Примакина - Фундаменты мелкого заложения. Свайные фундаменты

В методическом пособии приводятся примеры проектирования оснований по предельным состояниям при расчете и конструировании фундаментов мелкого заложения в соответствии с требованиями действующих строительных норм.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В курсовом проекте по дисциплине «Основания и фундаменты» студенты должны запроектировать фундаменты промышленного или гражданского здания, используя существующие методы расчета с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки и конструктивных особенностей здания.

Задание на проект. Задание на проект выдается индивидуально каждому студенту и состоит: 1) данные об инженерно-геологических условиях площадки строительства; 2) данные о конструктивном решении надземной части здания, величины нагрузок на фундамент.

Состав и объем проекта. Курсовым проектом предусматривается расчет и конструирование двух типов фундаментов - мелкого заложения и свайные для двух сечений, указанных в задании. Для каждого типа фундамента необходимо разработать схему производства работ по устройству фундамента и, в случае необходимости, схему понижения уровня подземных вод. Проект должен содержать:

- подробную расчетно-пояснительную записку с обоснованием принятых решений, со всеми расчетами и расчетными схемами (объем 25-30 стр.);

- чертеж, выполненный на одном листе ватмана формата А1.

Оформление записки

Записка должна быть оформлена в графическом редакторе Word, высота шрифта 12 пс, интервал между строками 1,5. Листы записки должны иметь сплошную нумерацию и быть сброшюрованы. В состав записки включают: задание и исходные данные, теоретическую часть, отражающую методику расчетов, сами расчеты и их результаты, расчетные схемы со всеми необходимыми обозначениями и размерами в системе СИ, список литературы.

Записка должна состоять из разделов и параграфов.

Текст пояснительной записки должен представлять собой единое связанное изложение по существу вопроса с логическим обоснованием переходов и принимаемых решений. Каждый этап расчета и проектирования должен начинаться с новой страницы, завершаться выводом с четкой формулировкой по принятому решению.

Необходимо понимать, что данные расчетов, схем в пояснительной записке и элементов чертежа на листе должны быть строго увязаны между собой. На обложке расчетно-пояснительной записки следует указать: академию, кафедру, дисциплину, факультет, курс, фамилию, имя и отчество студента (полностью), учебный шифр. Расчетно-пояснительная записка должна быть подписана студентом. Курсовой проект без задания на проектирование или без соблюдения указанных выше требований к оформлению, на рецензирование не принимается и возвращается без рассмотрения. Консультации, связанные с выполнением курсового проекта студент может получить у преподавателя кафедры, ведущего дисциплину «Основания и фундаменты». Состав чертежа

1. Планы фундаментов двух типов М 1:100 или 1:200.

Для бескаркасных зданий - на плане фундамента мелкого заложения показывается раскладка сборных фундаментных плит и первого ряда блоков стен; на плане свайного фундамента - размещение свай и контуры ростверков. Для каркасных зданий - на плане фундамента мелкого заложения показывается расположение столбчатых фундаментов с раскладкой фундаментных балок (при необходимости). Необходимо показать привязку фундаментов к осям здания, маркировку элементов фундаментных конструкций.

2. Развертки фундаментных стен с раскладкой блоков М 1:100 или 1:200;

3. Рабочие чертежи сечений фундаментов двух типов М 1:50 или М 1:25;

4. Разрез котлована с привязкой к осям здания, указанием уклонов откосов и при необходимости схемой устройства водопонижения;

5. Спецификация сборных и монолитных железобетонных элементов в табличной форме.

Образцы графического выполнения чертежей и схем их размещения на листе показаны в приложении.

Защита курсового проекта

На защите курсового проекта студент должен показать свое умение применять знания, полученные в процессе изучения дисциплины, при решении задач, связанных с проектированием оснований и фундаментов зданий и инженерных сооружений.

Студент допускается к сдаче экзамена по дисциплине «Основания и фундаменты» только после защиты курсового проекта.

 

1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки.

1.2. Характеристика здания.

1.3. Конструирование и расчет фундаментов мелкого заложения на естественном или искусственном основании для двух сечений:

- обосновать принятый тип фундамента;

- определить глубину заложения фундамента;

- предварительно определить размеры подошвы фундамента;

- скорректировать размеры подошвы фундамента в соответствии с расчетами основания по двум группам предельных состояний;

- для определения осадки фундаментов модуль деформации грунтов основания определить по результатам лабораторных и полевых испытаний согласно выданному заданию.

