МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

КАФЕДРА ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до розрахунково-графічної робіти і практичних занять з дисципліни «Ефективні конструкції фундаментів» для студентів освітньо-кваліфікаційного рівня «Спеціаліст»

спеціальності 7.06010101 «Промислове і цивільне будівництво»

ОДЕСА - 2012

УДК.624.155. УДК 624.155.

«ЗАТВЕРДЖЕНО»

Вченою радою факультету ГТБ ОДАБА

Протокол № 3 от 1.11. 2012 г

Укладачі: к.т.н. п.- проф. Новський О.В.

к.т.н. доц. Барчукова Т.М.

к.т.н. доц. Суходоєв Ю.Ф.

ст. виклад. Єресько О.Г.

Рецензенти:

к.т.н. , доцент кафедри архітектурних конструкцій

Одеської державної академії будівництва та

архітектури Плахотний Г.Н.

к.т.н. , доцент кафедри морських, річкових портів ,

водних шляхів ті їх технічної експлуатації

Одеського національного морського університету Бугаєва С.В.

Відповідальний за випуск: завідуючий кафедрою основ

і фундаментів, к.т.н. п.- проф. Новський О.В.

Вступ..........................................................................................................	4
1. Склад, об`єм і оформлення розрахунково-графічної роботи......	4
2. Практична робота № 1. Розрахунок пальового фундаменту з пірамідальних паль Метод ДБН В.2.1.-10-2009 Заміна № 1......	5
3. Практична робота № 2. Розрахунок пальового фундаменту з пірамідальних паль. Метод Одеського інженерно-будівельного інституту (ОИСИ)..................................................	11
4. Практична робота № 3. Проектування фундаментів на піщаній подушці...........................................................................................	18
5. Практична робота № 4. Проектування фундаменту у витрамбованому котловані............................................................	26
Додаток 1. Показники фізико-механічних властивостей ґрунтів будівельного майданчика та геологічний розріз..........................	36
Додаток 2. Розрахункова схема споруди та навантаження на фундаменти.......................................................................................	47
Додаток 3. Бібліографія............................................................................	53

ЗМІСТ

Вступ

Мета виконання розрахунково-графічної і практичних робіт – розширення і поглиблення знань студентів при підготовці спеціалістів, закріплення теоретичного матеріалу, який вивчається у курсі лекцій з дисципліни «Ефективні конструкції фундаментів», а також аналіз досліджень, проведених в останні роки в галузі фундаментобудування, у тому числі на кафедрі основ і фундаментів ОДАБА, і практичне їх застосування.

Методичні вказівки включають в себе дані для виконання розрахунково-графічної роботи і чотирьох практичних робіт. У практичних роботах виконують: розрахунок пальових фундаментів із пірамідальних паль, фундаментів у витрам-бованому котловані, а також проектування фундаментів на піщаній подушці.

1. Склад, об'єм і оформлення розрахунково - графічної роботи

Для виконання розрахунково - графічної роботи (РГР) студенту видається завдання у вигляді вихідних даних, в яких мають бути висвітлені наступні відомості:

а) дані про будівельний майданчик (інженерно-геологічний розріз в межах поперечного або поздовжнього розрізу будівлі чи споруди, показники основних фізико-механічних характеристик ґрунтів, відомості про підземні води) - додаток 1;

б) розрахункова схема споруди та навантаження на фундаменти - у додат-

ку 2.

РГР повинна вміщувати пояснювальну записку з усіма розрахунками і розрахунковими схемами об'ємом 10 – 18 стандартних сторінок формату А-4 (210x297 мм);

Склад розрахунково-пояснювальної записки:

• вступ;

• розрахунок одного з пальових фундаментів (з практичної роботи №1; 2; або 4);

• розрахунок піщаної подушки (практична робота №3).

• список використаної літератури.

Оформлення пояснювальної записки.

Пояснювальна записка повинна бути, написана на одній стороні стандартного аркуша паперу чітким почерком. По краях залишають поля: зліва – 25 мм, справа – 10 мм, зверху і знизу - по 20 мм. Текст записки розділяється на розділи. Всі сторінки записки повинні мати скрізну нумерацію. Припускається друкування в електронному вигляді.

