Проектирование фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КарГТУ

Кафедра строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине: "Механика грунтов, основания и фундаменты" для студентов специальности

5В074500 "Транспортное строительство"

Оразалы Е.Е., Утенов Е.С., Мухамеджанова А.Т.

Караганда - 2015

Содержание

1. Общие указания

2. Задание на курсовую работу

3. Состав и объем курсовой работы

4. Требования к оформлению курсовой работы

5. Порядок проектирования

5.1 Исходные данные для проектирования

5.2 Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

5.3 Описание основных физико-механических характеристик грунта

5.4 Расчет и проектирование свайного фундамента

5.4.1 Выбор типа свайного фундамента

5.4.2 Выбор глубины заложения подошвы ростверка и размеров свай

5.4.3 Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте

5.4.4 Определение числа свай в свайном фундаменте

5.4.5 Конструирование ростверка свайного фундамента

5.4.6 Проверка свайного фундамента на действие моментной нагрузки

5.4.7 Проверка напряжений под подошвой условного фундамента

5.4.8 Расчет осадки свайного фундамента

Литература

Приложения

1. Общие указания

Курсовая работа по дисциплине "Механика грунтов, основания и фундаменты" заключается в проектировании варианта фундаментов под конкретную несущую конструкцию гражданского или промышленного здания или инженерного сооружения в заданных инженерно-геологических условиях и расчете основания методами механики грунтов.

Выполнение курсовой работы базируется на использовании нормативных документов, технической, учебной и справочно-нормативной литературы, а также методических разработок кафедры. При этом настоящие методические указания не заменяют действующие ГОСТы, СНиПы, учебную и справочно-нормативную литературу, а также другие пособия и методические указания, выпущенные кафедрой. Курсовая работа должна выполняться строго в соответствии с выданным вариантом задания и защищаться перед комиссией из числа преподавателей кафедры.

2. Задание на курсовую работу

Вариант задания на курсовую работу принимается по двум последним

цифрам номера зачетной книжки. Исходные данные для выполнения курсовойй работы включают в себя:

- нагрузки на фундаменты, которые принимаются по последней цифре номера зачетной книжки (приложение А табл. А2);

- данные о физико-механических, прочностных и деформационных характеристиках грунтов по слоям. Характеристики первого слоя грунта принимаются одинаковыми для всех вариантов. Вариант второго и четвертого слоя выбирается по последней цифре номера зачетной книжки, вариант третьего слоя - по предпоследней цифре номера зачетной книжки (приложение А табл. А4). Допускается, в некоторых случаях, например, при выполнении курсовой работы по теме дипломного проекта или в составе НИРС выдача индивидуального задания на курсовую работу.

3. Состав и объем курсовой работы

Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом до 15 - 20 страниц текста и графической части на листе формата А3. Пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

1. Исходные данные для проектирования свайного фундамента.

2. Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства.

3. Расчет и проектирование свайного фундамента.

3.1. Выбор глубины заложения подошвы ростверка и размеров свай.

3.2. Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте.

3.3. Конструирование ростверка свайного фундамента.

3.4. Проверка свайного фундамента на действие моментной нагрузки.

3.5. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента.

3.6. Расчет осадки свайного фундамента.

В начале пояснительной записки помещается оглавление, в конце - перечень использованной литературы.

Графическая часть курсовой работы включает:

1. Характерные разрезы, узлы и детали: разрезы по фундаментам, узлы сопряжения фундаментов и фундаментных конструкций.

2. Указания по выполнению работ по устройству фундаментов.

При выполнении графической части на формате А3 рекомендуется использование программ AvtoCAD, Maya, Revit и др.

4. Требования к оформлению курсовой работы

Изложение текста должно быть кратким, с максимальным использованием таблиц и принятых сокращений. Такие структурные части работы как содержание, введение, список использованной литературы не нумеруются. Страницы, разделы, подразделы, рисунки, таблицы и формулы должны быть пронумерованы. Номера подразделов, рисунков, таблиц и формул состоят из номера раздела и их порядкового номера в пределах раздела, между которыми ставится точка. Расшифровку обозначений, используемых в формулах, необходимо приводить при их первом упоминании непосредственно под формулой в той же последовательности, в которой они приведены в формуле. Конечные значения показателей и параметров должны иметь размерность. Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 21.101-93; ГОСТ 21.001-93; ГОСТ 21.501-93. Работы, выполненные не в соответствии с заданием, не полностью разработанные или небрежно оформленные к защите не допускаются.

