New ФУНДАМЕНТЫ - rgotups.ruold · 2014. 12. 1. · 1 65- 1 69, 1 78- 1 80; 8, с . 20-24]. Освоив теоретический материал этого раздела

МПС РОССИИРОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Мо с к в а – 2 0 0 3

24/5/6Одобрено кафедрой

«Здания и сооруженияна транспорте»

Утвержденодеканом факультета

«Транспортные сооруженияи здания

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ

Рабочая программаи задание на курсовой проектс методическими указаниямидля студентов IV курса

специальности

290300 ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕСТРОИТЕЛЬСТВО (ПГС)

32

Российский государственный открытый техническийуниверситет путей сообщения Министерства путей сообщенияРоссийской Федерации, 2003

С о с т а в и т е л ь : д-р техн. наук, проф. В.Л КУБЕЦКИЙ

Р е ц е н з е н т: канд. геолого-минералогических наук, доцент С.Н. ЕМЕЛЬЯНОВ

Курс — IV. Семестры — 7, 8.Всего часов — 150. Лекционные занятия — 12 ч.Практические занятия — 12 ч.Курсовой проект — 1.Самостоятельная работа — 81 ч.Экзамен — 8 семестр

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель преподавания дисциплины

В учебном плане подготовки инженеров по специальнос-ти “Промышленное и гражданское строительство” дисцип-лина “Основания и фундаменты” является специальной.Целью преподавания дисциплины “Основания и фунда-

менты” является подготовка высококвалифицированногоспециалиста с необходимым диапазоном знаний в областирасчета и конструирования различных типов фундаментовсооружений промышленного и гражданского назначения,расчета грунтовых оснований по предельным состояниям.Изучаются различные типы фундаментов, методы расче-

та и конструирования фундаментов различных типов и ихоснований в различных инженерно-геологических условиях.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Изучив дисциплину, студент должен:Знать и уметь использовать:тенденции развития научно-технического прогресса в

области оснований и фундаментов, основы теории проекти-рования оснований и фундаментов по предельным состояни-ям; конструкции фундаментов зданий и сооружений в раз-личных отраслях народного хозяйства.Владеть:основами расчета оснований и конструирования фунда-

ментов различных типов в соответствии с требованияминормативных документов.

54

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Введение

Содержание курса и его связь с другими дисциплинами.Основные понятия и определения. Задачи дисциплины дляпроектирования и строительства зданий и сооружений раз-личного назначения. Исторический обзор развития дисцип-лины. ГОСТы и СНиПы, международные стандарты.

2.2. Основные положения проектированияоснований и фундаментов

Типы оснований и фундаментов и область их применения.Вариантность решений при проектировании фундаментов.Технико-экономические факторы, определяющие выбортипа оснований, вида и глубины заложения фундаментов.Материалы, необходимые для проектирования фундамен-тов [2, с. 397-403; 4, с. 16,17; 5, с. 31-35].Основные положения проектирования оснований по предель-

ным состояниям. Виды предельных состояний оснований.Виды деформаций зданий и сооружений. Деление зданий

и сооружений в зависимости от их жесткости и чувстви-тельности к неравномерным осадкам [2, с. 192-211].

Вопросы для самоконтроля

1. Как производится выбор вариантов фундаментов?2. Назовите основные принципы расчета фундаментов по

предельным состояниям.

2.3. Фундаменты, возводимыев открытых котлованах

2.3.1 Конструкция фундаментов мелкого заложения

Материалы фундаментов. Виды и конструкции фунда-ментов мелкого заложения на естественных основаниях(отдельные, ленточные, перекрестные, сплошные, массив-ные — монолитные и сборные). [2, с. 228-233; 4, с. 17-16; 6,с. 39-57].

2.3.2 Нагрузки и воздействия

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах осно-ваний. Нормативные и расчетные нагрузки и их сочетанияпри проектировании оснований по предельным состояниям[2, с. 9-10; 6, с. 67,68].

2.3.3 Распределение напряжений в основаниях

Распределение напряжений от спрямоугольной нагрузки(пространственная задача). Определение напряжений в слу-чае плоской задачи при полосообразной нагрузке. Напряже-ние от собственного веса грунта в однородном, слоистомоснованиях и при наличии грунтовых вод [3, с.100-118; с.74-108; 4, с.65-70; 6, с.60-67].

2.3.4 Глубина заложения фундаментов

Определение минимальной глубины заложения фундамен-тов в зависимости от геологических условий, сезонногопромерзания грунтов, конструктивных и эксплуатационныхособенностей сооружений [2, с. 212-219; 4, с. 32-41; 5, с. 68-73; 8, с. 5-7].

2.3.5 Расчет оснований по деформациям

Расчетное сопротивление грунтов основания. Определе-ние основных размеров жестких фундаментов при действиицентральной и внецентренной нагрузок. Расчет размеровподошвы фундамента при наличии подвала [2, с. 22-247; 4,с. 41-61; 5, с. 79-83; 7, с. 8-9].

76

Расчет осадок оснований методом послойного суммиро-вания и методом эквивалентного слоя. Определение осадкифундамента во времени при фильтрационной консолидации.Расчет крена сооружений [2, с. 119-136,220; 4, с. 70-73,78-80, 104-109; 5, с. 83-92; 7, с. 28-33].Основные положения проектирования гибких фундамен-

тов. Методы местных и общих деформаций [2, с. 247-252; 4,с. 140-143; 5, с. 132-146].Основные принципы конструирования различных типов

фундаментов. Защита подвалов и подземных сооружений отподтопления грунтовыми водами. Защита фундаментов истен от агрессивного действия грунтовых вод [2, с. 233-237;4, с. 28-31].

Далее выполните следующую работу:Запроектируйте первый вариант — фундамент на естествен-

ном основании согласно заданию курсового проекта [1].


1. От чего зависит и как определяется глубина заложенияфундаментов?

2. Что такое расчетное сопротивление грунта основания? Откаких характеристик грунтов зависит эта величина?

3. Как определяются размеры подошвы фундаментов?Какие методы расчета осадок применяются при проектиро-вании фундаментов? Чем они отличаются друг от друга?

4. Какие факторы влияют на величину осадки?5. Какова последовательность расчета фундаментов мел-

кого заложения?6. Какие методы гидроизоляции подвалов применяются в

зависимости от уровня грунтовых вод?

