон идет вниз 5,48,

от 3 ей к 4 ой 1, 83.

г) Мощность слоя неизвестна, так как недостаточна глубина скважин. Но можно сказать, что она превышает 5м.

д) Физико-механические свойства:

данный слой состоит из скального слабовыветриваемого (трешиноватого) грунта;

объемный вес доломита равен =2700-2900 кг/м 3 ,

прочность _сж = 120-130 Мпа

для микротрещиноватых доломитов _сж = 50-60 Мпа

прочность при растяжении составляет _раст=21 МПа,

динамический модуль упругости составляет 21 Мпа,

коэффициент фильтрации К_ф до 5 м/сут (водопроницаемые).

довольно хорошо растворяются в воде

Важная характеристика трещиноватости доломита снижает его прочностные свойства.

3. Подземные воды

а) Верхний горизонт подземных вод залегает в закарстованном известняке не протяжении всего разреза.

б) Абсолютные отметки уровня подземных вод:

в 1 ой скважине -128м,

в)Уклон поверхности подземных вод составляет 0,62.

г)По условиям залегания это грунтовые воды, горизонт безнапорный. Отметки появления и установления уровня вод одинаковы. Определить области питания и области разгрузки подземных вод не возможно. Водоупорного слоя на разрезе не наблюдается.

д) Оценка вод для строительства

Грунтовые воды расположены на глубине более 4 ех м, что благоприятно для ведения строительства, и последующей эксплуатации построенных зданий, так как не требуется откачки во время строительства и дренажа во процессе эксплуатации. Возможно отрицательное влияние грунтовых вод в связи с происходящими в известняке карстовыми процессами.

4. Инженерно-геологические элементы

Данный разрез имеет четыре инженерно-геологических элемента:

1). Щебень и дресва известняка edQ_IV ( современные четвертичные отложения), условия залегания аналогичны соответствующему слою. Сухой. Данный инженерно-геологических элемента относится к крупнообломочным грунтам

Для элювиально-делювиальных отложений характерно распространение на водоразделах и пологих склонах в виде залежей линз. Степень однородности не одинакова на разных стадиях выветривания. Свойства не одинаковы по разрезу Склонны к оползанию. Неоднородны по физическим свойствам, часто находятся в пластичном и мягко пластичном состоянии.

Искусственная подрезка делювиальной толщи, особенно в нижней части склона, нередко вызывает подвижки оползневого характера. Поверхность скольжения может проходить как внутри делювиальной толщи, так и по контакту ее с подстилающей коренной породой. Развитию оползней способствует увлажнение их поверхностными водами.

2). Известняк закарстованный К₂ (меловой период) сухой, залегает на глубине около 1м, под уклоном 1,49.

Мощность слоя колеблется между значениями 3 м и 5,2 м.

Данный грунт относится к скальным размягчаемым (к_раз<0,75).

3). Известняк закарстованный К₂ обводненный, располагается под уклоном 1,4 .

Мощность слоя колеблется между значениями 1,8 м во 2 ой и 7м в 4 ой скважинах.

Обводненность данного инженерно-геологического элемента снижает прочностные характеристики известняка примерно на 50%, т.е. _сж снижется с 100 Мпа до 50 и менее, что видно по графику изменения прочности известняков в зависимости от их обводненности.

4). Доломит трещиноватый I₁. Обводненный.

Характеристики соответствуют описанному слою.

Данный инженерно-геологический элемент представлен трещиноватым скальным грунтом. Трещиноватость массива нарушает его сплошность. Трещиноватые зоны открывают доступ воздуха в глубь массива, благодаря чему происходит изменение породы. В результате трещиноватости прочность доломитных массивов снижается. Она влияет также на неоднородность и анизотропность массива данного инженерно-геологического элемента.

Вопрос об обводненности и фильтрационных свойствах данного трещиноватого массива является довольно сложным. При решении вопросов оценки прочности, упругости, деформируемости, разрушения, напряженного состояния массивов, необходимы знание и количественный учет обводненности. Известно, что снижение прочности пород наступает уже при насыщении водой 60-70% объема открытых пустот.

5. Физико-геологические процессы в пределах геологического разреза

В пределах данного геологического разреза возможны следующие процессы: карстовые процессы.

Карстом называют процесс растворения поверхностной и подземной водой некоторых горных пород, в результате которого в них образуются различного размера и формы пустоты. Главное в этом процессе - химическое растворение и вынос пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Растворителями бывают как атмосферные, так и подземные воды.

