Студопедия

КАТЕГОРИИ:

Авто Автоматизация Архитектура Астрономия Аудит Биология Бухгалтерия Военное дело Генетика География Геология Государство Дом Журналистика и СМИ Изобретательство Иностранные языки Информатика Искусство История Компьютеры Кулинария Культура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлы и Сварка Механика Музыка Население Образование Охрана безопасности жизни Охрана Труда Педагогика Политика Право Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радио Регилия Связь Социология Спорт Стандартизация Строительство Технологии Торговля Туризм Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Ценнообразование Черчение Экология Эконометрика Экономика Электроника Юриспунденкция

Методические указания к выполнению задания

Стр 1 из 13Следующая ⇒

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К контрольной работе по дисциплине

«Основания и фундаменты»

Для обучающихся направления

«Строительство»

Омск-2016

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)»

Кафедра строительная механика и геотехнологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к контрольной работе по дисциплине

«Основания и фундаменты»

для обучающихся направления

«Строительство»

Составители: Нестеров А.С, Гриценко В.А.

Омск-2016

УДК 624.15

ББК 38.582

Рецензент к.т.н. доцент Шапошников Артем Владимирович

Работа одобрена объединенным научно-методическим советом направления «Строительство».

Методические указания к контрольной работе по дисциплине «Основания и фундаменты»для студентов направления "Строительство" / сост. А.С. Нестеров, В.А. Гриценко – Омск: СибАДИ, 2016. – 56 с.

Изложены методики определения расчетного сопротивления грунта, проектирования фундамента на естественном основании под колонну промышленного здания, определение длины и несущей способности сваи по сопротивлению грунта, определения осадки свайного куста и свайного поля, приведены основные расчетные выражения. Методики сопровождены примерами расчета.

Табл..28, Ил.17, Библиогр.:10 назв.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ…………………………………………………..4

ЗАДАНИЕ 1.Оценкагрунтов основания…………………………..….4

Методические указания к выполнению задания………………………..6

Пример решения……………….……………………………………12

ЗАДАНИЕ 2.Проектирование фундамента на естественном

основании под колонну промышленного здания…….16

Методические указания к выполнению задания………………………17

Пример решения ………………………..………………………..…19

ЗАДАНИЕ 3.Определить «полезное» расчетное сопротивление

сваи по грунту…......................................……………....22

Методические указания к выполнению задания……………………….23

Пример решения ……………………………………………………26

ЗАДАНИЕ 4. Определить необходимое количество свай п

в свайном фундаменте ………………………………….. 28

Методические указания к выполнению задания………………………..28

Пример решения ……..……………………………………………..31

ЗАДАНИЕ 5. Расчет осадки свайного куста …..……….………………33

Методические указания к выполнению задания………………………..34

Пример решения ……..……………………………………………..36

ЗАДАНИЕ 6.Расчет осадки свайного фундамента

(свайного поля).................................................................39

Методические указания к выполнению задания………………………40

Пример решения ……..………………………..……………………47

Термины и определения………………………………………………………53

Основные буквенные обозначения…………………………………………..54

Перевод единиц измерения системы МКГС (технической) в единицы

системы СИ…….……………………………………………………………...56

Библиографический список…………………………………………………..57

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения, обучающихся по направлению «Строительство».

Цель настоящих указаний состоит в получении студентами практических навыков в расчетах фундаментов, по дисциплине «Основания и фундаменты».

Контрольная работа по дисциплине «Основания и фундаменты» выполняется после прослушивания студентами установочных лекций и самостоятельного изучения разделов дисциплины.

В контрольной работе студенты выполняют шесть заданий по одному из десяти вариантов каждой задачи в соответствии с последней цифрой шифра студента и её последующей защитой.

Выполнение текстовой и графической частей контрольной работы должны соответствовать действующим нормативным документам для выполнения данного вида работ [10].

ЗАДАНИЕ 1. Оценка грунтов основания

Требуется: определить расчетное сопротивление грунтов основания и провести их оценку.

Исходные данные к решению задаче: проектируемое здание без подвала; за отметку ±0,00 принята отметка уровня планировки (DL); относительные отметки геологического разреза основания площадки строительства и уровень подземных вод приведены в табл.1; физические характеристики грунтов основания в табл.2.