2.4. Свайные фундаментыОсновные определения. Виды конструкций и классифика-

ция свай. Типы свайных фундаментов. Условия примененияразличных видов свай и свайных фундаментов (предвари-тельно изготовленные сваи, погружаемые в грунт; сваи,

изготовляемые в грунте). Деформация грунтов вокруг сваипри ее погружении [2, с. 252-262; 4, с. 143-148; 5, с. 156-165].Условия работы свай-стоек и висячих свай. Определение

несущей способности сваи-стойки по грунту. Определениенесущей способности свай по материалу. Различные мето-ды определения несущей способности одиночной висячейсваи по грунту: практический метод (СНиП); по даннымпробной забивки (динамический метод); при испытаниях ста-тической нагрузкой [2, с. 262-280; 4, с. 148-159; 8, с. 6-12].Расчет свайных фундаментов с низким ростверком. Про-

ектирование центрально и внецентренно нагруженных свай-ных фундаментов с низким ростверком. Сопротивлениесвай горизонтальным нагрузкам, расчет свайных фунда-ментов на горизонтальную нагрузку. Расчет свайных фун-даментов по предельным состояниям. Расчет и конструиро-вание свайных ростверков [2, с. 281-290; 4, с. 159-172, 177-182; 5, с. 165-169, 178-180; 8, с. 20-24].Освоив теоретический материал этого раздела, Вы должны

приступить к проектированию второго варианта — свайногофундамента согласно заданию курсового проекта [1].


1. Как классифицируются сваи по характеру работы, из-готовлению и способам погружения?

2. Какие существуют методы расчета несущей способно-сти одиночных свай?

3. Как производится проверка свайного фундамента напрочность грунта в плоскости нижних концов сваи?

4. Что такое “отказ”, “отдых” свай?5. Какова последовательность расчета свайных фунда-

ментов?

2.5. Фундаменты глубокого заложенияиз тонкостенных оболочек, буровых опор,

опускных колодцев

Условия и особенности работы свай-оболочек, тонко-стенных железобетонных оболочек, буровых опор, опуск-

98

ных колодцев. Сваи-оболочки: конструкция, расчет, произ-водство работ [2, с. 330-336].Буровые опоры большой грузоподъемности, сооружаемые под

глинистым раствором колонковым бурением. Конструкция иособенности производства работ. Сборные опускные колодцы.Конструкции и возведение сборных опускных колодцев в тик-сотропных рубашках. Общее представление о массивных опу-скных колодцах [2, с. 325-330; 5, с. 351-356, 366-373].


1. В каких отраслях строительства применяют фундамен-ты глубокого заложения?

2. Каковы конструктивные особенности фундаментовглубокого заложения?

3. Как осуществляется погружение тонкостенных оболо-чек и массивных опускных колодцев?

2.6. Методы преобразования строительных свойствоснований

Замена слабых грунтов в естественных основаниях. Ус-тройство песчаных и гравелистых подушек. Улучшениеусловий работы грунтов оснований. Устройство шпунто-вых ограждений и боковых пригрузок около фундаментов[2, с. 296-307; 4, с. 182-188].Механические методы улучшения грунтов оснований.

Уплотнение грунтов поверхностным тромбованием, глубин-ным уплотнением и песчаными сваями. Уплотнение слабыхглинистых грунтов вертикальным дренированием [2, с. 299-307; 4, с. 188-200; 5, с. 298-310].Методы закрепления слабых грунтов: химический, элек-

трохимический и термохимический. Укрепление грунтовсиликатизацией, цементацией, битумизацией, полимернымисмолами [2, с. 307-312; 4, с. 200-206; 5, с. 310-319].


1. В каких случаях используются методы искусственногоулучшения оснований?

2. Как устраивают и рассчитывают песчаные подушки?3. Как достигается глубинное уплотнение грунтов осно-

вания?4. От чего зависит выбор способа химического закрепле-

ния грунтов основания?

2.7. Фундаменты под машины с динамическиминагрузками. Фундаменты в сейсмических районах

Влияние динамических воздействий на грунты. Источни-ки динамических воздействий. Классификация машин с ди-намическими нагрузками периодического и не переодичес-кого действия. Основные принципы расчета и проектирова-ния массивных, рамных и свайных фундаментов под ма-шины периодического и не периодического действия [2, с.371-384; 5, с. 216-229].Фундаменты в сейсмических районах. Сейсмические воз-

действия на сооружения. Особенности выбора оснований,основные положения проектирования и конструированияфундаментов в сейсмических районах [2, с. 385-387; 4, с.223-225].


1. Как влияют динамические нагрузки на грунты основа-ния? От работы каких машин динамические воздействиябудут максимальными?

2. В чем особенность расчета фундаментов под машиныс динамическими нагрузками?

2.8. Усиление оснований и фундаментов при ремонтеи реконструкции зданий и сооружений

Причины, вызывающие необходимость усиления фунда-ментов и оснований. (Изменение напряженно- деформиро-ванного состояния основания и прочности фундаментов;увеличение нагрузок на основания; изменение механическихсвойств грунтов основания).Различные методы улучшения оснований и фундаментов:

замена фундаментов, увеличение кладки фундамента, изме-

1110

нение условий передачи давления на грунт, увеличениепрочности грунта в основании закреплением, способыуменьшения вибрации фундаментов. Устройство фунда-ментов под оборудование внутри действующих предпри-ятий.Основы техники безопасности при реконструкции фунда-

ментов и усиления оснований [2, с. 387-397; 5, с. 411-415].


1. В каких случаях возникает необходимость усиленияфундаментов и оснований?

2. Как осуществляется повышение прочности и уширениефундаментов?

2.9. Особенности производства работ при возведениифундаментов

Проектирование котлованов. Обеспечение устойчивостистенок котлованов (естественные откосы, крепления, шпун-товые стенки). Предохранение котлованов от подтоплениягрунтовыми водами (водопонижение, противофильтрацион-ные завесы). Подготовка оснований под фундаменты. Ос-видетельствование и прием котлована. Требования техникибезопасности и охраны труда при устройстве оснований ивозведении фундаментов [2, с. 312-325; 5, с. 416-433].


1. Какие методы водопонижения применяются при уст-ройстве котлованов?

2. Как обеспечить устойчивость стенок котлованов?

2.10. Автоматизированное проектированиефундаментов

Вариантное проектирование. Роль точных знаний и инту-иции.Автоматизация расчетов оснований и фундаментов. Ма-

тематическая постановка задач. Выбор метод решения.Алгоритминизация решения и разработка программных.

Направление совершенствования систем автоматизациипроектирования оснований и фундаментов.


1. Как выполняется автоматизированный расчет фунда-мента мелкого заложения

2. Как выполняется автоматизированный расчет несу-щей способности свай, определения числа свай и их разме-щения в плане.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙИ ПРИМЕРНЫЙ ОБЪЕМ ЧАСОВ

1. Основные положения. Расчет и конструирование фун-даментов по предельным состояниям — 2 ч.

2. Расчет и конструирование фундаментов мелкого зало-жения в открытых котлованах — 4 ч.

3. Расчет и конструирование свайных фундаментов — 4 ч.4. Методы расчета осадки фундаментов — 2 ч.

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙПРОРАБОТКИ

1. Методы строительства фундаментов на структурно-неус-тойчивых грунтах (просадочных, вечномерзлых, набухающих).

