Министерство образования Российской Федерации

Красноярская государственная архитектурно-строительная академия

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 290500 "Городское строительство и хозяйство" Внимание! Задание на проектирование фундаментов для студентов специальности 2070102 -У (290300-У) выдается на установочной лекции или на консультациях.

Красноярск 2000

УДК 624.124 ББК 38.58 Основания и фундаменты: Методические указания к курсовому проек­тированию для студентов специальности 290500 "Городское строительство и хозяйство".- Красноярск: КрасГАСА, 2000.- 52с.

Составил О.М. Преснов

Печатается по решению редакционно-издательского совета академии

© Красноярская государственная архитектурно-строительная акаде­мия, 2000

3

Введение

Проектирование оснований и фундаментов заключается в выборе основания, типа конструкции и основных размеров фундамента и в их совместном расчете как одной из частей сооружения. Эта, на первый взгляд, простая задача имеет ряд особенностей, значительно осложняющих ее решение.

Основание, фундамент и наземная конструкция неразрывно связаны, влияют друг на друга и должны рассматриваться как единая сис­тема. Деформация и устойчивость грунтов зависят от особенности приложения нагрузки, размеров и конструкции фундамента и всего сооружения. В свою очередь, основные размеры фундамента и конструктивная схема сооружения определяются геологическим строением сжимающих грунтов, а также воспринимаемым давлением. Задача осложняется еще и особенностями строительной площадки и условиями производства работ, причем для одной и той же площадки могут быть приняты несколько вариантов решений.

Целью данных методических указаний является научить студентов делать оптимальный выбор конструкции фундамента с помощью вариантного проектирования.

В работе приводится необходимый справочный материал, а также инструкции по расчетно-графическому оформлению вариантов и пояснительной записки.

1. Задание на проектирование

На основании исходных данных студенты разрабатывают 2 вида фундаментов: мелкого заложения (столбчатый) и свайный под колонну промышленного здания. По результатам технико-экономического сравнения вариантов производят окончательный выбор фундамента.

Необходимые данные (нагрузки на обрез фундамента и грунтовые условия площадки строительства) берутся из табл. 1 и табл. 2 по указанию преподавателя.

Расчет основания столбчатого фундамента выполняют по II-ой группе предельных состояний (по осадкам), а тела фундамента - по I-ой группе.

Расчет свайного фундамента ведут по I-ой группе предельных состояний. В случаях, когда свайный фундамент расположен в слабых грунтах, производится расчет основания по II-ой группе предельных состояний.

7

2. Проектирование столбчатого фундамента

Рекомендуется следующая последовательность операций при проектирова­нии столбчатого фундамента:

оценка инженерно-геологических условий площадки строительства;

назначение глубины заложения фундамента;

предварительное определение размеров подошвы фундамента и его веса;

приведение нагрузки к подошве фундамента;

установление расчетного сопротивления грунта основания;

проверка соблюдения условий расчета по деформациям и корректировка разме­ров подошвы фундамента;

проверка давления на кровлю слабого слоя;

определение средней осадки основания фундамента методом послойного сумми­рования;

конструирование фундамента, расчет его железобетонной конструкции;

определение объемов работ и стоимости столбчатого фундамента;

сравнение предлагаемого решения с типовым;

оформление чертежа и расчетно-пояснительной записки.

2.1. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Проектирование начинается с ознакомления с грунтовыми условиями, расчета показателей, заполнения формы (табл. 3). При этом необходимо руководствоваться следующими рекоменда­циями.

Число строк в таблице должно соответствовать числу слоев грунта в задании. При на­личии уровня подземных вод, находящегося в водопроницаемом слое, число строк увеличивают на одну, чтобы обозначить части слоя грунта, находящегося над и под горизонтом подземных вод. В последнем случае грунт считается насыщенным водой, т.е. коэффициент водонасыщения грунта S_r=1.

Физические характеристики грунта находят по формулам. Например, если заданы значения коэффициента пористости e и влажности w, то определяют последовательно плотности грунта ρ_d =ρ_s/(1+e) и ρ=ρ_d(1+w). Затем определяют S_r = wρ_s/eρ_w, где ρ_s - плотность частиц грунта, значение которой принимают для песчаных и крупнообломочных грунтов равным 2,66 т/м³, для пылевато-глинистых грунтов равным 2,7 т/м³; - плотность воды (равна 1 т/м³).

При заданном значении ρ и w находят и е по формулам _d = /(1+w) ,

е = (_s- _d)/ _d , далее – S_r.

9

Для грунтов, находящихся выше уровня подземных вод, а также для водонепроницаемых грунтов (ил , суглинок , глина), расположенных под водой удельный вес рассчитывают по формуле , где - ускорение свободного падения.

В тех случаях, когда водопроницаемый грунт расположен ниже горизонта подземных вод, определяют удельный вес с учетом взвешивающего действия воды γ_sb по формуле _sb = g(_s – 1) / (1 + e).

Для водонепроницаемых грунтов дополнительных значений не находят, заносят значения , γ, с, φ , E . В остальных случаях ставится прочерк.

Полное наименование грунта принимают для песчаных грунтов в зависимости от плотности сложения (табл.4) и степени влажности (табл.5), для глинистых - по показателю текучести (табл.6), который определяют по формуле J_L = (w-w_Р)/(w_L-w_P), где w_L и w_P – влажности соответственно на границе текучести и на границе пластичности.

Нормативные значения характеристик с_II, φ_II, E принимают по табл.7 и табл.8, если отсутствуют данные полевых или лабораторных испытаний грунтов.

Расчетное сопротивление грунта R_o для предварительного определения размеров подошвы фундамента принимают по табл.9.

На основании анализа свойств и характеристик грунтов дается оценка грунтовых условий для учета их при последующем проектировании фундамента. Оценочные критерии приводятся в пояснительной записке под таблицей с расчетными характеристиками грунта.