Методичка ГСХ1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

В.М. Балахно, С.В. Яушева, Н.М. Коешов

«ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ И

СООРУЖЕНИЙ»

Учебно-методическое пособие по курсовой работе

для студентов специальности «Городское строительство и хозяйство»

Саранск 2012

1

Состав и объем проекта

Курсовой проект должен содержать подробную расчетно-пояснительную записку и чертежи, размещенные на одном листе.

В расчетно-пояснительной записке последовательно должны быть освещены следующие вопросы:

-результаты обработки данных лабораторного исследования физических характеристик грунтов и определение по ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация;

-определениенормативного давления основания по СНиП 2.02.01-83 (1995) для всех пластов грунта;

-общая часть: данные о назначении сооружения, исходные данные для проектирования, привязка сооружения (горизонтальная - на плане участка и вертикальная

-на геологическом профиле) и т. п.;

-критическая оценка несущей способности основания: определение системы основания, выбор рационального типа фундамента или метода укрепления основания, определение глубины заложения фундаментов; -определение размеровподошвы фундаментови конструирование фундаментов;

-расчет осадок фундаментов методом послойного суммирования и проверка допустимости полученных осадок;

-определение времени стабилизации осадок фундаментов; -расчет свайных фундаментов или искусственных оснований (если они имеют место в проекте);

-описаниесхемыпроизводствастроительныхработнулевого цикла, устройства искусственных оснований, необходимые расчеты по вопросам водопонижения, гидроизоляции, шпунтовых ограждений и т. п.

На чертеже показываются:

-план строительного участка в горизонталях с расположением на нем скважин с привязкой проектируемого объекта и направления построенных геологических разрезов в масштабе 1 : 500 – 1 : 1000; -исходные данные проектируемого сооружения: план, разрез, фрагмент фасада,

дающие представление о его габаритах, и конструкции в масштабе 1 : 200; -геологический разрез (профиль) по скважинам с нанесением уровня грунтовых вод (УГВ), схемы-разреза подземной части строящегося сооружения в масштабах по вертикали 1 : 100 - 1 : 200, горизонтали- 1 : 200 — 1 : 500; -план фундаментов с обозначением основных разбивочных осей (показать раскладку сборных фундаментов из блоков с маркировкой);

-рабочие чертежи конструкций фундаментов с необходимыми деталями: устройство гидроизоляции, осадочных швов, планы отдельно стоящих и примыкающих фундаментов и т. п. в масштабе 1 : 10, I : 25, 1 : 50;

-развертка фундаментов по стенам, для которых изменяются по их длине отметки подошвы фундамента; -расчетныесхемы распределения давлений нагоризонтальных сечениях в грунте

ниже подошвы фундамента по СНиП 2.02.01-83 (1995) (для двух, трех фундаментов) с нанесением геологической колонки грунта, эпюр природных (бытовых) и

дополнительных давлений; рекомендуемые масштабы: в1 см- 1 м и в 2 см - 1

кг/см2;

-при устройстве свайных фундаментов, песчаных подушек и т. п. показываются: размещение свай в плане, схема расчета осадки свайного фундамен-

3

та, конструкции свай, ростверков, устройство песчаной подушки и другие де-

тали в масштабе 1 : 10, 1 : 25, 1 :50.

-схема производства строительных работ по устройству оснований и фундаментов с необходимыми деталями производственных процессов (план котлована и его разрез, конструкции крепления котлована, размещение основных производственных механизмов, схема водопонижения и т. п. в масшта-

бе 1 : 100, 1 : 200).

Оценка инженерно – геологических условий.

Оценка инженерногеологических условий производится по физикомеханическим характеристикам грунтов, приведенным в задании. По заданным нормативным характеристикам следует определить их расчетные значения II группы предельных состояний, а также вычислить ряд дополнительных характеристик, позволяющих оценить строительные свойства грунта.

Дополнительно для всех грунтов, кроме таких как: культурный,

где γ W = 10 кН/м3 – удельный вес воды.

Примечание: в песках, супесях и илах взвешивающее действие воды учитывается всегда; в суглинках и глинах – когда оно создает более невыгодные условия работы фундамента.

Для пылевато-глинистых также необходимо дополнительно вычислить

Помимо перечисленных характеристик необходимых для классификации грунтов необходимо для всех грунтов вычислить модуль общей деформации:

По коэффициенту пористости для песчаных грунтов определяется плотность сложения (табл. 1).

4

Таблица 1

По степени водонасыщения устанавливается состояние песчаного грунта (табл. 2).

По результатам расчетов составляется сводная таблица физико-меха- нических характеристик грунтов, выявляются грунты, которые могут использоваться в качестве несущих. Непригодными в качестве естественного основания для фундаментов считаются заторфованные грунты, рыхлые пески, супеси текучие, суглинки и глины с I L > 0,6.

5

Геологические разрезы по данным визуальных определений

В графе 4 мощность слоев грунта

7

Первый слой грунта залегает от поверхности земли и имеет мощность от 0,35 до 0,4 метра. Этот грунт является культурным, поэтому в качестве основания использован быть не может.

Второй слой грунта залегает на глубине от 0,35 до 0,4 метра, мощность его составляет от 3,1 до 3,4 метра. Грунт обладает следующими фазовыми харак-

В соответствии с инженерно геологическими изысканиями и ГОСТом 25100-95 грунт является песком мелким рыхлым маловлажным. В соответствии с табл. 2 Приложения 3 СНиП 2.02.01-83 расчетное сопротивление этого грунта не определено. На основании проведенного анализа данный грунт в качестве основания применять не рекомендуется без укрепления.