2. Методы искусственного улучшения оснований.3. Фундаменты под машины с динамическими нагрузка-

ми и в сейсмических районах.4. Фундаменты глубокого заложения из тонкостенных

оболочек, буровых опор и опускных колодцев.5. Усиление оснований и фундаментов при ремонте и

реконструкции зданий и сооружений.6. Особенности производства работ при возведении фун-

даментов.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Определение классификационных показателей строи-тельных свойств грунтов строительной площадки — 3 ч.

1312

2. Пример расчета размеров фундаментов мелкого зало-жения на естественном основании с учетом требованийСНиП. — 3 ч.

3. Примеры расчета осадки фундаментов методом по-слойного суммирования — 3 ч.

4. Примеры определения расчетного сопротивления вися-чей сваи и конструирования свайного фундамента — 3 ч.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ“Расчет и конструирование фундаментов промышленного

(гражданского) здания”.

В курсовом проекте студенты оценивают грунты строи-тельной площадки с позиции возможности устройства фун-дамента. Выполняют расчет и конструирование двух вари-антов фундаментов: на естественном основании в откры-том котловане и свайного фундамента. Выполняют выборосновного варианта на основе технико-экономическогосравнения.Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной за-

писки объемом 30-35 стр. и чертежа формата А-1.

ЛИТЕРАТУРА

Для самостоятельного освоения дисциплины «Основанияи фундаменты» студент-заочник во время установочнойсессии должен получать в комплекте следующие методи-ческие разработки.

Задание и методические указания на выполнениекурсового проекта

1. К у б е ц к и й В. Л. Рабочая программа и задание на курсовойпроект с методическими указаниями по дисциплине “Основания и фун-даменты”. — М.: РГОТУПС – 2003.

Основная литература для изучения дисциплины

2. Д а л м а т о в Б.И. Механика грунтов, основания и фундамен-ты. — Л.: 1988.

3. Д а л м а т о в Б.И., М о р а р е с к у л Н.Н., Н а у м е н ко В.Г. Проектирование фундаментов зданий и промышленных соору-жений. Уч. пос. — М.: Высшая школа 1986.

4. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений.Уч. пос./ Под. ред. Б.И. Далматова изд. АСВ М. — С.-П. 1999.

5. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подзем-ные сооружения./ Под. ред. Е.А.Сорочана и Ю.Г.Трофименкова. —М.: 1985.

6. В е с е л о в В. А. Проектирование оснований и фундаментов.Уч. пос. — М.: 1990.

7. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. — М.:1996.

8. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. — М.: 1996.

Дополнительная литература

9. У х о в С. Б. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. —М.: Изд. АСВ, 1994, 2002.

10. Л а п ш и н Ф. К. Основания и фундаменты в дипломномпроектировании. Изд. Саратовского Университета. — Саратов, 1986.

11. Основания и фундаменты транспортных сооружений. /Под ред.Г.П. Соловьева. — М.: Изд. Транспорт, 1996.

12. Ш в е ц о в Г. И. Инженерная геология, механика грунтов,основания и фундаменты. — М.: Высшая школа 1997.

13. Б е р л и н о в М. В. Основания и фундаменты. — М.: Высшаяшкола 1998.

14. СНиП 2.01.07.-85. Нагрузки и воздействия. — М.: – 1986.15. СНиП II-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Ос-

новные положения. — М.: – 1987.16. СНиП II-7-81. Строительство в сейсмических районах. — М.: –

1982.17. СНиП 2.01.05.-87. Фундаменты машин с динамическими на-

грузками. — М.: – 1998.18. СНиП 2.02.04.-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых

грунтах. — М.: – 1990.19. СНиП 23-01-99. Строительная климатология и геофизика. —

М.: – 1999.

1514

20. СНиП 2.03.01.-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. —М.: – 1989.

21. Основания и фундаменты. Справочник строителя. /Под. Ред.М.И. Смородинова. — М.: Стройиздат. 1983.

22. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений. —М.: Стройиздат, 1986.

23. Пособие по производству работ при устройстве оснований ифундаментов. — М.: Стройиздат, 1986.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Основные типы фундаментов. Технико-экономическиефакторы, определяющие выбор типа фундамента.

2. Конструкции фундаментов мелкого заложения.3. Определение глубины заложения фундаментов.4. Определение основных размеров жестких фунда-

ментов при действии центральной и внецентренной наг-рузке.

5. Определение размеров подошвы фундамента при нали-чии подвала.

6. Расчет осадок оснований методом послойного сумми-рования.

7. Расчет крена сооружения.8. Основные положения проектирования гибких фунда-

ментов. Метод местных и метод общих деформаций.9. Виды конструкций и классификация свай по работе в

грунте. Типы свайных фундаментов.10. Различные методы определения расчетного сопротив-

ления одиночной висячей сваи по грунту: практическийметод (СНиП), по данным пробной забивки (динамическийметод), при испытаниях статической нагрузкой.11. Проектирование центрально и внецентренно нагру-

женных свайных фундаментов с низким ростверком. Расчети конструирование свайных ростверков.12. Расчёт свайных фундаментов по предельным состоя-

ниям.

13. Условия и особенности работы свай-оболочек, тонко-стенных железобетонных оболочек, буровых опор, опуск-ных колодцев.14. Сваи-оболочки. Массивные опускные колодцы.15. Устройство песчаных и гравелистых подушек.16. Механические методы улучшения грунтов оснований.17. Методы закрепления слабых грунтов; химический,

электрохимический и термический.18. Фундаменты под машины с динамическими нагрузками.19. Фундаменты в сейсмических районах.20. Фундаменты на просадочных и набухающих грунтах.21. Фундаменты на вечномерзлых грунтах.22. Усиление оснований и фундаментов при ремонте и

реконструкции зданий и сооружений.23. Особенности производства работ по возведению фун-

даментов.24. Методы водопонижения при устройстве фундаментов.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯФизические характеристики грунтов

ρ — плотность грунта, т/м3;ρ

d — плотность грунта в сухом состоянии (скелета грун-

та), т/м3;ρ

s — плотность частиц грунта, т/м3;

γ — удельный вес грунта, кН/м3;γ

d — удельный вес грунта в сухом состоянии, кН/м3;

γs

— удельный вес частиц грунта, кН/м3;γ

sb — удельный вес грунта с учетом взвешивающего дей-

ствия воды, кН/м3;γ

w — удельный вес воды, равный 10 кН/м3;

w — влажность грунта природная, в долях единицы;w

p — влажность на границе раскатывания;

wL — влажность на границе текучести;

Физические характеристики грунтов определяют опыт-ным путем в лабораторных условиях.

1716

Классификационные показатели грунтов

e — коэффициент пористости грунта; S

r — степень влажности грунта;

Ip

— число пластичности грунта; I

L — показатель текучести грунта;

Классификационные показатели определяют по расчетнымформулам на основе физических характеристик грунтов.

