Оценка инженерно-геологических условий строительства

СОДЕРЖАНИЕ

1. Содержание работы и порядок ее выполнения ………………………………3

1.1 Цель работы ……………………………………………………..………..….3

1.2 Задание на работу …………………………………………………………….4

1.3 Содержание работы …………………………………………………………..4

1.4 Указания к оформлению работы и ее защита ………………………………5

2. Методические рекомендации к выполнению работы…………………….....6

2.1 Оценка инженерно-геологических условий строительства …………..…..6

2.2 Анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента…….…8

2.3 Определение предварительных размеров фундамента ……………….…..9

2.4 Проверка прочности подстилающего слоя слабого грунта ……………...11

2.5 Определение осадки фундамента ……………………………………….…12

3. Проектирование свайного фундамента …………………………..…….…..14

3.1 Выбор глубины заложения ростверка ……………………………………14

3.2 Определение несущей способности одиночных свай ……………………14

3.3 Конструирование свайного фундамента …………………………………..16

3.4 Расчет осадки свайного фундамента ………………………………………18

4. Расчет фундамента с применением ПЭВМ …………………………………20

Приложение А ……………………………………………………………………27

Список литературы ………………………………………………………..…….31

 

1. Содержание работы и порядок ее выполнения

 

Цель работы

Целью выполнения расчетно-графической работы является за­крепление и углубленное изучение теоретического курса, ознакомле­ние будущих специалистов с основами инженерной геологии, механи­ки грунтов, положениями современных методов расчета, действую­щими нормами проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений для конкретных инженерно-геологических условий пло­щадки строительства.

В процессе выполнения работы студенты решают практические задачи оценки инженерно-геологических условий и физико-механических характеристик грунтов площадки строительства, проек­тирования оснований и фундаментов естественного заложения под здание.

Задание на работу

 

Задание на работу составлено всоответствии с программой дис­циплины "Геотехника II" и содержится в приложении А:

а) сведения о здании - краткая конструктивная характеристика здания, его схематические чертежи с указанием необходимых геометрических размеров и конструктивных элементов, вертикальная при­вязка в относительных отметках (рис. А.1...А.5), тип здания и расчетные сечения фундаментов (табл. АЛ);

б) данные о площадке предполагаемого строительства, схемати­ческий геологический разрез с указанием гидрогеологических усло­вий (рис. А.6), таблицу лабораторных определений физико-механических характеристик грунтов по слоям геологического разреза (табл. А.2);

Выбор задания производится следующим образом. Номер схемы здания и расчетные сечения фундаментов принимаются по таблице А.1 и рисункам А.1...А.5 - по последней цифре зачетной книжки сту­дента. Вариант площадки строительства устанавливается по схеме геологического разреза (рисунок А.6) и таблице приложения А.2 - по двум последним цифрам ID студента.

Содержание работы

 

Расчетно-графическая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки объемом 10-15 страниц рукописного текста и схем чертежей формата А3 в количестве 4 листов.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

введение; оценка инженерно-геологических условий строительства; анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента; определение основны

размеров фундамента; проверка прочности слоя слабого грунта под фундаментом; расчет осадки фундамента; указания по особенностям производства работ нулевого цик­ла.

Схемы чертежей на формате А-3 должны со­держать:

конструктивный разрез сооружения с принятым типом фун­дамента, совмещенный с геологическим разрезом; план фундаментов, развертку фундаментов по одной из осей здания (с маркировкой элементов); рабочие чертежи конструкции фундамента для 2-х сечений здания с отметками, размерами и привязкой к осям здания, а также необходимыми узлами и деталями; план и разрез котлована с указанием размеров и привязкой к осям здания;

1.4 Указания к оформлению работы и ее защита

 

Оформление расчетно-графической работы осуществляется в соответствии с требованиями стандарта вуза.

Пояснительная записка и схемы чертежей подписываются сту­дентом и сдаются на факультет для проверки преподавателем.

Студент обязан выполнить работу и защитить ее в срок, преду­смотренный планом-графиком на учебный год. Консультации, связан­ные с выполнением работы, студент может получить у преподавателя кафедры, ведущего указанную дисциплину.