Карстовые процессы происходят в нашем случае в известняках. Относительно других горных пород подвергающихся растворению известняки растворяются медленно. Для растворения одной части известняка нужно от 1000 до 30000 частей воды. Растворяющее действие воды зависит от ее температуры, содержания СО₂ и прочности. Важным условием является водопроницаемость пород. Вода должна фильтроваться. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее протекает процесс карстообразования. Наилучшие в этом отношении условия бывают при наличии в породах систем трещин. Трещины мы имеем в доломите, поэтому возникновение карстовых процессов возможно и в этой горной породе. Толщу пород, в которой развивается карстовый процесс. Называют зоной карстообразования.

Карстовому процессу могут подвергаться породы, залегающие на поверхности земли, так и в глубине. При залегании на глубине основным растворителем является подземная вода. В связи с этим различают открытый и закрытый карст.

Растворение пород приводит к образованию карстовых форм. К закрытым карстовым формам относятся - каверны и пещеры. Каверны образуются в глубине толщ известняков за счет растворения породы по трещинам. Пещеры - это подземные пустоты значительных размеров.

В толщах карстующихся пород, например известняках, обычно выделяют две зоны: 1) карстообразования; 2) цементации. В первой идет развитие карстовых пустот. Эта зона всегда лежит выше уровня грунтовых вод, и в ней происходит активная фильтрация воды. В нижней зоне цементации карстообоазования протекает очень медленно. Это связано с отложением в трещинах пород вторичных карбонатных отложений.

Строительство в карстовых районах сопряжено со значительными трудностями. Пустотность снижает прочность и устойчивость пород, а также их качество как строительного камня; сильно затрудняет разработку карьеров. Закарстованность характеризуется степенью активности карста, степенью закарстованности.

В тех случаях, когда в карстовых районах возводят здания и сооружения следует принимать меры против дальнейшего развития карстовых процессов. Важнейшие мероприятия:

- отвод атмосферных вод, достигается устройством системы ливнеотводов, покрытием поверхности слоем жирной глины и прекращение фильтрации подземных вод путем сооружения дренажных систем;

- упрочнение закарстованных пород, цементация трещин и мелких полостей растворами цемента, глины, жидкого стекла.

Необходимо обязательно обезопасить людей и технику от возможных провалов, предусматривать в карстовых районах строительство зданий малочувствительных к неравномерным осадкам, фундаменты свайного типа.

Исходя из проведенных исследований инженерно-геологического разреза, можно сделать вывод, что данный район местности в целом благоприятен для ведения строительства, т.к.

- относительно ровный рельеф

- грунтовые воды расположены довольно глубоко (более 4 метров)

- массив состоит из скальных грунтов

Но необходимо учитывать неблагоприятные факторы, которые могут помешать ведению массивного строительства и последующей эксплуатации построенных сооружений. К этим факторам относятся:

- карстовые процессы, происходящие в толщи известняковой массы

- возможность сложного поведения скальных грунтов под воздействием больших нагрузок, вследствие их неоднородности (трещиноватости и пустотности)

- возможность изменения внутренней структуры массива под воздействием грунтовых и атмосферных вод, в следствии высокой растворимости пород

Поэтому строительные работы на данном участке местности с учетом приведенных выше особенностей можно проводить при выполнении следующих необходимых условий:

- отвод атмосферных вод, который достигается устройством системы ливнеотводов, покрытием поверхности слоем жирной глины и прекращение фильтрации подземных вод путем сооружения дренажных систем;

- упрочнение закарстованных пород (известняка), цементация трещин и мелких полостей растворами цемента, глины, жидкого стекла.

- так же необходимо учитывать изменение прочностных характеристик грунтов при их обводненности и трещиноватости при расчете фундаментов зданий и сооружений.

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. “Основы геологии, минералогии и петрографии.”, М., “Высшая школа”,1999 г.

2. Ананьев В.П., Коровкин В.И“Инженерная геология”, М., “Высшая школа”,1973 г.

3. Сергеев Е.М. “Инженерная геология”, М., 1992г.

4. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П. “Общая геология”.М., 1974г.

5. ГОСТ 25100-95 “Грунты. Классификация.”

Известняк - осадочная горная порода хемогенного происхождения состоящая из кальцита и доломита с примесью кварца и пирита.

Доломит - осадочная горная порода хемогенного происхождения состоящая из доломита с примесью кальцита, гипса и кварца.

ed - элювиально- делювиальные

Q - четвертичный период, кайнозойская эра.Q_IV-современные четвертичные.