5. Порядок проектирования

5.1 Исходные данные для проектирования

На основании задания в пояснительной записке:

приводят величины действующих нагрузок на рассчитываемые фундаменты; инженерно-геологические условия строительной площадки.

5.2 Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства

При оценке инженерно-геологических условий площадки строительства устанавливают пригодность тех или иных грунтовых напластований к их использованию в качестве естественного основания фундаментов. При этом, должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях озеленения района застройки или рекультивации сельскохозяйственных угодий. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки включает в себя:

- построение инженерно-геологического разреза по двум скважинам, наиболее точно характеризующим грунтовые напластования в основании рассматриваемых фундаментов; строительство свайный фундамент

- качественную характеристику грунтовой толщи и оценку пригодности использования инженерно-геологических слоев в качестве естественного основания. Геологические разрезы строятся на листах миллиметровой бумаги формата А4 в масштабе 1:100 (вертикальный) и 1:200 или 1:500 (горизонтальный). Поверхность природного рельефа (NL) строится по устьям скважин. Абсолютные отметки устья скважин определяются методом интерполяции отметок горизонталей, указанных на плане строительной площадки. Мощности слоев откладываются по осям скважин, при этом мощность последнего слоя не ограничивается. Уровень грунтовых вод (WL) откладывается от отметок устьев скважин. При планировке площадки следует стремиться к нулевому балансу объемов подсыпки и срезки грунта и созданию уклона поверхности планировки (DL) 0,01 или 0,02. Пример построения геологического разреза приведен на рис. 5.1.

5.3 Описание основных физико-механических характеристик грунта

Описание основных физико-механических характеристик (удельный весминеральных частиц, удельный вес грунта; природная влажность w; влажность на границах пластичности wp и текучести wL), прочностных (угол внутреннего трения, удельное сцепление c) и деформационных (модуль деформации E) характеристик рекомендуется приводить в табличной форме либо выносить на геологический разрез. Для оценки строительных свойств каждого слоя (за исключением почвенно-растительного) определяются производные и классификационные характеристики:

5.4 Расчет и проектирование свайного фундамента

5.4.1 Выбор типа свайного фундамента

В зависимости от конструктивного решения сооружения и нагрузок

свайные фундаменты могут устраиваться в виде:

а) одиночных свай - под колонны или отдельно стоящие опоры при

вертикальной нагрузке на фундамент до 1000 кН;

б) кустов - под колонны с размещением двух и более свай, связанных с ростверком;

в) лент - под стены зданий и сооружений с расположением свай в один, два ряда или в шахматном порядке;

г) сплошного свайного поля - под тяжелые сооружения небольших размеров в плане, если по расчету ширина ростверка близка к шагу колонн. Вид применяемых в фундаменте свай (забивных, буронабивных, буроопускных и т.д.) зависит от грунтовых условий площадки и передаваемых на фундамент нагрузок. В курсовой работе рекомендуется в основном применять широко распространенные забивные призматические сваи.

5.4.2 Выбор глубины заложения подошвы ростверка и размеров свай

Глубину заложения подошвы ростверка назначают с учетом конструктивных особенностей подземной части здания (наличия подвала, технического подполья и т.д.), высоты ростверка и глубины сезонного промерзания грунтов.

Верх ростверков бесподвальных зданий принимается на 150 мм ниже планировочной отметки. В жилых и общественных зданиях с подвалом отметка подошвы ростверка под наружные стены равна отметке пола подвала, а под внутренние - отметка верха ростверка - отметке пола подвала. В производственных зданиях с подвалом отметка верха ростверка принимается равной отметке пола подвала. Глубина заложения подошвы ростверка, в зависимости от глубины сезонного промерзания грунтов, принимается в соответствии с требованиями для фундаментов мелкого заложения. Высота ростверка под стену принимается для предварительных расчетов равной 300 мм, ширина не менее 400 мм. В ростверках свайных фундаментов каркасных зданий устраивается стакан под колонну, при этом высота ростверка должна быть такой, чтобы слой бетона ниже дна стакана был не менее 400 мм. Размеры свай (длина и поперечное сечение) выбираются в зависимости от грунтовых условий строительной площадки и нагрузок на фундамент. Сваи по условиям работы в грунте (в зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижним концом) подразделяются на сваи стойки и висячие сваи. Сваи, которые передают нагрузку нижним концом на практически несжимаемые грунты, относят к сваям стойкам. Практически несжимаемыми считаются скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем и глинистые грунты твердой консистенции (IL < 0). Силы трения грунта по боковой поверхности свай стоек при расчете их несущей способности не учитываются.