 

1.1. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

Данный анализ необходимо выполнять в соответствии с рекомендациями методических указаний. Дополнительно к этому необходимо выполнить вертикальную привязку объекта к геологическому разрезу, т.е. произвести планировку участка с установкой абсолютной планировочной отметки, нанести контуры здания, оси расчетных сечений фундаментов, указать высотные отметки пола первого этажа, подошвы фундамента мелкого заложения, подошвы ростверка, пяты свай для всех расчетных сечений. Здание необходимо разместить между скважинами так, чтобы была возможность определить характер напластований в основании расчетных фундаментов. Для наглядного представления о свойствах каждого слоя грунта и для решения вопроса о выборе типа основания и фундамента справа от геологического разреза строится эпюра табличных значений Ro (кПа) для всех слоев грунта по глубине разреза. Пример геологического разреза показан на рис.

 

1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗДАНИЯ

Предлагаются различные классификации сооружений по жесткости, определяемые конкретными задачами проектирования фундаментов (таблицы 1-3 Приложения I). Действующие нормы мерой жесткости зданий и сооружений принимают отношение длины здания (или его отсека) к его высоте.

Здания с жесткой конструктивной схемой, обладая высокой прочностью и общей пространственной устойчивостью, обеспечивают равномерную деформацию системы основание — верхнее строение и допускают увеличенные предельные осадки сооружений. Поэтому расчетное сопротивление грунта основания под жестким зданием может быть повышено введением коэффициента условий работы уС2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой.

При назначении предельно допустимых значений совместной деформации основания и здания и для определения необходимого объема инженерно-геологических изысканий сооружения подразделяют по степени их чувствительности к неравномерным осадкам на следующие группы: 1) малочувствительные; 2) чувствительные; 3)высокочувствительные.

При сборе нагрузок на ленточные фундаменты различают здания с жесткой и упругой конструктивными схемами. Критерием жесткости в этом случае является расстояние между поперечными стенами здания. Если максимальное значение его, не превышает данных табл. 1.1, то здание имеет жесткую конструктивную схему, а фундамент рассчитывают как центрально нагруженный от действия вышележащих вертикальных сил. В противном случае здание имеет упругую конструктивную схему, и равнодействующая всех вышележащих сил на уровне подошвы фундамента прикладывается с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести фундамента. Многоэтажные жилые дома и гражданские здания имеют жесткую конструктивную схему, а одноэтажные промышленные - упругую.

Пример 1. Проанализировать конструктивные и жесткостные особенности трехсекционного жилого дома.

Девятиэтажные здания компонуются из секций, связанных друг с другом элементами их блокировки. Секция имеет размеры в плане в осях 12,0x25,8 м. Круглопустотные плиты перекрытия опираются на продольные кирпичные стены, расстояние между осями стен 6 м.

Под всей площадью здания имеется техническое подполье.

Решение

1. По степени ответственности здание относится ко II классу.

2. При определении расчетного сопротивления грунта основания жилой дом следует отнести к зданиям с жесткой конструктивной схемой, т.к. наличие технического подполья под всей площадью дома является конструктивным мероприятием, повышающим его прочность и пространственную жесткость (таблица 1, приложение 1).

3. По чувствительности к неравномерным деформациям здание относится ко второй группе - здания чувствительные к неравномерным осадкам (таблица 2, приложение 1).

4. При сборе нагрузок на ленточный фундамент здание классифицируется как имеющее жесткую конструктивную схему и, следовательно, фундаменты рассчитывают как центрально-нагруженные.

Пример 2.

Проанализировать конструктивные и жесткостные особенности одноэтажного промышленного здания.

Каркас здания образуют сборные железобетонные колонны сечением 800x400 мм и стропильные фермы, свободно опирающиеся на колонны, т.е. сопряжение несущих элементов шарнирное. Колонны заделываются в отдельно стоящие фундаменты стаканного типа.

Решение

1. По степени ответственности здание относится ко II классу.

2. По расчетному сопротивлению грунта основания здание классифицируется как имеющее гибкую конструктивную схему (таблица 1, приложение 1).

3. По чувствительности к неравномерным деформациям основания - оно малочувствительно к осадкам (таблица 2, приложение 1).