Таблица 1

Исходные данные к решению задачи

№ варианта	Подошва первого слоя основания	Подошва второго слоя основания	Уровень подземных вод
1	-2,3	-7,6	-1,6
2	-2,5	-7,0	-1,9
3	-2,6	-6,6	-1,2
4	-2,8	-6,0	-1,6
5	-2,8	-8,0	-1,5
6	-3,5	-6,9	-2,5
7	-2,2	-8,2	-2,0
8	-3,1	-6,5	-3,0
9	-2,6	-8,1	-1,8
10	-3,2	-8,0	-3,0

Таблица 2.

Варианты физико-механических характеристик грунтов основания

№ варианта	Номера слоев основания и разновидность грунта	Плотность грунта по группам предельных состояний, т/м³	Плотность частиц грунта, r_s, т/м³	Коэффициент пористости, е, д.е	Показатель текучести, J_L, д.е
№ варианта	Номера слоев основания и разновидность грунта	по II группе	Плотность частиц грунта, r_s, т/м³	Коэффициент пористости, е, д.е	Показатель текучести, J_L, д.е
1	1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок пылев.	1,98 2,03 1,99	2,71 2,67 2,65	0,77 0,67 0,72	0,29 - -
2	1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина	1,98 2,07 1,95	2,73 2,66 2,75	0,82 0,67 0,69	0,73 - 0,00
3	1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок ср. кр.	1,88 1,98 2,00	2,71 2,65 2,66	0,80 0,61 0,54	0,25 - -
4	1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина	2,05 1,87 2,00	2,68 2,72 2,78	0,50 0,88 0,74	1,00 0,27 0,11
5	1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина	1,98 1,97 2,05	2,72 2,71 2,75	0,61 0,79 0,77	0,33 0,60 0,21
6	1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина	1,98 1,96 1,99	2,72 2,67 2,77	0,75 0,83 0,67	0,30 - 0,00
7	1.Суглинок 2.Супесь 3.Глина	1,99 2,05 1,98	2,70 2,68 2,73	0,71 0,52 0,72	0,57 0,20 0,17
8	1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина	2,05 2,09 2,03	2,68 2,66 2,72	0,52 0,57 0,66	0,20 - 0,15
9	1.Суглинок 2.Песок пылев. 3.Песок ср. кр.	2,00 1,98 1,78	2,69 2,67 2,66	0,69 0,66 0,82	0,57 - -
10	1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина	1,95 2,09 2,01	2,68 2,66 2,72	0,65 0,57 0,64	0,50 - 0,00

Методические указания к выполнению задания

1. Выполняем классификацию глинистых грунтов по показателю текучести I_L по табл.3

Таблица 3

Классификация глинистых грунтов по показателю текучести

(извлечение из ГОСТ 25100-2011 [3])

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести
Супесь: - твердая - пластичная - текучая	IL < 0 0 ≤IL ≤1,00 IL > 1,00
Суглинки и глины: - твердые - полутвердые - тугопластичные - мягкопластичные - текучепластичные - текучие	IL < 0 0≤IL ≤0,25 0,25 < IL ≤0,50 0,50 < IL ≤0,75 0,75 < IL ≤1,00 IL > 1,00

2. По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычисляются:

удельный вес грунта по формуле:

, (1)

где g– ускорение свободного падения (g = 9,81м/с²);

удельный вес грунта во взвешенном состоянии по

выражению:

. (2)

где r_w – плотность воды, принимаемая равной 1,0 т/м³.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при IL > 0,25. При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с IL £ 0,25 его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды.

3. По разновидности грунта, значению е (коэффициент пористости) и I_L (показатель текучести) по табл.4.5 и 6 определяют для каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ) основания, нормативные значения с_n (удельное сцепление, кПа), j_n (угол внутреннего трения, град.) и модуль деформации Е, МПа. Так как нормативные значения угла внутреннего трения j_n, удельного сцепления с_п и модуля деформации E приняты по табл.4,5,6[5], расчетные значения характеристик в этом случае принимают при значении коэффициента надежности по грунту (расчет основания по деформациям) g_g = 1,0 [5].