Показатели деформируемости грунтов при сжатии

mv

— относительный коэффициент сжимаемости грунта,МПа-I;

m0

— коэффициент сжимаемости грунта, МПа-I;E — модуль деформации, МПа;ν

0 — коэффициент относительных поперечных деформа-

ций (коэффициент Пуассона)

Показатели прочности грунтов

ϕ — угол внутреннего трения, град;C — удельное сцепление, кПа.

Показатели деформируемости и прочности грунтов опре-деляются опытным путем в лабораторных или полевыхусловиях.

Условные обозначения при расчетах оснований и фундаментов

DL — отметка планировки;NL — отметка поверхности природного рельефа;WL — уровень подземных вод;h — высота, толщина слоя грунта, м;d — глубина заложения подошвы фундамента;d

f — расчетная глубина сезонного промерзания грунта, м;

dw — глубина расположения уровня подземных вод, м;

А — площадь подошвы фундамента;b — ширина подошвы фундамента;l — длина подошвы фундамента (при расчетах ленточ-

ных фундаментов принимается l =1 п.м.);H

c — глубина сжимаемой толщи от подошвы фундамен-

та до нижней границы сжимаемой толщи (В.С.), м;R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа;S — осадка основания, см;S

u — предельное значение деформации (осадки) основания, см.

N0

— внешняя расчетная нагрузка, действующая на об-рез фундамента, кН;

Nf

— расчетная нагрузка от веса фундамента, кН;N

g — расчетная нагрузка от веса грунта над уступами

фундамента, кН;M — момент от сочетания расчетных нагрузок, кНм;Pср

(Рm) — среднее давление под подошвой фундамента от

нагрузок для расчета основания по деформациям, кПА;P

max(min) — максимальное и минимальное давление под

краем фундамента, кПА.

В курсовом проекте все расчеты выполняются в размер-ности международной системы единиц (СИ). Ниже дан пере-вод механической системы единиц (МК ГСС) в систему СИ.

1. Сила, нагрузка, вес – Н:1 кгс =9,81 Н ≈ 10 Н.1 тс =9,81·103 Н ≈ 10 кН=0,01 МН.

2. Давление (напряжение) – Па:1 кгс/см2=10 тс/м2 ≈ 100 кПа (10кН/м2)=0,1 МПа.

3. Удельный вес:1 тс/м3 ≈ 10 кН/м3=0,01 МН/м3.

1918

3. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТТребуется запроектировать фундаменты здания: на

естественном основании и свайные. Тип здания выбираетсяпо предпоследней цифре шифра студента в соответствии сразделом «Исходные данные». Необходимые схемы, разре-зы, сечения студенты приводят на листах миллиметровки,ватмана или обычной бумаги непосредственно в поясни-тельной записке. Основные чертежи представляются на от-дельном листе стандартного формата.

3.1. Исходные данные

Номер геологического разреза выбирается из табл. 3.1 попоследней цифре шифра студента. В табл. 3.1 приведенынормативные характеристики грунтов. Остальные данныепринимаются по табл. 3.2 по предпоследней цифре шифра.Схемы зданий приведены на рисунках 3.1–3.5.Студенты рассчитывают и конструируют два фундамен-

та наружной и внутренней стен в двух вариантах (на есте-ственном основании и свайный). Остальные фундаментыздания принимают конструктивно на основе предваритель-ного определения их площадей и других прикидочных рас-четов. В табл. 3.2 заданы нагрузки N

n и моменты M

n в уров-

не обреза фундамента.

3.2. Содержание курсового проекта

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной за-писки с чертежами. В пояснительной записке приводятся всенеобходимые обоснования технических решений и расчеты,выполненные в соответствии с заданием, а также эскизы,расчетные схемы с необходимыми размерами и привязками.Расчеты приводятся с минимальными текстовыми поясне-ниями или в табличной форме.Записка объемом 30–35 с. должна содержать следующие

разделы:1. Исходные данные для проектирования.2. Анализ инженерно-геологических условий и определе-

ние расчетных характеристик грунтов.

Образец оформления титульного листапояснительной записки курсового проекта

МПС РОССИИРОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Факультет «Транспортные сооружения и здания»Кафедра «Здания и сооружения на транспорте»

Специальность «Промышленное и гражданское строительство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТпо дисциплине «Основания и фундаменты»

Тема: «Расчет и конструирование фундаментов промышленного(гражданского) здания»

Выполнил студент _______________________ (Ф.И.О.)

_______________________ (шифр студента, город)

_______________________ (курс, группа)

Руководитель _____________________________ (ученое звание, ученая степень)

___________________________ (Ф.И.О.)

к защите ______________________________ (дата, подпись преподавателя)

М о с к в а г.

2120

I2

34

56

78

910

II12

1314

100

,6

Разрез №

2

0,9

3,2

4,9

0,9

2,3

1,7

99,7

97,4

95,7

I 2 3 4не

установлена

99,6

Насып

ной грунт-

супесь

со стро

-ительным

мусором

Супесь

Суглинок

с вклю

-чениями гравия

игальки

Песок

средней

крупности

14,4

19,1

19,4

19,9

26,4

27,2

26,5

0,23

0,25

0,24

6 12 31

0,24

0,29 –

0,19

0,16 –

19 16 34

7 32 2

104

,8

Разрез

№ 3

0,5

5,6

0,5

5,1

104,

3I 2 3

не установлена

96,2

Растительный

грунт

Глина ленточная

с прослойками

супеси

Суглинок

тяжелый

пылеватый с вкло

-чениями гальки

15,1

18,7

20,5

27,1

26,9

0,37

0,16

9 25

0.46

0,24

0.28

0.12

12 24

32 46

103

,6

Разрез

№ 4

1 2

0,4

5,3

0,4

4,9

103,

2

98,3

98,2


грунт


с прослойками

супеси

14,9

20,0

26,9

0,35

140,

460,

2716

43

Продолж

ение

табл.

Номер слоя

Глубина подошвы слоя от поверхности, м

Мощность слоя, м

Абсолютная отметка подошвы слоя, м

Абсолютная отметка WL, м,горизонт подземных вод

Наименование

грунта

Удельный вес грунта, γ, кН/м3

Удельный вес частиц грунта γ5, кН/ м3

Влажность w, доли единицы

Модуль деформации Е, МПа

Граница текучести w L, доли единицы

Границa раскатывания w Р, доли единицы

Нормативный угол внутреннего тренияϕ, град

Норматиное удельное сцепление С, кПа

I2

34

56

78

910

II12

1314

Отметка

поверхности

природного рельефа

108

,2

Разрез №

1

0,3

3,7

5,2

0,3

3,4

1,5

107,

9

104,

5

103,

0

I 2 3 4не


107,

7Супесь со

строительным

мусором

Супесь пы

ле-

ватая с рас-

тительны

миостатками

Суглинок с

вклю

чениями

гравия

и гальки

Песок

крупный

14,2

20,2

19,0

19,8

26,9

27,0

26,4

0,24

0,34

0,25

7 12 29

0,25

0,38 –

0,19

0,26 –

22 20 38

5 18 0

Таблица

3.1

Физико-механические свойства

грунтов оснований

2322

Окончание

табл.

