Введение

Методические указания предназначены для бакалавров строительных специальностей при выполнении курсовой работы по дисциплине «Основания и фундаменты».

Цель курсовой работы состоит в приобретении студентами практических навыков по дисциплине «Основания и фундаменты» на примере проектирования ленточных фундаментов на естественном основании под стены зданий.

Курсовая работа разрабатывается каждым студентом на основе индивидуальных исходных данных, приведенных в настоящих методических указаниях. В курсовой работе предусматривается выполнение следующих разделов:

1. Оценка инженерно-геологических условий площадки.

2. Сбор действующих нагрузок.

3. Проектирование фундаментов мелкого заложения.

4. Оформление курсовой работы:

- графическая часть;

- пояснительная записка.

Настоящие методические указания призваны облегчить выполнение курсовой работы, научить студентов пользоваться нормативной и технической литературой по вопросам проектирования фундаментов зданий, применять ЭВМ (программа «Foundation»).

В курсовой работе расчет фундаментов производится на вертикальные нагрузки как центрально-нагруженных. Расчет стен подвала на горизонтальные нагрузки от активного давления грунта в целях снижения трудоемкости не рассматривается.

При выполнении всех расчетов необходимо использовать нормативную, справочную и учебную литературу. Графическую часть курсовой работы (чертежи, схемы, эпюры, таблицы) следует выполнять в соответствии с требованиями стандартов СПДС, ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД и др. Текстовая часть работы должна быть оформлена в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-79 «Общие требования к текстовым документам», ГОСТ 7.1 «Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления».

Методические указания не являются нормативно-справочными документами, ссылки на них в курсовой работе не допускаются.

Расчеты в курсовой работе выполняются с применением системы единиц СИ.

1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

1.1. Построение инженерно-геологического разреза

Исходными данными для оценки грунтовых условий строительной площадки служат материалы инженерно-геологических изысканий. Схема расположения скважин и контур здания показаны на рис. П.1.1, а результаты инженерно-геологических изысканий приведены в задании на курсовое проектирование (табл. П.1.4, П.1.5) в виде вариантов.

По исходным данным к курсовой работе строится инженерно-геологический разрез площадки строительства. Подробнее построение инженерно-геологического разреза рассмотрено в учебном пособии [9]. Пример инженерно-геологического разреза приведен в прил. 2.

1.2. Оценка грунтов основания

Оценку грунтов основания рекомендуется выполнять послойно сверху вниз, используя схему грунтов основания, построенную по оси проектируемого фундамента.

В первом приближении расчетное сопротивление грунтов R определяется как для бесподвальных зданий по формуле

, (1)

где ,– коэффициенты условия работы [1, табл. 3] в зависимости от типа грунта и конструктивных особенностей здания;k – коэффициент, принимаемый из условия определения характеристик грунта. Для характеристик грунтов, полученных непосредственными испытаниями, k = 1; М_γ, М_q, М_с – коэффициенты, принимаемые по [1, табл. 4] в зависимости от угла внутреннего трения грунта; b – ширина подошвы фундамента, для оценки грунтов основания рекомендуется принять равной 1,0 м; k_z – коэффициент, принимаемый при ширине подошвы фундамента менее 10 м k_z = 1; при ширине более 10 м принимается k_z = z₀ / b + 0,2, где z₀ = 8 м; d₁ – глубина заложения фундамента бесподвального здания; при оценке грунтов основания рассчитывается на глубине 2,5...4,5 м от уровня планировки (DL) с шагом по глубине 1,0 м, а также на кровлях слоев грунтов); – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (осреднение производить на глубинуz = b / 2 ниже подошвы фундамента); – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента.

Осредненное значение удельного веса грунта ниже подошвы фундамента определяют с учетом следующих особенностей гидрологических условий:

1. Если уровень подземных вод WL находится ниже отметки подошвы фундамента FL и ниже глубины z = b / 2 (рис. 1, а), то взвешивающее действие воды не учитывается, и значение определяется по формуле

, (2)

где – плотность грунта (см. табл. П.1.4);g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

2. Уровень WL в пределах b / 2 от подошвы фундамента FL (рис. 1, б). В таком случае определяется как средневзвешенное значение по формуле

, (3)

где – плотность грунта с учетом взвешивающего действия воды,

, (4)

здесь – плотность частиц;е – коэффициент пористости грунта (см. табл. П.1.4); – плотность воды.

3. Уровень WL находится выше подошвы фундамента. Тогда приравниваетсяи определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле (4).

4. Подошва фундамента находится в слое водоупора. Водоупором считаются суглинки и глины с показателем текучести I_L < 0,25. В таких грунтах взвешивающее действие воды не учитывается.

Осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы фундамента рассчитывается как средневзвешенная величина в пределах отDL до FL (рис. 1, в) согласно формуле

, (5)

где h₂ = d_w – d₁; h₃ = d₁ – d_w; d_w – расстояние от уровня планировки до уровня грунтовых вод.

а)

б)

в)

Рис. 1. Схемы к расчету удельного веса грунта:

а  ниже подошвы фундамента при уровне WL ниже FL и глубины z = b / 2;

б  ниже подошвы при WL в пределах b / 2; в  выше подошвы фундамента

Значение R рассчитывается на глубине 2,5...4,5 м от уровня планировки с шагом по глубине 1,0 м, а также на кровле каждого слоя грунта. Полученные значения расчетных сопротивлений грунтов R₂…R_n, а также соответствующие модули деформаций Е₂…Е_n следует указать на схеме (рис. 2).

Рис. 2. Схема для оценки грунтов основания

По значениям R и Е производится анализ инженерно-геологических условий строительной площадки, т.е. оценивается каждый слой грунта по прочности и деформативности. По результатам анализа определяются несущий слой основания и впоследствии глубина заложения фундамента. Необходимо помнить, что величина расчетного сопротивления грунта зависит не только от его физико-механических характеристик, но и от других параметров [1, п.2.41].