Таблица 4

Нормативные значения удельного сцепления с_n, кПа, угла внутреннего

трения j_n град., и модуля деформации Е, Мпа, песков четвертичных

отложений(извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Пески	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Пески	Обозначения характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые и крупные	c	2	1	-	-
	j	43	40	38	-
	E	50	40	30	-
Средней крупности	c	3	2	1	-
	j	40	38	35	-
	E	50	40	30	-
Мелкие	c	6	4	2	-
	j	38	36	32	28
	E	48	38	28	18
Пылеватые	c	8	6	4	2
	j	36	34	30	26
	E	39	28	18	11

Примечание. Для промежуточных значений е: c_n, j_n, E определяется по интерполяции

Таблица 5

Нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа, угла внутреннего трения j_п, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

(извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL		Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е,равном
		Обозначения характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Супеси	0≤I_L≤0,25	c	21	17	15	13	-	-	-
	0≤I_L≤0,25	j	30	29	27	24	-	-	-
	0,25≤I_L≤0,75	c	19	15	13	11	9	-	-
	0,25≤I_L≤0,75	j	28	26	24	21	18	-	-

Окончание таблицы 5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Суглинки	0≤I_L≤0,25	C	47	37	31	25	22	19	-
	0≤I_L≤0,25	j	26	25	24	23	22	20	-
	0,25≤I_L≤0,50	c	39	34	28	23	18	15	-
	0,25≤I_L≤0,50	j	24	23	22	21	19	17	-
	0,50≤I_L≤0,75	c	-	-	25	20	16	14	12
	0,50≤I_L≤0,75	j	-	-	19	18	16	14	12
Глины	0≤I_L≤0,25	c	-	81	68	54	47	41	36
	0≤I_L≤0,25	j	-	21	20	19	18	16	14
	0,25≤I_L≤0,50	c	-	-	57	50	43	37	32
	0,25≤I_L≤0,50	j	-	-	18	17	16	14	11
	0,50≤I_L≤0,75	c	-	-	45	41	36	33	29
	0,50≤I_L≤0,75	j	-	-	15	14	12	10	7

Примечание. Для промежуточных значений I_L и е: c_n, j_n определяется

по интерполяции.

Таблица 6

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых

не лессовых грунтов(извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Происхождение и возраст грунтов		Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL		Модуль деформации грунтов Е, МПа, при коэффициенте пористости е, равном
Происхождение и возраст грунтов				0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Четвертичные отложения	Аллювиальные, делювиальные, озерные, озерно-аллювиальные	Супеси	0≤I_L≤0,75	-	32	24	16	10	7	-	-	-	-	-
		Суглинки	0≤I_L≤0,25	-	34	27	22	17	14	11	-	-	-	-
			0,25≤I_L≤0,50	-	32	25	19	14	11	8	-	-	-	-
			0,50≤I_L≤0,75	-	-	-	17	12	8	6	5	-	-	-
		Глины	0≤I_L≤0,25	-	-	28	24	21	18	15	12	-	-	-
			0,25≤I_L≤0,50	-	-	-	21	18	15	12	9	-	-	-
			0,50≤I_L≤0,75	-	-	-	-	15	12	9	7	-	-	-

Примечание. Для промежуточных значений I_L и е: Е определяется по интерполяции

4. Исходные данные, приведенные в табл. 1,2 и полученные значения п.3 заносят на схему (рис.1).

Рис. 1. Исходные данные к определению расчетного сопротивления грунтов основанияи их оценке: ИГЭ1..3 (инженерно-геологические элементы основания); I_L – показатель текучести; h_i — мощность i-го слоя грунта; DL – уровень планировки (в контрольной работе: ± 0,00), WL – уровень подземных вод, 1,2 – отметки кровли второго и третьего слоёв; g_II_,_i, – удельный вес грунта и удельный вес грунта во взвешенном состоянии; R_i – расчетное сопротивление i-го слоягрунта; E_i – модуль деформации i-го грунта; d_1,_i – глубина заложения фундаментов, м, от уровня планировки.

5. Определение расчетного сопротивления грунтов основания рекомендуется выполнять послойно сверху вниз.

6. Расчетное сопротивление грунта R_i рассчитывается по формуле [5] в точках указанных на схеме (рис.1). Первое значение R₁ определяется на глубине d₁=1,50 м:

, (3)

Так как проектируемое здание не имеет подвала (d_b=0), то для каждого ИГЭ (инженерно-геологического элемента) основания, расчетное сопротивление грунта R_i определяется по формуле:

, (4)

где , – коэффициенты условий работы, принимаются по табл.7, в зависимости от разновидности грунта, для песков от степени влажности, для пылевато-глинистых грунтов от показателя текучести I_L , а принимается при жесткой конструктивной схеме L/H – 4 и более.