Записка ілюструється необхідними кресленнями, графіками і схемами, виконаними в зручному масштабі з усіма розмірами, абсолютними або відносними позначками. Рисунки і схеми бажано виконувати на міліметрівці і супроводжувати підписами, а таблиці - надписами. Рисунки і таблиці нумеруються в межах кожного розділу двійними цифрами (наприклад: 2 . 5 - другий розділ, п’ятий рисунок). Посилки на них в тексті приводяться в круглих дужках, наприклад: (рис. 3 . 5) або (табл. 4.1). Посилки на літературні джерела приводяться в квадратних дужках, наприклад: [5].

В пояснювальній записці спочатку наводять розрахункові формули, а потім проставляються відповідні числові значення. Всі числові значення одержані в результаті розрахунків, повинні мати відповідну розмірність в Міжнародній системі одиниць (СІ) .

2. Практична робота № 1. Розрахунок пальового фундаменту з пірамідальних паль. Метод дбн в.2.1-10-2009 Зміна №1

Несуча здатність F_d, кН пірамідальної палі з нахилом бічних граней

і_р ≤ 0,025 визначається за формулою:

F_d =_c [RA + h_i (u_if_i + u_0,i і_р Е_i k_i ζ_r)], ( 2.1)

де: і_р – нахил бічних граней палі в частках одиниці;

ζ_r - реологічний коефіцієнт, приймається 0,8;

и_і – периметр і-го перерізу палі, м;

_с – коефіцієнт умов роботи палі в грунті, _с =1;

R – розрахунковий опір грунту під підошвою палі, кН / м², визначається за таблицею 2.1;

А – площа поперечного перерізу палі брутто, м²;

h_і – товщина і-го шару грунту, дотичного з бічною поверхнею палі, м;

u_0,i – сума розмірів сторін і-го поперечного перерізу палі, м, які мають нахил до осі палі;

k_i – коефіцієнт, що залежить від виду ґрунту і приймається за

таблицею 2.3;

Е_i – модуль деформації і-го шару грунту навколо бічної поверхні палі, кПа, який визначається за результатами компресійних випробувань, МПа;

f_i – розрахунковий опір грунту зрушенню на бічній поверхні палі, кН / м², визначається за формулою:

f_i = _zg,_i (2.2)

де: _zg,_i - напруження від власної ваги грунту в середині і - го розрахунхового шару грунтової основи, кПа;

ν_і - коефіцієнт Пуассона грунту всередині і -го розрахункового шару грунтової основи.

Для попередніх розрахунків допускається f_i приймати за таблицею 2.2 в залежності від глибини залягання шару і показника текучості грунту.

При розрахунку пірамідальних паль із нахилом бічних граней і_р > 0,025, допускається приймати значення і_р = 0,025

Таблиця 2.1. (Таблиця Н.2.1 [5])

Значення розрахункового опору під підошвою паль

Глибина підошви палі від позначки природного рельє- фу, zn, м	Розрахунковий опір грунту під підошвою палі R, кПА
	піщаних грунтів середньої щільності
	гравій-них		крупних	-		середньої крупності	мілких	пилу-ватих	-
	пилувато-глинястих грунтів при показнику текучості ΙL
	0	0,1			0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
3	7500	6600/4000			3000	3100/2000	2000/1200	1100	600
4	8300	6800/5100			3800	3200/2500	2100/1600	1250	700
5	8800	7000/6200			4000	3400/2800	2200/2000	1300	800
7	9700	7300/6900			4300	3700/3300	2400/2200	1400	850
10	10500	7700/7300			5000	4000/3500	2600/2400	1500	900
15	11700	8200/7500			5600	4400/4000	2900	1650	1000
20	12600	8500			6200	4800/4500	3200	1800	1100
25	13400	9000			6800	5200	3500	1950	1200

Примітка. Над рисою надані значення R для піщаних грунтів, під рисою -

пилувато-глинястих.