Студенты заочной формы обучения после рецензирования рабо­ты должны разобраться в замечаниях (при их наличии). Если работа не допущена к защите, ее следует переработать и представить на по­вторное рецензирование. При допуске к защите необходимо явиться на кафедру к преподавателю - рецензенту для защиты работы.

 

 

2 Методические рекомендации к выполнению работы

 

Выбор типа и длины сваи

 

Длина сваи зависит от глубины расположения слоя грунта, который принимается в качестве несущего и в который свая погружается не менее чем на 1.5 м. В качестве несущего принимается слой грунта, обладающий хорошими строительными свойствами. В общем случае размер поперечного сечения свай принимается по их номенклатуре и уточняется всоответствии стребованиями обеспечения необходимой несущей способности.

 

Приложение А

(обязательное)

Задание на проектирование

 

 

 

 

Таблица А1 - Сведения о сооружении [12]
Последняя цифра зач. книжки	Номер схемы сооружения	Расчетные сечения	Нагрузка на фундамент	Сумма абсолютных среднемесячных отрицат. температур, градусы
Момент, кН*м	Продольная сила, кН
		1-1 3-3	40.0 25.0	550.0 1950.0
	2-2 4-4	25.0 40.0	1350.0 550.0
		1-1 3-3	35.0 40.0	500.0 1250.0

2-2 4-4 40.0 20.0 1250.0 150.0       1-1 3-3 45.0 20.0 250.0 450.0    

 

2-2 4-4 30.0 20.0 350.0 450.0       1-1 3-3 35.0 25.0 1000.0 200.0    

 

2-2 4-4 25.0 25.0 1200.0 200.0       1-1 3-3 30.0 20.0 390.0 970.0    

 

2-2 4-4 30.0 25.0 725.0 390.0  

Примечание. Для ленточных фундаментов нормативная нагрузка принимается на один погонный метр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица А.2 - Физико-механические характеристики грунтов

Сумма двух последних цифр зач.кн	Мощ ность слоя, м	Гранулометрический состав грунта	Природная влажность   , %	Границы пластичности	Удельн. вес грунта кН/м3	Удель.вес твердых частиц грунта кН/м3	Коэф. фильт рации грунта Kf, см/с	Коэф.сжимаемости грунта ,	УПВ от кровли слоя грунта м
>2 мм	2-0,5 мм	0,5-0,25 мм	0,25 0,1 мм	<0,1 мм	, %	, %
Первый слой грунта от поверхности земли
	4,2		0,5	5,5	20,0	74,0				19,2	27,0		0,13	-
	4,6		4,0	20,0	46,0	30,0				19,0	26,6		0,08	-
	3,6		5,0	16,0	20,0	59,0				18,5	27,2		0,14	-
	3,5		3,0	10,0	10,0	77,0				17,0	27,0		0,12	-
	3,0		2,5	5,0	20,0	72,5				16,2	27,1		0,18	-
	5,0		1,0	3,0	9,0	87,0				19,5	27,1		0,067	-
	4,7		4,0	4,0	45,0	47,0				18,8	26,2		0,16	-
	2,5		5,0	6,0	50,0	39,0				20,3	26,2		0,16	-
	3,8		0,1	0,9	20,0	79,0				19,3	27,0		0,13	-
	2,8		1,0	8,0	8,0	83,0				21,8	26,7		0,06	-
	3,2		14,0	21,0	30,0	34,0				19,5	26,5		0,07	-
	1,9		21,0	25,0	20,0	33,0				18,6	26,5		0,16	-
	2,5	0,5	19,5	27,0	18,0	35,0				20,1	26,5		0,17	-
	2,7		23,0	24,0	30,0	22,0				19,5	26,4		0,05	-
	3,5		5,0	8,0	8,0	76,0				18,2	27,0		0,14	-
	3,8		0,5	1,5	8,0	90,0				17,3	26,6		0,19	-
	3,9	1,2	17,0	20,0	25,0	36,8				17,0	26,5		0,01	-
	4,2	1,2	25,8	29,0	19,0	25,0				20,5	26,5		0,05	-
	4,0		3,0	2,0	5,0	90,0				20,1	27,4		0,06	-

 