Фундаменты мелкого заложения

2. Проектирование и расчет сборного ленточного фундамента

2.1. Рекомендации к проектированию

Номенклатура типовых плит по серии 1.112-5 и блоков по ГОСТ 13579-68 приведена в приложении III.

Для обеспечения пространственной жесткости сборного фундамента предусматривается связь между продольными и поперечными стенами путем перевязки их фундаментными стеновыми блоками и закладки в горизонтальные швы сеток из арматуры диаметром 8-10 мм. В случае примыкания кирпичных стен к фундаментным стеновым блокам сетки следует укладывать в каждом ряду блоков.

Фундаментные стеновые блоки укладываются с перевязкой вертикальных швов, глубина которой и принимается:

- при малосжимаемых грунтах (Е > 10 МПа) - не менее 0,4 высоты фундаментного стенового блока;

- при сильносжимаемых, просадочных, засоленных, насыпных и набухающих грунтах - не менее высоты фундаментного стенового блока.

Для уменьшения числа типоразмеров фундаментных стеновых блоков, а также для устройства вводов (рис. ...) оставляют проемы длиной не более 60 см, которые при необходимости заполняют бетоном или кирпичом. При этом лежащий выше блок должен перекрывать проемы. В углах здания проемы не допускаются.

Фундаменты сооружения или его отсека, как правило, должны закладываться на одном уровне. При заложении ленточных фундаментов смежных отсеков на разных отметках переход от более заглубленной части к менее заглубленной должен выполняться уступами. Уступы должны быть не круче 1:2 при связных грунтах и 1:3 при песчаных грунтах, а высота уступа не более 60 см. В сборных фундаментах высота уступа принимается равной высоте фундаментного стенового блока или железобетонной плиты, которые при необходимости укладываются на слой тощего бетона. Ленточные фундаменты примыкающих частей отсеков должны иметь одинаковое заглубление на протяжении не менее 1 м. При возведении сборных фундаментов на сильносжимаемых, просадочных и других структурно-неустойчивых грунтах, а также при неравномерном напластовании слоев предусматриваются армированные швы или железобетонные пояса поверх фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков по всему периметру здания с соблюдением следующих требований:

- армированный шов должен быть толщиной 3-5 см; для его устройства применяется цементный раствор не ниже марки раствора основной кладки и не ниже М50;

- армированный пояс следует выполнять из монолитного бетона, высота ж/б пояса 15- 25 см бетон марки не ниже Ml00;

- шов и пояс полагается армировать стержнями диаметром не менее 10 мм.

При устройстве швов применяют плоские сетки, а поясов - пространственные каркасы и располагают в одном уровне. При невозможности выполнения их на одном уровне допускается их располагать на разных отметках, но при этом они перекрывать друг друга на длину не менее 50 диаметров рабочей (продольной) арматуры и не менее двух расстояний между ними по вертикали.

От поверхностных и подземных вод стены защищают путем устройства отмосток и укладки горизонтальной гидроизоляции на уровне не ниже 5 см от поверхности отмостки и не выше 30 см от подготовки пола подвала. Внешняя поверхность подвальных стен защищается обмазочной изоляцией в один или в два слоя.

2.2. Определение глубины заложения фундамента

При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется:

- минимальная глубина заложения фундаментов должна быть не менее 0,5 м, если по архитектурно-планировочным соображениям в здании необходим подвал, то минимальная глубина заложения фундаментов устанавливается на 0,5-0,7 м ниже пола подвала. Следует также учитывать глубину заложения технологических коммуникаций. В некоторых случаях конструктивная высота фундамента (например, по условиям заделки анкерных болтов) определяет минимально возможную глубину заложения фундамента.

- предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта на 10-15 см;

- избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта малой толщины, если его строительные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя;

- закладывать фундаменты выше уровня подземных вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.

В целом глубина заложения фундамента зависит от следующих факторов:

1) геологического - в качестве несущего слоя основания принимают прочный и надежный грунт;

2) конструктивного (наличие подвала, техподполья, отметки подводимых коммуникаций, высот элементов фундамента);

3) климатического (зависит от расчетной глубины промерзания, теплового режима в примыкающем помещении, т.к. не допускается промерзание пучинистого грунта под подошвой фундамента).

...