I2

34

56

78

910

II12

1314

96,

6

Разрез

№ 8

1,8

5,5

1,8

4,2

94,8

90,6

1 2 3не


90,5

Супесь

Суглинок

Глина слоистая

17,2

18,5

18,4

26,7

26,8

27,3

0,19

0,27

0,31

8 10 12

0,22

0,36

0,44

0,16

0,22

0,24

18 19 16

9 20 39

94,

2

Разрез №

9

1,1

1,7

3,5

1,1

0,6

1,8

93,1

92,5

90,7

1 2 3 4не


93,0

Суглинок с гнез

-дами

торфа

-насып-

ной слой

Ил,

насыщенны

йводой

Суглинок

Песок

средней

крупности

14,8

17,7

18,0

20,4

26,8

26,7

0,29

0,21

10 420,

37 –0,

23 –19 39

17 3

99,

3

Разрез №

О

0,8

2,2

4,9

0,8

1,4

2,7

98,5

97,1

94,4

1 2 3 4не


97,0

Насыпной

грунт

Суглинок

Суглинок пы

лева

-тый

Песок

средней

крупности

15,4

18,2

19,9

19,8

26,7

27,6

26,5

0,18

0,29

0,25

19 11 31

0,24

0,33 –

0,14

0,20 –

23 18 34

30 19 2

Продолж

ение

табл.

I2

34

56

78

910

II12

1314

3не


Суглинок тяжелый

пылеватый с вклю

-чениями гальки

19,0

26,8

0,30

II0,

410,

2519

20

98,

2

Разрез №

5

0,4

4,6

8,0

0,4

4,2

3,4

97,8

93,6

90,2

1 2 3 4не


93,5


грунт

Песок

пылеватый

Суглинок с вклю

-чениями гравия


14,9

19,6

19,1 18,1

26,8

26,6 27,1

0,18

0,33

0,25

20 13 18

– 0,41

0,46

– 0,27

0,27

32 20 18

4 20 46

103

,4

Разрез №

6

0,3

3,8

6,7

0,3

3,5

2,9

103,

1

99,6

96,7

1 2 3 4не


99,7


грунт

Песок

мелкий

Глина

Суглинок пы

лева

-тый с линзами

песка

14.I

19,2

20,0

19,0

26.5

27,6

26,9

0,17

0,28

0,15

32 14 22

– 0,35

0,24

– 0,17

0,12

35 17 24

4 48 35

101

.4

Разрез №

70,

7

6,2

0,7

5,5

100,

7

95,2

1 2 3не


100,

0Насыпной

грунт

-супесь

со строи-

тельны

м му

сором

Суглинок

Супесь

14,4

18,2

20,2

26,8

26,7

0,24

0,21

9 190,

280,

250,

180,

1917 27

18 8

2 52 4

3. Ïðîåêòèðîâàíèå ôóíäàìåíòîâ íà åñòåñòâåííîì îñíîâà-íèè.

4. Ïðîåêòèðîâàíèå ñâàéíûõ ôóíäàìåíòîâ.5. Òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêîå ñðàâíåíèå âàðèàíòîâ ôóíäàìåíòîâ

è âûáîð îñíîâíîãî âàðèàíòà.6. Óêàçàíèÿ ïî ïðîèçâîäñòâó ðàáîò è òåõíèêå áåçîïàñíîñòè

(äëÿ îñíîâíîãî âàðèàíòà).Â çàïèñêå è íà ÷åðòåæàõ îáÿçàòåëüíî äîëæíû áûòü îòðàæåíû

âîïðîñû ãèäðîèçîëÿöèè ôóíäàìåíòîâ.Íà ëèñòå ôîðìàòà À4 äîëæíû áûòü ñëåäóþùèå ÷åðòåæè:1. Ïëàí è ïîïåðå÷íûé ðàçðåç çäàíèÿ â Ì 1:200–1:500.2. Ïëàí ôóíäàìåíòîâ (ñâàéíîãî è íà åñòåñòâåííîì îñíîâàíèè)

â Ì 1:100–1:200 ñ ðàñêëàäêîé è ìàðêèðîâêîé áëîêîâ ïðè ñáîðíûõôóíäàìåíòàõ.

3. Ïîïåðå÷íûå âåðòèêàëüíûå ðàçðåçû ôóíäàìåíòîâ çäàíèÿ(ñâàéíîãî è íà åñòåñòâåííîì îñíîâàíèè), ñîâìåùåííûå ñ ãåîëîãè-÷åñêèì ðàçðåçîì, â Ì 1:100–1:200.

4. Ðàáî÷èå ÷åðòåæè êîíñòðóêöèé ôóíäàìåíòîâ ñ íåîáõîäèìû-ìè äåòàëÿìè (ãèäðîèçîëÿöèÿ, îòìîñòêà, ïîë, ñîïðÿæåíèå ôóíäà-ìåíòà ñî ñòåíîé, ñîåäèíåíèå ñâàè ñ ðîñòâåðêîì, îñàäî÷íûå øâûè ò.ï.) â Ì 1:25–1:50.

5. Ñõåìà ïðîèçâîäñòâà ñòðîèòåëüíûõ ðàáîò äëÿ âûáðàííîãîâàðèàíòà (ïëàí è ñå÷åíèå êîòëîâàíà, êîíñòðóêöèè êðåïëåíèÿ êîò-ëîâàíà, ñõåìà âîäîïîíèæåíèÿ è ò.ä.).

6. Ñïåöèôèêàöèÿ òèïîâûõ äåòàëåé.7. Ïðèìå÷àíèÿ îá èñïîëüçóåìûõ ìàòåðèàëàõ, ïîäãîòîâêå ïîä

ôóíäàìåíòû, îñîáåííîñòÿõ ïðîèçâîäñòâà ðàáîò è ò.ä. Â çàïèñêåäîëæíû ïðèâîäèòüñÿ âñå íåîáõîäèìûå ïîÿñíÿþùèå ñõåìû èðàçðåçû (ñõåìà ôóíäàìåíòà óñëîâíîãî ìàññèâíîãî ôóíäàìåíòà,ñõåìà äëÿ ðàñ÷åòà îñàäêè è äð.).

3.3. Оформление проекта

Ðàñ÷åòíî-ïîÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà äîëæà áûòü íàïèñàíà ÷åð-íèëàìè íà ëèñòàõ áóìàãè ñòàíäàðòíîãî ôîðìàòà A4 ñ îäíîé ñòî-ðîíû, ñ ïîëÿìè. Çàïèñêó íåîáõîäèìî ðàçáèòü íà ãëàâû è ïà-ðàãðàôû. Âñå çàãîëîâêè âûäåëèòü. Ñòðàíèöû, ðèñóíêè, òàá-ëèöû ïðîíóìåðîâàòü. Âñå ïîêàçàòåëè äîëæíû èìåòü ðàçìåð-

Òàá

ëè

öà

3.2

Âàðè

àíòû

ñõåì

çäàí

èé, í

àãðó

çêàì

è ò

åìïå

ðàòó

ðàì

2726

Рис. 3.1

Схема № 1Многоэтажное производственное здание с полным железобетонным

каркасом

2928

Рис.