Сваи, погруженные в сжимаемые грунты, относят к висячим. Висячие сваи передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом. Висячие сваи должны прорезать слабые грунты и заглубляться в малосжимаемые на величину не менее:

- в крупнообломочные грунты и пески крупные и средней крупности, а также в глинистые с показателем текучести IL х 0,1 на глубину не менее 0,5 м;

- в прочие виды нескальных грунтов - 1 м. Предварительная длина висячих свай принимается с учетом этих требований в пределах 3-12 м с шагом 0,5 м, а размеры сечения от 20х20 см до 40х40 см. При выборе размеров свай следует исходить из того, что почти всегда (за исключением особых условий) рациональнее применять фундамент с меньшим числом длинных свай, чем фундамент с большим числом коротких свай. Окончательные размер свай уточняют после расчета их несущих способностей и определения количества свай в ростверке. Длина свай назначается с учетом заделки в ростверк и должна быть увязана с типовой длиной [6] или табл. 5.2 [12]. Сопряжение сваи с ростверком может быть шарнирным или жестким. При шарнирном сопряжении заделка сваи в ростверк осуществляется на 5-10 см. Жесткое сопряжение свай с ростверком предусматривается при расположении свай в слабых грунтах (рыхлых песках, глинистых грунтах текучей консистенции и т.д.) при действии на фундамент нагрузки с большим эксцентриситетом или при значительных горизонтальных нагрузках. В этом случае величина заделки сваи в ростверк должна быть не менее 30 см (из них на 25 см оголяется арматура).

5.4.3 Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте

Несущую способность свай-стоек определяют по формуле

Литература

1. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация. - М.: Транспорт, 1982.

2. ГОСТ 24476-80. Фундаменты железобетонные сборные под колонны каркаса межвидового применения для многоэтажных зданий. Технические условия. - М.: ЦИТП, 1989.

3. ГОСТ 28737-90. Балки фундаментные железобетонные для стен зданий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1991.

4. ГОСТ 13580-85. Плиты железобетонные ленточных фундаментов. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1994.

5. ГОСТ 13579-78. Блоки бетонные для стен подвалов Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1994.

6. ГОСТ 19804-91. Сваи железобетонные. Технические условия.

7. СНиП РК 5-01-01-2002 Основания зданий и сооружений.

8. СНиП РК 5.0103-2002 Свайные фундаменты.

9. СНиП РК 5.03-2005 Бетонные и железобетонные конструкции.

Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНпП 2.02.01-83). - М.: Стройиздат, 1986. 415с.

11. Веселов В.А. проективание оснований и фундаментов М.: Стройиздат, 1990. - 303 с.

12. Основания и фундаменты. Справочник / Г.И. Швецов, И.В. Носков, А.Д. Слоблдян, Г.С. Госьков; Под ред. Г.И. Швецова. - М.: Высш. Шк., 1991. - 383 с.

13. Основания, фундаменты и подземные сооружения / М.И. Горбунов-Посадов, В.И. Ильичев, В.И. Крутов и др. / Под общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с. - (Справочник проектировщика).

14. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. - Л.: Стройиздат, 1988. - 417 с.

15. Зоцнко М.Л., Коваленко В.І., Хідобок В.Г., Яковлев А.В. Інженерна геологія, механіка грунтів, основи і фундаменти. К.: Вища школа, 1992. - 400 с.

16. Цытович Н.А. Механика грунтов (Краткий курс). - М.: Высш.школа, 1983. - 288 с.

17. Шутенко Л.Н., Гильман А.Д., Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты: курсовое и дипломное проектирование. - К.: Вища школа, 1989. - 238 с.

Приложения

Приложение А

Рассмотрено на заседании Одобрено учебно-методическим бюро

кафедры СиЖКХ АСФ

Протокол №

« » _ _2015г.Председатель учебно-методического бюро АСФ

Протокол №____________Орынтаева Г.

Зав. каф. СиЖКХ

___________Утенов Е.С.«____» ____________2015г.

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Механика грунтов, основания и фундаменты" для студентов специальности

5В074500 "Транспортное строительство"

Разработали: Оразалы Е.Е.

Утенов Е.С.

Мухамеджанова А.Т.

Редактор _______________

( Ф.И.О.)

Подписано к печати ________ Формат ___________

Тираж ________ экз.

Объем _______уч. изд. л. Заказ №_____ Цена

договорная

Печатно-множительные мастерские КарГТУ, Караганда, Бульвар Мира, 56

Размещено на Allbest.ru