 

 

Продолжение таблицы А.2

Последняя цифра зач. книжки	Второй слой грунта от поверхности земли
	5,0		0,5	0,5	9,0	90,0				19,3	27,0		0,13	-
	5,5		0,2	0,6	7,2	92,0				19,5	27,1		0,13	-
	2,5		1,0	1,0	3,0	95,0				18,8	27,4		0,14	-
	3,0		0,5	0,5	7,0	92,0				19,8	27,1		0,09	-
	3,5		1,0	2,0	2,0	75,0				20,9	27,4		0,07	-
	2,0	4,0	16,5	8,0	4,5	67,0				18,0	26,5		0,14	-
	4,5	2,0	22,0	32,0	15,0	29,0				20,7	26,5		0,05	-
	4,0		6,0	10,0	15,0	69,0				19,6	26,9		0,07	-
	5,5		1,0	4,0	8,0	87,0				18,0	26,5		0,14	-
	6,5		0,5	0,5	5,0	94,0				20,0	27,5		0,097	-
Предпосл.цифра зачет. кн.	Третий слой грунта от поверхности земли
	6,0		1,0	2,0	4,0	93,0				19,8	27,1		0,09	4.0
	5,0		3,0	15,0	23,0	59,0				18,5	27,2		0,14	3.0
	4,0		6,0	10,0	40,0	44,0				21,7	26,7		0,06	2.0
	4,0		3,0	2,0	5,0	90,0				20,1	27,4		0,07	2.5
	5,0		1,0	1,0	2,0	96,0				19,0	26,5		0,09	3.5
	6,0		0,5	0,5	2,0	97,0				19,0	27,5		0,14	4.5
	7,0		0,5	0,5	5,0	94,0				20,0	27,5		0,09	5.5
	6,0		16,0	10,0	18,0	56,0				21,0	27,6		0,074	5.0
	5,0		13,0	14,0	17,0	56,0				20,8	26,9		0,075	3.0
	4,0		0,1	2,1	6,6	91,2				21,7	26,7		0,04	2.5

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ДалматовБ.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Механика грунтов. Ч.1. Основы геотехники в строительстве. — М.: АСВ, 2000. —204 с.

2. Цытович Н.А. Механика грунтов. — М.: Высшая школа, 1983. —288 с.

3. Строительные нормы и правила: Основания зданий и соору­жений: СНиПРК 5.01.01- 2002. —Астана, 2002. — 83 с.

4. Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Основания и фундаменты. Ч.2. Основы геотехники. — М.: АСВ, 2002. — 392 с.

5. Далматов Б.И., Бронин В.Н., Голли А.В. и др. Проектирова­ние фундаментов зданий и подземных сооружений. — М.: АСВ, 2001. — 440 с.

6. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. -М.: Стройиздат, 1990. — 415 с.

7. Основания и фундаменты. Справочник / Под ред. Г.И. Шве­цова. —М.: Высшая школа, 1991. — 383 с.

8. Шутенко Л.Н., Гильман А.Д., Лупан Ю.Т. Основания и фун­даменты. — Киев: Высшая школа,1989. — 328 с.

9. Механика грунтов, основания и фундаменты. Задания и мето­дические указания к курсовому проекту / Гаврилов А.В. и др. — М.: ВЗИСИ,1989. —36с.

10. Строительные нормы и правила: Свайные фундаменты: СНиП 2.02.03-85. — М.: Стройиздат, 1985. — 46 с.

 

Сергазы Оспанович Оспанов

Виталий Анатольевич Хомяков

СОДЕРЖАНИЕ

1. Содержание работы и порядок ее выполнения ………………………………3

1.1 Цель работы ……………………………………………………..………..….3

1.2 Задание на работу …………………………………………………………….4

1.3 Содержание работы …………………………………………………………..4

1.4 Указания к оформлению работы и ее защита ………………………………5

2. Методические рекомендации к выполнению работы…………………….....6

2.1 Оценка инженерно-геологических условий строительства …………..…..6

2.2 Анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента…….…8

2.3 Определение предварительных размеров фундамента ……………….…..9

2.4 Проверка прочности подстилающего слоя слабого грунта ……………...11

2.5 Определение осадки фундамента ……………………………………….…12

3. Проектирование свайного фундамента …………………………..…….…..14

3.1 Выбор глубины заложения ростверка ……………………………………14

3.2 Определение несущей способности одиночных свай ……………………14

3.3 Конструирование свайного фундамента …………………………………..16

3.4 Расчет осадки свайного фундамента ………………………………………18

4. Расчет фундамента с применением ПЭВМ …………………………………20

Приложение А ……………………………………………………………………27

Список литературы ………………………………………………………..…….31

 