Третий слой грунта залегает на глубине от 3,5 до 3,75 метра, мощность его составляет от 3,6 до 3,8 метра. Грунт обладает следующими фазовыми характеристиками:

Удельный вес грунта γ II = 19,4 кН/м3;

Удельный вес сухого грунта γ d = 19,4 /1 + 0,26 = 15,4 кН/м3;

Коэффициент пористости e = (27,0 − 15,4) /15,4 = 0,75 ; Пористость n = e /(1 + e) = 0,75 /(1 + 0,75) = 0,43

Грунт частично залегает ниже уровня грунтовых вод, поэтому определим удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ Sb = (1 - n)(γ S - γ W ) = (1 - 0,43) ´ (27,0 -10,0) = 9,69 кН/м3.

В соответствии с инженерно геологическими изысканиями и ГОСТом 25100-95 грунт является суглинком мягкопластичным. В соответствии с табл. 3 Приложения 3 СНиП 2.02.01-83 расчетное сопротивление этого грунта равно 203кПа. На основании проведенного анализа данный грунт может быть использован в качестве основания фундаментов.

Четвертый слой грунта залегает на глубине от 7,1 до 7,55 метра, мощность его составляет от 2,4 до 2,8 метра. Грунт обладает следующими фазовыми характеристиками:

Удельный вес грунта γ II = 20 кН/м3;

Удельный вес сухого грунта γ d = 20 /1 + 0,25 = 16,0 кН/м3;

8

Коэффициент пористости e = (26,6 − 16,0) /16,0 = 0,63 ; Пористость n = 0,63 /(1 + 0,63) = 0,39

Степень влажности S r = 26,6 × 0,25 / 10 × 0,63 = 1,55 ;

Грунт залегает ниже уровня грунтовых вод, поэтому определим удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ Sb = (1 − n)(γ S − γ W ) = (1 − 0,39) × (26,6 − 10,0) = 10,13 кН/м3.

Модуль деформации E0 = β 1 + e0 = 0,81 + 0,63 = 26,1 МПа

m0 0,05

В соответствии с инженерно геологическими изысканиями и ГОСТом 25100-95 грунт является песком средней крупности средней плотности насыщенный водой. В соответствии с табл. 2 Приложения 3 СНиП 2.02.01-83 расчетное сопротивление этого грунта равно 400кПа. На основании проведенного анализа данный грунт может быть использован в качестве основания фундаментов.

Пятый слой грунта залегает на глубине от 9,5 до 10,35 метра, разведанная мощность его составляет от 4,65 до 5,5 метров. Грунт обладает следующими фазовыми характеристиками:

Удельный вес грунта γ II = 19,2 кН/м3;

Удельный вес сухого грунта γ d = 19,2 /1 + 0,32 = 14,55 кН/м3;

Коэффициент пористости e = (27,8 − 14,55) /14,55 = 0,91; Пористость n = 0,91/(1 + 0,91) = 0,48

Грунт залегает ниже уровня грунтовых вод, поэтому определим удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

γ Sb = (1 − 0,48) × (27,8 − 10,0) = 9,26 кН/м3.

Модуль деформации E0 = β 1 + e0 = 0,81 + 0,91 = 22,5 МПа

m0 0,085

В соответствии с инженерно геологическими изысканиями и ГОСТом 25100-95 грунт является глиной тугопластичной. В соответствии с табл. 3 Приложения 3 СНиП 2.02.01-83 расчетное сопротивление этого грунта равно 251кПа. На основании проведенного анализа данный грунт может быть использован в качестве основания фундаментов.

Привязка сооружения (горизонтальная - на плане участка и вертикальная - на геологическом профиле)

На этом этапе необходимо привести краткую характеристику сооружения с указанием размеров в плане, высоты, конструктивной схемы и используемых материалов. Также на этом этапе сооружение размещается на приведенном в задании плане строительной площадки. Следует отметить, что в реальном проектировании привязка в плане, как и привязка по высоте происходит на

9

стадии архитектурного проектирования. В условиях учебного проектирования, студент самостоятельно размещает сооружение в пределах строительной площадки (размеры заданной площадки 110×40 метров), а также назначает отметку планировки, при этом надо стремиться к минимальному объему земляных работ (отметки горизонталей приведены на плане строительной площадки).

Определение глубины заложения.

В соответствии со СНиП 2.02.01-83(1995) глубина заложения фундаментов должна приниматься с учетом:

назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты; глубина заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;

существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории; инженерно-геологических условий площадки строительства (физикомеханических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.); гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения; глубины сезонного промерзания.

При наличии подвала глубина заложения фундамента принимается: при наличии бетонного пола на 0,3 метра ниже пола; при земляном поле на 0,5 метра ниже пола.

Все трубопроводы должны вводиться в здание через отверстия, предусмотренные в фундаментных стенах и ни в коем случае не под подошвой фундамента. Таким образом, исходя из возможной высоты фундаментной подушки, глубина заложения фундамента должна быть на 1 метр ниже нормативной глубины промерзания грунта. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение наружные сети и сооружения». Глубина заложения труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры.

При анализе инженерно геологических условий выбирается слой грунта способный воспринять нагрузки от проектируемого фундамента. При этом выбранный слой может располагаться на определенной глубине от поверхности планировки, фундамент же обязательно должен быть заглублен в несущий слой грунта не менее чем на 0,5 метра.

В зависимости от глубины сезонного промерзания грунта глубина заложения фундамента определяется по формуле:

где dfn - нормативная глубина промерзания;

kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооруже-

10