Таблиця 2.2. (Таблиця Н.2.2 [5])

Розрахунковий опір по бічній поверхні забивних паль

Глибина середини умовного шару від позначки природного рельєфу, zi, м	Розрахунковий опір грунту по бічній поверхні палі fi, кПа
	піщаних грунтів середньої щільності
	середньої крупності		мілких		пилува-тих		-		-		-		-
	пилувато-глинястих грунтів при показнику текучості ΙL
	0,2	0,3		0,4		0,5		0,6		0,8		1,0
2	42	30		21		17		12		5		4
4	53	38		27		22		16		8		5
6	58	42		31		25		18		8		6
8	62	44		33		26		19		8		6
10	65	46		34		27		19		8		6
15	72	51		38		28		20		8		6
20	79	56		41		30		20		8		6

Примітка. При визначені розрахункових опорів грунтів на бічній поверхні паль f_i пласти

грунтів слід розділяти на однорідні шари товщиною не більш 2 м.

Таблиця 2.3. (Таблиця Н.2.4 [5])

Значення коефіцієнта k_i

Грунти	Коефіцієнт ki
Піски і супіски	0,5
Суглинки	0,6
Глини при: Iр = 0,18 Iр = 0,25	0,7 0,9

Примітка. Для глин із числом пластичності 0, 18˂ I_р ˃ 0,25 значення коефіцієнта k_i

визначають інтерполяцією.

Розрахункове навантаження, що допускається на палю:

P=N (2.3)

де : - частина постійного навантаження в сумарному (в частках одиниці).

Кількість паль у кущі:

(2.4)

де: 1 для позацентрово завантажених фундаментів.

Мінімально допустима відстань між сусідніми палями:

(2.5)

де: – приймається залежно від величини , _ср (таблиця 2.4).

Таблиця 2.4

Значення коефіцієнта

Град	14	16	18	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	40	42
	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,7	2,8	2,9	3,1	3,2	3,4	3,65	3,8

Висота ростверка в плані:

де: – висота стакану, м.

Фактичне розрахункове навантаження на палю:

Р_ф = ∑ / n + (М_х · y) / ∑· y_i² + (М_y · х) / ∑ х_i² ≤ Р (2.6)

Приклад 2.1. Розрахувати фундамент під середню колону клубу. Переріз колони 400 400 мм.

Схема до розрахунку фундаменту наведена на рис. 2.1. Навантаження на позначці 0,00: N

Грунтові умови: Шар 1: Насипний шар товщиною 1,7 м; Шар 2: Суглинок товщиною 1,9 м; Шар 3: Суглинок товщиною 6,2 м; Рішення: Приймаєм палю СП 4 – 40 – 20 перерізом зверху 40 40 см,

знизу 20 20 см і довжиною 4м (таблиця 2.5).

Приймаємо ростверк висотою 1,4 м, його підошва розташована на відмітці – 1,4 м. Довжина палі нижче підошви ростверка

1,400

Рис. 2.1. Схема до розрахунку пальового фундаменту з пірамідальних паль під колону.

Верхня частина палі довжиной знаходиться в шарі 1, який не може бути природною основою. Тому у разрахунках враховуєм лише частину палі в шарі 2 ( ) і в шарі 3 ( ).

Для визначення несучої здатності палі необхідні проміжні величини (табл. 2.1):

Розмір сторони перерізу палі в рівні покрівлі шару 2:

Розмір сторони перерізу палі в рівні підошви шару 2:

Периметр у середині шарів 2 і 3:

Інші параметри: приймаєм

Несуча здатність палі:

Розрахункове навантаження, що допускається на палю:

р =

Кількість паль у фундаменті:

n = (310+310·0,1) / 356 = 0,96; приймаєм одну пірамідальну палю.

Вага ростверку: =31.7 кН

Фактичне навантаження на палю складає:

Умова розрахунку пальового фундаменту за несучою здатністю грунту основи виконана.

Контрольні питання до роботи №1.

1. Написати формулу для визначення несучої здатності пірамідальної палі (F_d).

2. Формула для визначення розрахункового опору ґрунту зсуву по бічній поверхні палі (f_i).

3. Формула, за якою визначається кількість паль у кущі.