К - меловой период, мезозойская эра. К₂- позднемеловая

I - юрский период, мезозойская эра. I₁ - раннеюрская.

Подобные документы

Составление инженерно-геологического разреза участка строительства и его интерпретация. Анализ рельефа, горных пород и их свойств, подземных вод, инженерно-геологических процессов. Оценка физико-механических свойств грунтов исследуемой территории.

курсовая работа [18,6 K], добавлен 26.01.2014

Проведение инженерно-геологических изысканий для обеспечения информацией, необходимой для строительства трассы ВЛ 500 кВ. Геолого-геоморфологическая характеристика района строительства. Буровые работы, изучение геологического разреза, отбор проб грунта.

дипломная работа [4,4 M], добавлен 08.12.2010

Физико-географическая характеристика Алтайского инженерно-геологического региона в пределах восточной части территории Казахстана. Инженерно-геологическая характеристика пород. Гидрогеологические условия, современные геологические процессы и явления.

курсовая работа [4,8 M], добавлен 11.03.2011

Исследование истории геологического развития Самарской области. Изучение тектонического строения и рельефа территории. Характеристика минералов и горных пород, основных сфер их применения. Анализ геологических условий строительства в пределах г. Самары.

отчет по практике [2,8 M], добавлен 21.02.2014

Описание физико-географических условий района, включающее орогидрографию, климат района и геологическое строение. Оценка инженерно-геологических условий на основе районирования территории. Методика и условия проведения инженерно-геологических изысканий.

дипломная работа [161,5 K], добавлен 30.11.2010

Характеристика геологического строения, гидрогеологических и инженерно-геологических условий Самарской области. Рельеф и геоморфология. Комплексная инженерно-геологическая и топогеодезическая съемка. Буровые, гидрогеологические и горнопроходческие работы.

отчет по практике [1,7 M], добавлен 29.03.2015

Эрозионно-аккумулятивные типы рельефа территории Новосибирска. Геологическое строение, физико-геологические процессы и явления. Назначение и сроки выполнения инженерно-геологических исследований. Лабораторные исследования грунтов, оврагов и балок.

2. Толщу основания делят на слои ах некоторой ограниченной глубины (ориентировочно 4-кратной ширины подошвы фундамента). Толщину слоем принимают 0.4 ширины фундамента (;

3. Вычисляют значения вертикального напряжения от собственного веса грунта на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле:

где – напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента;

- удельный вес грунта, залегающего выше подошвы фундамента;

– глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа;

- соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, принимается с учетом взвешивающего действия воды. При определении в водоупорном слое следует учитывать давление столба воды;

4. Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента по формуле:

Где - коэффициент принимаемый по табл. I прил.2 СНиП 5.01.01-99;

– дополнительное вертикальное давление на основание;

P – среднее давление под подошвой фундамента;

5. Устанавливают нижнюю границу сжимаемой толщи грунта основания, принимая ее на глубине z = hc, где выполняется условие:

6. Вычисляют значение деформации каждого слоя сжимаемой толщи, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев.

Расчет осадки фундамента Ф1:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Таблица 2 Расчет осадок для фундамента Ф1.

Рисунок 2. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф1.

Расчет осадки фундамента Ф3:

Напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:

Расчет осадки фундамента выполняем в табличной форме.

Расчет осадок для фундамента Ф3.

Ss_i = 2.96 см

Рисунок 3. Эпюры напряжений в основании фундамента Ф3.

2.4 Расчет осадки фундамента во времени

Сущность расчета заключается в определении величины осадки фундамента в заданные промежутки времени:

Где U – степень консолидации;

S – конечная осадка.

Степень уплотнения определяется по формуле:

где - коэффициент времени, зависящий от физических свойств грунта, толщины слоя, условий и времени консолидации; определяется по формуле:

Здесь: – коэффициент фильтрации, см/год;

- коэффициент относительной сжимаемости.

Параметры U и функционально связаны и задаваясь U, можно определить

Расчет осадки фундамента Ф1 во времени.

Расчет будем производить для суглинка.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

Задаемся значениями степени консолидации U: 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

= 0.2 х 1.35 = 0.27 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 1.35 = 0.54 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 1.35 = 0.81 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 1.35 = 1.08 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 1.35 = 1.28 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф1 во времени

Расчет осадки фундамента Ф3 во времени.

Вычислим значение коэффициента консолидации:

Задаемся значениями степени консолидации U: 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 0.95.

Вычисляем время по формуле, имея в виду что фильтрация двухсторонняя.