1. Содержание работы и порядок ее выполнения

 

Цель работы

Целью выполнения расчетно-графической работы является за­крепление и углубленное изучение теоретического курса, ознакомле­ние будущих специалистов с основами инженерной геологии, механи­ки грунтов, положениями современных методов расчета, действую­щими нормами проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений для конкретных инженерно-геологических условий пло­щадки строительства.

В процессе выполнения работы студенты решают практические задачи оценки инженерно-геологических условий и физико-механических характеристик грунтов площадки строительства, проек­тирования оснований и фундаментов естественного заложения под здание.

Задание на работу

 

Задание на работу составлено всоответствии с программой дис­циплины "Геотехника II" и содержится в приложении А:

а) сведения о здании - краткая конструктивная характеристика здания, его схематические чертежи с указанием необходимых геометрических размеров и конструктивных элементов, вертикальная при­вязка в относительных отметках (рис. А.1...А.5), тип здания и расчетные сечения фундаментов (табл. АЛ);

б) данные о площадке предполагаемого строительства, схемати­ческий геологический разрез с указанием гидрогеологических усло­вий (рис. А.6), таблицу лабораторных определений физико-механических характеристик грунтов по слоям геологического разреза (табл. А.2);

Выбор задания производится следующим образом. Номер схемы здания и расчетные сечения фундаментов принимаются по таблице А.1 и рисункам А.1...А.5 - по последней цифре зачетной книжки сту­дента. Вариант площадки строительства устанавливается по схеме геологического разреза (рисунок А.6) и таблице приложения А.2 - по двум последним цифрам ID студента.

Содержание работы

 

Расчетно-графическая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки объемом 10-15 страниц рукописного текста и схем чертежей формата А3 в количестве 4 листов.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

введение; оценка инженерно-геологических условий строительства; анализ конструктивной схемы здания и выбор типа фундамента; определение основны

размеров фундамента; проверка прочности слоя слабого грунта под фундаментом; расчет осадки фундамента; указания по особенностям производства работ нулевого цик­ла.

Схемы чертежей на формате А-3 должны со­держать:

конструктивный разрез сооружения с принятым типом фун­дамента, совмещенный с геологическим разрезом; план фундаментов, развертку фундаментов по одной из осей здания (с маркировкой элементов); рабочие чертежи конструкции фундамента для 2-х сечений здания с отметками, размерами и привязкой к осям здания, а также необходимыми узлами и деталями; план и разрез котлована с указанием размеров и привязкой к осям здания;

1.4 Указания к оформлению работы и ее защита

 

Оформление расчетно-графической работы осуществляется в соответствии с требованиями стандарта вуза.

Пояснительная записка и схемы чертежей подписываются сту­дентом и сдаются на факультет для проверки преподавателем.

Студент обязан выполнить работу и защитить ее в срок, преду­смотренный планом-графиком на учебный год. Консультации, связан­ные с выполнением работы, студент может получить у преподавателя кафедры, ведущего указанную дисциплину.

Студенты заочной формы обучения после рецензирования рабо­ты должны разобраться в замечаниях (при их наличии). Если работа не допущена к защите, ее следует переработать и представить на по­вторное рецензирование. При допуске к защите необходимо явиться на кафедру к преподавателю - рецензенту для защиты работы.

 

 

2 Методические рекомендации к выполнению работы

 

Оценка инженерно-геологических условий строительства

 

Рекомендуется следующая последовательность данной оценки для песчаных и глинистых фунтов на основе зависимостей [1], [2].

 

2.1.1 Определение вида грунтов по гранулометрическому соста­ву и числу пластичности

 

1_P=W_L-W_P, (2.1)

 

где W_L u W_P - соответственно влажность грунта на границе теку­чести и раскатывания.

Если 1_Р 1, то грунт является глинистым.

Если 1_Р =0 и содер­жание частиц размером менее 2 мм по массе более 50%, то грунт яв­ляется песчаным.

 

2.1.2 Определение разновидности песчаных грунтов по гранулометрическому составу. Данная разновидность песчаного грунта устанавливается на основе анализа процентного содержания частиц по массе различного диаметра с использованием [1, с. 13].

 

2.1.3 Определение разновидности глинистых грунтов по числу пластичности. Число пластичности вычисляется по формуле (2.1). При 1 1_Р 7 - грунт супесь; 7< 1_Р 17 - суглинок; 1_Р >17 - глина.

 

2.1.4 Определение коэффициента пористости грунтов

(2.2)

где y_s - удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

у - удельный вес грунта, кН/м³;

W - природная влажность грунта в долях единицы.

По коэффициенту пористости для песчаных грунтов в соответ­ствии с таблицей [1, с. 22] устанавливается плотность их сложения.

 

2.1.5 Определение степени влажности грунтов

(2.3)

где Yw -удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м³

Значение степени влажности грунтов определяется для всех грунтов.

 

 

Для песчаных грунтов дополнительно устанавливается их со­стояние по степени влажности [1, с. 18].

 

2.1.6 Определение показателя текучести I_L глинистых грунтов

(2.4)

По величине I_L, в соответствии с [1, с. 21] устанавливается раз­новидность глинистого грунта.

2.1.7 Оценка особых свойств грунтов

2.1.7.1 Оценка просадочности грунтов.

По предварительной оценке к просадочным относятся глинистые грунты со степенью влажности S_r 0,8, для которых величина безразмерного показателя I_ss, определенного по формуле (2.5) меньше значений, приведенных в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 Значение показателя I _SS

I P,%	1 Ip<10	10 1Р< 14	14 1p <22
Iss	0,1	0,17	0,24

 

I _SS= (2.5)

где e _l– коэффициент пористости, соответствующий влажности грунта на границе текучести W_L, определяемый по формуле

 

, (2.6)

 

2.1.7.2 Оценка набухающих свойств глинистых грунтов.

По предварительной оценке к набухающим относятся глинистые грунты, для которых величина показателя I _SS 0.3.

 

2.1.8 Определение механических характеристик грунтов:

 

1) расчетное сопротивление грунта R_о по таблицам [3, с. 79];

2)характеристики прочности и деформируемости грунтов.

К их числу относятся: сцепление - С. и угол внутреннего трения - φ; модуль деформации - Е.

В рамках учебного проектирования значения т_о (коэффициент сжимаемости) указываются в задании, а C и φопределяются по СНиП РК [3, с. 70 ].

Модуль деформации определяется по зависимости

Е = , (2.7)

где: т_v=т _o/(1+e);

β =1-2*ν²/(1-ν).

Величину коэффициента поперечной деформации v допускается принимать равным: 0.3-0.35 - для песков и супесей; 0.35-0.37- для суглинков; 0.2-0.3 - при I_L < 0; 0.3 - 0.38 - при 0 I_L 0.25; 0.38 - 0.45 при 0.25 < I_L 1.0 - для глин.

2.1.9 Выбор расчетных характеристик грунтов. Расчётные ха­рактеристики грунтов определяются по формуле [3, с. 46]

 

X=X_n/p_g, (2.8)

 

где X_n - нормативное значение характеристики грунта;

p_g - коэффициент надёжности по грунту.

 

2.1.10 Оценка условий залегания грунтов основания. Обычно выделяют следующие типовые схемы:

- схема 1, когда все слои грунта являются надежными;

- схема 2, когда с поверхности залегают один или несколько слоев слабого грунта, подстилаемых надежными грунтами;

- схема 3, когда между слоями надежных грунтов залегают про­слои слабых грунтов.

Схема 1 наиболее благоприятна для строительства.

Схемы 2 и 3 обусловливают многовариантность решений оснований и фундамен­тов. Проектное решение здесь принимается по результатам технико-экономического анализа вариантов фундаментов.