3.3

Схема №

39-этажный

6-секционный

жилой

дом

.Многоэтажное

бескаркасное

жилое здание с несущ

ими

продольными

стенами

из крупных

блоков

Схема №

2Многоэтажное

общ

ественное

здание с полным

железобетонным

каркасом

(сетка колонн

– 6х

6 м

)

Рис.

3.2

3130

Рис. 3.5

Схема № 5Одноэтажное производственное зданиес полным железобетонным каркасом

Рис.

3.4

Схема №

4Крупнопанельный

многоэтажный

жилой

дом

.Многоэтажное

безкаркасное

жилое здание с несущ

ими

поперечными

стенами

из крупных

панелей

3332

строительной площадки, в зависимости от которых могутбыть предложены различные конструктивные варианты.Правильный выбор основания может быть обеспечен лишьна основе всестороннего изучения геологических и гидро-геологических условий строительной площадки. Цель насто-ящих указаний — дать практические рекомендации по рас-чету характеристик грунтов, проектированию различныхтипов фундаментов и их оснований.Перед выполнением проекта студенту рекомендуется

ознакомиться с соответствующими разделами литератур-ных источников, на которые дается ссылка в настоящихметодических указаниях.

4.1. Представление исходных данных

В записке должны быть приведены исходные данные понагрузкам, температурам, характеристике здания и др., а такжесхема здания с необходимыми размерами. В соответствии с при-нятыми условными обозначениями вычерчивается в масштабегеологическая колонка (рис. 4.1) с указанием номера геологиче-ского разреза, абсолютных отметок поверхности грунта, гра-ниц слоев, WL. Против каждого слоя указываются наименова-ние грунта, его состояние и значения характеристик (табл. 4.1).

4.2. Анализ инженерноFгеологических условийстроительной площадки

На основе данных о грунтах (табл. 3.1) определяютсяфизико-механические свойства грунтов каждого слоя осно-вания и результаты записываются в сводную табл. 4.1, гдеданы все необходимые для расчета формулы.Наименование и состояние глинистого грунта определя-

ются по числу пластичности Iр и показателю текучести I

L,

(приложение, табл. 5.3; 5.4).Наименование и состояние песчаного грунта определя-

ются по гранулометрическому составу, коэффициенту по-ристости е и коэффициенту водонасыщения (степени влаж-ности) S

r (приложение, табл. 5.1; 5.2). Особое внимание нуж-

ности. Текст записки должен быть кратким, не допускаетсяпереписывание текстов из учебников, пособий и норм проек-тирования. В начале записки поместить оглавление, в кон-це — перечень использованной литературы, включая методи-ческие указания, по которым выполняется курсовой проект.На титульном листе должны быть указаны: названия минис-

терства, института, факультета, кафедры, дисциплины, проек-та; шифр, фамилия, инициалы, адрес студента и год сдачикурсового проекта (стр. 18).Чертежи выполняются в карандаше.Для каждого основного чертежа указывается масштаб. За

нулевую отметку принимается отметка пола первого этажа.Обязательна привязка осей фундаментов и осей свайных ря-дов к осям здания. Каждая свая должна иметь свой порядко-вый номер. На чертежах свайных фундаментов указываютсятакже вид, количество и параметры свай (сечение, длина свай,несущая способность и соответствующая ей нагрузка, допус-каемая на сваю). Характерные границы фундаментов и осно-ваний в разрезе (границы геологических слоев, подошвы ро-стверка, низа сваи и др.) должны иметь абсолютные отметкив м, увязанные с геологическим разрезом. Кроме того, на лис-те и на схемах в записке должны быть показаны все необхо-димые высоты и глубины (мощности геологических слоев, вы-сота ростверка, глубина заложения фундамента и т.п.).Проекты, выполненные не полностью или оформленные

небрежно и не в соответствии с изложенными требования-ми, к рецензированию приниматься не будут.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯК ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Проектирование оснований и фундаментов зданий явля-ется комплексной задачей, в которой должны быть учтенытребования, обеспечивающие необходимую их прочность,устойчивость, долговечность. Тип проектируемого фунда-мента определяется инженерно-геологическими условиями

3534

I 2 3 4 5 6 6

Угол внутреннеготрения

ϕ , град То же

Сцепление С , кПа Из задания

Наименованиегрунтов: песчаныхпо е , S rглинистых по IP , IL

Окончание табл.

но обратить на слабые грунты: рыхлые пески и глинистыегрунты с показателем текучести I

L>1. Такие грунты ис-

пользуются как основание под фундаменты после искусст-венного улучшения их свойств различными методами.По заданным и вычисленным классификационным пока-

зателям грунтов надлежит для каждого слоя грунта опреде-лить табличное значение расчетного сопротивления R

0 по

табл. 4.2. Это значение R0 будет в дальнейшем использова-

но для предварительного назначения размеров подошвыфундаментов.Для пылевато-глинистых грунтов с промежуточными значе-

ниями е, IL значение R

0 определяется по интерполяции таблич-

ных значений.Двойную интерполяцию, необходимую для нахождения

R0 для пылевато-глинистых грунтов, рекомендуется выпол-

нять за один прием по формуле:

R0(e;I

L)=[(e

2-e)|(e

2-e

1)][(1-I

L)R

0(1;0)+I

LR

0(1;1)]+

+[(e-e1)|(e

2-e

1)][(1-I

L)R

0(2;0)+I

LR

0(2;1)] (4.1)

где е, IL

— характеристики грунта, для которого определяется R0 ;

е1, е

2— соседние значения коэффициента пористости, в интер-

вале которых находится коэффициент пористости длярассматриваемого грунта; R

0 (1; 0), R

0 (1; 1) — таб-

личные значения R0 для е

1 при I

L = 0 и I

L = 1 соответ-

ственно; R0 (2; 0), R

0 (2; 1) — то же, для е

2.