Таким образом, получаем:

= 0.2 х 3.24 = 0.648 см; = 1.3 х 0.08 = 0.104 года

= 0.4 х 3.24 = 1.296 см; = 1.3 х 0.31 = 0.40 года

= 0.6 х 3.24 = 1.944 см; = 1.3 х 0.71 = 0.92 года

= 0.8 х 3.24 = 2.59 см; = 1.3 х 1.4 = 1.82 года

= 0.95 х 3.24 = 3.078 см; = 1.3 х 2.8 = 3.64 года

График осадки фундамента Ф3 во времени.

3. Вариант свайных фундаментов

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка

Тип свайного фундамента выбирается в зависимости от особенностей конструктивных решений надфундаментных конструкций, характера передачи нагрузки на фундаменты. В нашем случае применяем как вариант фундамента Ф1 Ленточный свайный фундамент состоящий из из свай располагаемых в два ряда и безбалочного мнолитного ростверка, а для фундамента Ф3применяем вариант свайного фундамента под колонны каркасных зданий, состоящие из группы свай и ростверка.

Нормативная глубина промерзания грунта равна = 2.0 м;

Принимаем глубину заложения монолитного ростверка Ф1 по конструктивным соображениям. Для стен подвала толщиной 600 мм принимаем ширину ростверка 900 мм высоту с учетом заделки свай в ростверк 450мм. Глубину заложения монолитного ростверка принимаем -3.4 м.

Выбираем тип сваи, в данных грунтах свая будет работать как висячая. Марка сваи выбирается по её длине, определяемой по формуле

Выбираем марку сваи

3.2 Определение несущей способности сваи и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту основания и прочности материала сваи. Определение количества свай в фундаменте. Поверка фактической нагрузки, передаваемой на сваю.

Несущая способность висячей свай определяется по формуле:

Где , , – коэффициенты условий работы,

– расчетные сопротивления грунта соответственно под нижнем концом сваи и на боковой поверхности сваи;

Расчет свайных фундаментов и свай по несущей способности грунтов производится исходя из условия:

Где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю от внешних нагрузок;

Р – расчетная нагрузка допускаемая на сваю;

– коэффициент надежности (;

U – наружный периметр сваи u = 4*0.3=1.2м.

Определим несущую способность свай :

Из таблицы 3 СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты” находим

= = = 1.0, A= 0.3x0.3=0.09 м2,

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

Для песка мелкого: = 0.8/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

В результате для фундамента Ф1:

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

Определение количества свай в свайном фундаменте рассчитываем по предельному состоянию первой группы. Для этого нагрузки и воздействия можно определить путем умножения нормативных на коэффициент 1.2. При определении размеров ростверка расстояние между осями свай принимается минимальным 3d сваи. Где d размер поперечного сечения сваи.

Определение количества свай в фундаменте Ф1:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

– 150 кН; – 24 кН×м;

=1.2 х 150= 180 кН;

= 1.2 =1.2 х 24 = 28.8 кН×м;

Количество свай в свайном фундаменте определяется следующим образом:

а) Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

б) Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

Принимаем 1 сваю.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3×d, т.е. равным 0,9 м.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения 700х600(h) мм;

Для фундамента Ф3:

Расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи:

Для песка мелкого: = 0.9/2 + 3.4= 3.8 м; 37 кПа;

Для суглинка: = 1.5/2 + 4.2 = 4.95 м; 17 кПа;

= 1.5/2+5.7= 6.45 м; 17.5 кПа;

= 1.3/2+8.5= 9.15 м; 63 кПа;

В результате для фундамента Ф3 :

Расчетная нагрузка допускаемая на сваю:

Определение количества свай в фундаменте Ф3:

Определение фактической нагрузки передаваемой на сваю:

=1.2 х 3400 = 4080 кН;

Вычисляем среднее давление под подошвой ростверка:

Вычисляем площадь подошвы ростверка по формуле:

При этом вес ростверка с грунтом на уступах определяется из выражения:

Определяем количество свай с учетом коэффициента 1,2:

Принимаем 22 сваи.

Сваи располагаем в рядовом порядке с расстоянием между осями равным 3×d, т.е. равным 0,9 м.

Проверяем усилия в крайних рядах свай.

Конструируем ростверк: Размеры поперечного сечения подколонника 900х900 мм; размеры плиты ростверка: в направлении оси x, y = 0.9+0.3+0.1х2=1.4 м

Принимаем ростверк с размерами плиты 4.2 х 4.2 м. Высота плиты 600мм, размеры подколонника 1260х1460, глубина стакана 950мм.