Таблица 7

Коэффициенты условий работы , (Извлечение из СП 22.1333-2011[5])

Грунты	Коэффициент	Коэффициент для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H, равном
Грунты	Коэффициент	4 и более	1,5 и менее
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и пески, кроме мелких и пылеватых	1,4	1,2	1,4
Пески мелкие	1,3	1,1	1,3
Пески пылеватые:
маловлажные и влажные	1,25	1,0	1,2
насыщенные водой	1,1	1,0	1,2
Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинис-тым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя 0,25	1,25	1,0	1,1
То же, при 0,25 0,5	1,2	1,0	1,1
То же, при 0,5	1,1	1,0	1,0

k – коэффициент, принимаемый равным k =1,1т.к. прочностные

характеристики грунта (j_n и с_n) определены по табл.4,5,6[5];

М_g , М_q, М_с – коэффициенты, принимаемые по табл. 8 в зависимости

от угла внутреннего трения j _II, град.;

k_z – коэффициент, (для предварительной оценки грунтов основания,

принимается равным 1,0 (при b<10 м);

Таблица 8

Коэффициенты М_g , М_q, М_с

(Извлечение из СП 22.1333-2011[5])

Угол

внутреннего трения , град.

Коэффициенты

Угол

внутреннего трения , град.

Коэффициенты

1 2 3 4 5 6 7 8

0 0 1,00 3,14 23 0,66 3,65 6,24

1 0,01 1,06 3,23 24 0,72 3,87 6,45

2 0,03 1,12 3,32 25 0,78 4,11 6,67

3 0,04 1,18 3,41 26 0,84 4,37 6,90

4 0,06 1,25 3,51 27 0,91 4,64 7,14

5 0,08 1,32 3,61 28 0,98 4,93 7,40

6 0,10 1,39 3,71 29 1,06 5,25 7,67

7 0,12 1,47 3,82 30 1,15 5,59 7,95

8 0,14 1,55 3,93 31 1,24 5,95 8,24

9 0,16 1,64 4,05 32 1,34 6,34 8,55

10 0,18 1,73 4,17 33 1,44 6,76 8,88

11 0,21 1,83 4,29 34 1,55 7,22 9,22

12 0,23 1,94 4,42 35 1,68 7,71 9,58

13 0,26 2,05 4,55 36 1,81 8,24 9,97

14 0,29 2,17 4,69 37 1,95 8,81 10,37

15 0,32 2,30 4,84 38 2,11 9,44 10,80

16 0,36 2,43 4,99 39 2,28 10,11 11,25

17 0,39 2,57 5,15 40 2,46 10,85 11,73

18 0,43 2,73 5,31 41 2,66 11,64 12,24

19 0,47 2,89 5,48 42 2,88 12,51 12,79

20 0,51 3,06 5,66 43 3,12 13,46 13,37

21 0,56 3,24 5,84 44 3,38 14,50 13,98

22 0,61 3,44 6,04 45 3,66 15,64 14,64

   b –   ширина подошвы фундамента, м, для предварительной оценки

            грунтов основания, в задаче принимается b=1м;

γ_ІІ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

   d₁– глубина заложения фундамента сооружения без подвала принимается от уровня планировки DL, для первого значение R₁принимают на глубине d₁ =1,5 м, рис.1;

– осредненное расчетное значение удельного веса грунта, зале -

        гающих выше подошвы фундамента (от уровня планировки

        DL до подошвы фундамента, где определяется R_i , при нали -

        чии подземных вод определяется с учетом взвешивающего

        действия воды – ), кН/м³;

с_II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего

        непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

       После определения R_i их численные значения показывают на схеме      (рис.1). Здесь же приводят значения модулей деформации грунтов Е_i.

   На основе анализа полученных значений R_i должно быть сделано заключение о характере распределения несущей способности грунтов по глубине и выделен грунт, обладающий максимальной несущей способностью. Так же необходимо послойно оценить сжимаемость грунтов по значению Е_i , выделен слабый грунт.

Пример решения

   Требуется: определить расчетное сопротивление грунтов основания

                        и провести послойную их оценку.

     Исходные данные к решению задачи: отметки геологического разреза основания площадки строительства и физические характеристики грунтов основания в табл.9,10.

Таблица 9

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 358.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...