Номергеологических

слоевПоказатели Обозначения1-й 2-й 3-й 4-й

Формула для расчета

I 2 3 4 5 6 7Удельный вес твер-дых частиц грунта

γS, кН/м3 Из задания

Удельный вес грунта γ, кН/м3 То же

Влажность грунта w , долиединицы

То же

Удельный вес скелетагрунта

γd, кН/м3wd +

=1

γγ

Коэффициентпористости

е1−=

d

Sеγγ

Удельный вес во взве-шенном состоянии,γw =10 кН/м3

γsb, кН/м3

еws

sb +−=1

γγγ

Степень влажности Sr, долиединицы

w

·

γ⋅γ−γ=

е

wS ssr

Граница раскатывания wP , долиединицы

Из задания

Граница текучести wL , долиединицы

То же

Число пластичности IP , долиединицы

IP = wL – wP

Показатель текучести IL , долиединицы

P

PL I

wwI

−=

Модуль деформации E , МПа Из задания

Т а б л и ц а 4.1

Сводная таблица физико-механических свойств грунтов

3736

После заполнения сводной таблицы строят геологичес-кую колонку (на миллиметровке, вертикальный масштаб1:100) и эпюру расчетных давлений (рис. 4.1, 4.2). Заключи-тельным этапом является всесторонний анализ каждогослоя грунта с точки зрения использования его в качествеоснования соответствующего типа фундамента.

Рис. 4.1

Ro , кПа, для песковА. Пескиплотных средней плотности

Крупные, независимо от влажностиСредней крупности, независимо отвлажностиМелкие:маловлажныевлажные и насыщенные водойПылеватые:маловлажныевлажныенасыщенные водой

600

500

400300

300200150

500

400

300200

250150100

Ro, кПа, припоказателетекучести

В. Пылевото-глинистыегрунты (непросадочные)

Коэффициентпористости е

IL = 0 IL = 1

Супеси 0,5 300 3000,7 250 200

Суглинки 0,5 300 250

0,7 250 1801,0 200 100

0,5 600 400

0,6 500 300

Глины

0,81,1

300250

200100


Расчетные сопротивления грунта основания

Примечание: Для пылевато-глинистых грунтов е промежуточнымизначениями е и IL допускается определять R0 интерполяцией вначалепо e — для IL = 0 и IL = 1, затем по IL между полученными значениямиR0 для IL = 0 и IL = 1

– – – –

3938

4.3. Определение расчетных нагрузок и расчетныххарактеристик грунтов

В соответствии со СНиП 2.02.01-83* [7] основания фундамен-тов, сложенные нескальными грунтами, рассчитываются по вто-рой группе предельных состояний — по деформациям. В отдель-ных случаях (предусмотренных СНиП, п. 2.3) производится так-же расчет по несущей способности.В курсовом проекте допускается при проектировании

фундаментов на естественном основании и свайных фунда-ментов по II группе предельных состояний прининять:N

II=N

n и M

II=M

n. При расчете свайных фундаментов по I

группе предельных состояний принимать: осредненный ко-эффициент перегрузки n = 1,2, N

I=1,2 N

n, M

I=1,2 M

n.

Рис. 4.2

Показатели состава и состояния грунтов непрерывно из-меняются от точки к точке даже в пределах выделенногоинженерно-геологического горизонта. Однако для выполне-ния расчетов оснований необходимо располагать не-которыми осредненными величинами, которые с необхо-димой достоверности отражают физико-механические свой-ства грунтов. В связи с этим введено понятие о нормативныхи расчетных величинах различных показателей грунтов.Нормативные и расчетные значения показателей харак-

теристик грунтов вычисляют на основе статистическойобработки результатов непосредственных испытаний постандартной методике (ГОСТ 20522-96).Нормативное назначение Х

n данной характеристики оп-

ределяетя как среднеарифметическое значение частных не-посредственных определений по формуле

(4.1)

где Хi — частное значение определяемой характеристики;

п — количество определений.

В табл. 3.1 даны нормативные значения характеристикгрунтов γ

s; γ; w; w

L; w

p; c; ϕ; E определенные как средние

значения по результатам 12 частных определений.Согласно СНиП* все расчеты оснований должны выпол-

няться с использованием расченых значений характеристикгрунтов X, определяемых но формуле

(4.2)

где γg — коэффициент надежности по грунту,

Для большинства характеристик допускается приниматьγ

g = 1, за исключением параметров с и ϕ, а так же удельного

веса грунта γ для которых коэффициент надежности погрунту определяется по формуле

4140

при определении с и ϕ: tα=1,81;

б) для расчета по II предельному состоянию (α=0,85)

при определении γ:

при определении с и ϕ:

Таким образом, для определения расчетных значении ха-рактеристик, для каждого грунта и для конкретного вари-анта грунтовых условий необходимо нормативные значе-ния характеристик ϕ, с и γ разделить на соответствующийкоэффициент надежности по грунту. Расчетные значенияхарактеристик по первому предельному состоянию марки-руются индексом “I”, а по второму — индексом “II”.

cI=c/γ

gI; c

II=c/γ

gII; ϕ

I=ϕ/γ

gI; ϕ

II=ϕ/γ

gII; γ

I=γ/γ

gI; γ

II=γ/γ

gII;

Расчетные характеристики грунтов по двум грунтам пре-дельных состояний определяются для всех слоев основания ипредставляются в табличной форме, приведенной ниже.

Показатель надежности ρ берется с таким знаком, чтобыпри расчете основания и фундамента была обеспечена боль-шая надежность (расчет “в запас”) При вычислении значе-ний с и ϕ всегда, а расчетных значений γ в большинствеслучаев (в том числе и в расчетах данного кypcoго проек-та), показатель надежности принимается со знаком “минус”.Значение его определяется по формулам

Для γ: (4.3)

Для с и ϕ: ρ=tα·V, (4.4)

где V — коэффициент вариации (относительная изменчивость харак-теристики);

п — число частных определенна (количество опытных данных);tα — коэффициент, определяемый в зависимости от величины до-

верительной вероятности α и числа степеней свободы; кото-рые (п-1) для γ и (п-2) для с, ϕ.

Доверительная вероятность, согласно нормам [7] при рас-четах оснований фундаментов принимается α=0,95 для рас-четов по первой группе предельных состояний (прочности инесущей способности) и α=0,85 для расчетов по второйгруппе предельных состояний (по деформациям).Для условий, принятых в курсовом проекте, исходя из

того, что число частных определений характеристик п = 12,а коэффициент вариации на основе статистической обра-ботки результатов опытов получен:

V = 0,08, следует:а) для расча по 1 предельному состоянию (α = 0,95)

при определении γ: tα=1,80;

Номерслоя cI cII ϕI ϕII γI γII


4342

df = K

h d

fn , (4.6)

где Kh

— коэффициент, учитывающий влияние теплового режимаздания на глубину промерзания грунта у фундаментовстен и колонн.

Коэффициент Kh для фундаментов наружных стен и колонн

отапливаемых зданий и сооружений принимается по табл. 4.5.

2.4. Проектирование фундаментов на естественномосновании

2.4.1. Определение глубины заложения подошвыфундамента

Глубина заложения фундаментов d1 должна определяться

с учетом:— назначения и конструктивных особенностей проекти-

руемого сооружения (например, наличие подвалов, подзем-ных коммуникаций и т.д.);

— величины и характера нагрузок, воздействующих наоснование;

— глубины заложения фундаментов примыкающих зда-ний и сооружений;

— инженерно-геологических условий площадки строи-тельства (физико-механических свойств грунтов, характе-ра напластований):

— гидрогеологических условий площадки и возможныхих изменений в процессе строительства и эксплуатации со-оружения;

— глубины сезонного промерзания грунтов.Нормативная глубина промерзания грунта, если она ме-

нее 2,5 м, определяется по формуле

dfп = d

0√M

t , (4.5)

где Mt — коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений

среднемесячных отрицательных температур за зиму в дан-ном районе (принимается по табл. 3.2);

d0

— глубина промерзания в см, зависящая от вида грунта;принимается равной: для суглинков и глин — 23 см; супесей,песков мелких и пылеватых — 28 см; песков гравелистых,крупных и средней крупности — 30 см; крупнообломочныхгрунтов — 34 см.

Значения d0 для грунтов неоднородного сложения при-

нимаются как средневзвешенные по глубине в пределахзоны промерзания [7].Расчетная глубина сезонного промерзания грунта d

f.

определяется по формуле

Т а б л и ц а 4.5Коэффициент влияния теплового режима зданий

Примечание. В табл. 2.4 указаны значения коэффициента привылете наружного ребра подошвы фундамента от внешней гранистены до 0,5 м, при вылете 1,5 м и более они повышаются на 0,1, ноне более чем до единицы; при промежуточной величине вылета Khопределяется интерполяцией.

Kh при расчетной среднесуточной температуревоздуха в помещении, примыкающем к

фундаментам наружных стен и колонн, Тср, градКонструктивные особенности зданий

15 20 и более

Здания без подвалов с полами,устраиваемыми: на грунте

0,6 0,5

на лагах по грунту 0,7 0,6по утепленному цокольному 0,8 0,7

перекрытию

Здания с подвалом или техничес-ким подпольем

0,5 0,4

4.4.2. Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы нагруженного фундамента определя-ется по формуле

10

0

dR

NA

ср

II

γ−= . (4.7)

где NOII

— расчетная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента,кН (табл. 3.2);

R0

— расчетное сопротивление грунта основания, кПа (табл. 4.2);γср

— средний удельный вес грунта и материала кладкифундамента, кН/м, принимаемый равным 20 кН/м3, а приналичии подвала над уступами — 16 кН/м3;

4544

d1

= hS + h

cf + γ

cf / γ′

II , (4.9)

hS

— толщина слоя грунта выше подошвы фундамента состороны подвала, м;

hсf

— толщина конструкции пола подвала, м;γ

cf— расчетное значение удельного веса конструкции полаподвала, кН/м3;

db

— глубина подвала — расстояние от уровня планировкидо пола подвала, м (для сооружений с подвалом ши-риной b ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м d

b = 2 м, при

ширине подвала b > 20 м – db = 0.

d1

— глубина заложения фундамента от планировочной от-метки, м.

Для ленточного фундамента под стены b·1 = A для квад-ратного фундамента b = l = √A; для прямоугольного фун-

дамента ηA

b = , где η — коэффициент соотношения сторон;

η = l/b; η может быть принят по соотношению сторон ко-лонны. Полученное значение A для фундаментов при вне-центренной нагрузке должно быть увеличено на 10–20% навосприятие момента сил. Размеры подошвы фундаментаследует округлять, чтобы они были кратными 100 мм.Для ленточного фундамента ширина подошвы фундамен-

та b принимается с учетом табл. 5.5 приложения.

4.4.3. Определение расчетного сопротивления грунта основанияпо прочностным характеристикам грунта основания

Расчетное сопротивление грунта основания, кПа, опре-деляют по формуле [7, ф-ла (7)]

( )[ ]IICIIbqIIqIIzCC cMdMdMbkMkR +γ′−+γ′+γγγ= 11ã21 . (4.8)

где γC1

и γC2

— коэффициенты условий работы (табл. 4.6); k — коэффициент надежности по грунту; k = 1;Mγ, Mq, MC — коэффициенты, зависящие от угла внутреннего

трения ϕ (табл. 4.7); kz=1 при b < 10 м;

b — ширина подошвы фундамента, м; γ

II— осредненное расчетное значение удельного веса

грунтов, залегающих ниже подошвы фунда-мента на глубину 0,5b (при наличии подземныхвод определяется с учетом взвешивающего дей-ствия воды γ

sb ), кН/м3;

γ′II

— то же, залегающих выше подошвы в пределах глубины d1;

сII

— расчетное значение удельного сцепления грунта, залега-ющего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d1

— глубина заложения фундаментов бесподвальных со-оружений от уровня планировки или приведенная глу-бина заложения наружных и внутренних фундаментовот пола подвала, определяемая по формуле

γС2 для сооружений с жесткойконструктивной схемой при

L/Н , равномВида грунтов γС14 и более 1,5 и менее

1,4 1,2 1,4Крупнообломочные грунты спесчаным заполнителем ипески гравелистые, крупные исредней крупности

Пески мелкие 1,3 1,I 1,3

Пески пылеватые:1,25 1,0 1,2маловлажные и влажные

насыщенные водой 1,1 1,0 1,2Пылевато-глинистые грунты икрупнообломочные грунты спылевато-глинистым заполни-телем и при показателе теку-чести грунта или заполнителяIL ≤ 0,250,25 < IL ≤ 0,5IL > 0,5

1,251,201,1

1,01,01,0

1,11,11,0

Примечение. L/Н является отношением длины сооружения (здания)или его отсека к его высоте. При промежуточных значениях L/Нкоэффициент γC2 определяют интерполяцией.

Т а б л и ц а 4.6Коэффициенты условий работы

4746

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов,залегающих выше подошвы в пределах глубины d

1, опреде-

ляется по формуле

n

nnII hhh

hhh

++++++

=′...

...

21

2211 γγγγ , (4.10)

где hi

— мощность i-го слоя грунта; γ

i— удельный вес i-го слоя грунта.

После определения расчетного сопротивления грунта Rуточняют размеры подошвы фундамента, подставляя в фор-мулу (4.7) вместо R

o значение R и затем проверяют давле-

ние под подошвой фундамента (подраздел 4.4.4).

Графический метод определения размеров подошвыфундамента

Порядок определения предварительных размеров подо-швы фундамента графическим методом:Вначале необходимо задаться минимум тремя размерами

площади подошвы Аф столбчатого фундамента под колонну


Коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения

Примечание, ϕII — расчетный угол внутреннего трения грунта,залегающего под подошвой фундамента, при расчете по второй груп-пе предельных состояний.

ϕII , град Mγ Mq Mс ϕII , град Mγ Mq MсI 2 3 4 5 6 7 8

02466

10121416182022

00,030,060,100,140,180,230,290,360,430,510,61

1,001,121,25

Documents

New ФУНДАМЕНТЫ - rgotups.ruold · 2014. 12. 1. · 1 65- 1 69, 1 78- 1 80; 8, с . 20-24]. Освоив теоретический материал этого раздела