Вес ростверка и грунта на его уступах:

= 0.6 х 4.2 х 4.2 + 1.26 х 1.46 х 1.15 = 12.7 м3

= 4.2 х 4.2 х 1.75 – 6.87 = 18.17 м3

= 1.1 (12.7 х 22 + 18.17 х 18) =667.11 кН.

Определим фактическую нагрузку на крайнюю сваю и проверим условия:

Р = кПа £ кПа

P_max = кПа £ 1,2 *= 277.3 кПа

P_min= кПа > 0

3.3 Расчет осадки свайного фундамента

Величину ожидаемой осадки свайного фундамента из висячих свай рассчитывают по предельным состояниям второй группы. Расчет осадки производится как для условного фундамента на естественном основании с использованием метода послойного суммирования.

Производим расчет осадки фундамента, рассматривая свайный фундамент как условный массив А, Б, В, Г, границы которого показаны на рисунке.

Боковая граница условного массива, плоскости АБ, ВГ отстоят от граней крайних рядов свай на расстоянии:

Здесь – расчетное значение угла внутреннего трения пройденных сваями слоев грунта толщиной .

h –глубина погружения свай в грунт, м.

Расчет осадки свайного фундамента Ф1.

Определяем размеры подошвы условного фундамента в плане:

= (19 х 0.8 + 19.4 х 3 + 20 х 2.6) / 7.9= 15.87 кН/м3

= 2.22 х 1 х 15.87 х 7.9 = 278.3 кН;

Среднее давление под подошвой массива:

Проверяем выполнение условия:

Где - расчетное сопротивление грунта залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента:

кПа

Расчет осадки условного фундамента проводим по методу послойного суммирования. Результаты расчетов сводим в таблицу:

Цель курсового проектирования – закрепление теоретических знаний, овладение навыками решения инженерно- технических задач и знакомство с нормативной литературой. В данном методическом пособии рассматриваются вопросы, связанные с проектированием оснований и фундаментов гравитационных причальных сооружений (набережных). В процессе проектирования должны быть решены следующие основные задачи:

1. Анализ инженерно - геологических условий площадки строительства;

2. Выбор типа причальной набережной и размещение ее на местности;

3. Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании;

4. Проектирование свайного фундамента

Исходные данные для проектирования

Исходные данные для проектирования основания и фундамента включают в себя информацию об инженерно-геологических и гидрологических условиях площадки строительства. Следует помнить, что при проектировании оснований и фундаментов эти данные являются ключевыми. Это связано с тем, что технически грамотный проект основания и фундамента во многом обеспечивает надежную и долговечную эксплуатацию наземных конструкций.

Инженерно-геологический разрез

Инженерно-геологический разрез – это графическая модель грунтового массива, который используется в качестве основания будущего сооружения.

Инженерно-геологический разрез составляется на основании данных разведочного бурения и результатов испытания грунтов в полевых и лабораторных условиях.

Горные выработки позволяют выявить характер напластования грунтов, а полевые и лабораторные испытания грунтов дают возможность определить их физические и механические характеристики, необходимые для разработки проекта основания и фундамента сооружения.

В курсовом проекте рассматривается основание, сложенное тремя согласно залегающими слоями нескальных грунтов.

Верхний или несущий слой представлен слабым грунтом.

Абсолютные отметки кровель слоев представлены в таблице 1.1.

Расстояние между скважинами составляет 10 метров.

В таблице 1.1 указаны так же характерные уровни воды (наивысший –НВУ, строительный – СУ и наинизший - ННУ). Инженерно-геологический разрез с привязкой сооружения показан на рисунке 1.1

Таблица 1.1- Данные для построения инженерно-геологического разреза

Номера скважин, отметки, м
Элементы разреза
Устье скважины	134,0	134,8	136,6	138,0	145,2
Кровля I слоя	134,0	134,8	136,6	138,0	145,2
Кровля II слоя	129,0	129,5	130,6	130,0	132,0
Кровля III слоя	122,5	122,0	122,2	122,1	122,3
Наинизший уровень воды	138,0
Наивысший уровень воды	145,0
Строительный уровень воды	139,5

Роль языка в формировании личности: Это происходит потому, что любой современный язык – это сложное .

Технические характеристики АП«ОМЕГА»: Дыхательным аппаратом со сжатым воздухом называется изолирующий резервуарный аппарат, в котором.

Поиск по сайту

Читайте также: