Кафедра строительных конструкций
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для самостоятельной работы на тему «Проектирование оснований и фундаментов зданий» по дисциплине «Основания и фундаменты» для студентов специальности 270102.65
«Промышленное и гражданское строительство»
Составители: О. А. СЕРЕБРЯКОВ
С. С. КОЛМОГОРОВА
А. С. ЧУГУНОВ
Санкт-Петербург 2010 Настоящие методические указания составлены доцентом О. А. СЕРЕБРЯКОВЫМ, доцентом С. С. КОЛМОГОРОВОЙ и старшим преподавателем А. С. ЧУГУНОВЫМ в соответствии с Государственным в соответствии образовательным стандартом по специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство» и рабочей программой по дисциплине «Основания и фундаменты». Данные указания необходимы для самостоятельной работы по дисциплине «Основания и фундаменты» студентами V-го курса очной и заочной форм обучения специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство». Приведены задания на курсовую работу и даны указания по ее выполнению. Рецензент – кандидат технических наук, доцент кафедры «Основания и Фундаменты» ПГУПС (петербургский государственный университет путей сообщения) С.Г. КОЛМОГОРОВМетодические указания одобрены учебно-методическим Советом университета, протокол заседания №___ от «___» ________ 2010г. © ФГОУ ВПО СПбГАУ: О. А. Серебряков; С. С. Колмогорова; А.С. Чугунов 2010 Содержание
Настоящие методические указания составлены доцентом О. А. СЕРЕБРЯКОВЫМ, доцентом С. С. КОЛМОГОРОВОЙ и старшим преподавателем А. С. ЧУГУНОВЫМ в соответствии с Государственным в соответствии образовательным стандартом по специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство» и рабочей программой по дисциплине «Основания и фундаменты». 2
Данные указания необходимы для самостоятельной работы по дисциплине «Основания и фундаменты» студентами V-го курса очной и заочной форм обучения специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство». 2
ВВЕДЕНИЕ Учебным планом специальности «Промышленное и гражданское строительство» для строительных вузов предусмотрено выполнение студентами курсового проекта по дисциплине «Механика грунтов. Основания и фундаменты». Курсовой проект – это самостоятельная расчётно–графическая работа студента, цели которой:
закрепить теоретические знания;
выработать практические навыки проектирования оснований и
фундаментов, включая обоснование проектных решений,
расчеты, технико–экономические сопоставления, составление
пояснительных записок и разработку чертежей;
выработать умение пользоваться справочной литературой,
СНиПами, ГОСТами, типовыми проектами и пр.
Выполнение курсовой работы (проекта) базируется на уже имеющихся теоретических знаниях студентов. Поэтому до начала работы над заданием необходимо повторить соответствующий материал по учебнику и конспекту лекций. Некоторые указания по работе даются преподавателями на практических занятиях; иногда в оставшееся время студенты работают над заданием в аудитории. Поэтому на каждое практическое занятие или консультацию студент должен приносить необходимые материалы: задание, учебник, конспект лекций, пособия, СНиПы, методические указания. Данным методическим пособием могут руководствоваться студенты-дипломники.
Задание на курсовой проект, состав и объем курсового проекта
Проектирование фундаментов начинается с анализа схем здания (сооружения) и геологических условий площадки строительства. Минимально необходимые характеристики грунтов приведены в таблице 1. На основе исходных данных производится выполнение курсового проекта, который состоит из двух частей: а) расчетно-пояснительной записки; б) графической части. В пояснительной записке приводятся все необходимые обоснования принятых решений, расчеты, поясняющие схемы. Объем расчетно-пояснительной записки с необходимыми таблицами, схемами не должны превышать 25-30 страниц. Пояснительная записка начинается с бланка-задания, подписанного руководителем, и должна содержать следующие разделы: 1. Исходные данные для проектирования оснований и фундаментов. 2. Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. 3. Сбор нагрузок на обрез фундаментов. 4. Проектирование одного наиболее нагруженного и типичного фундамента здания в двух вариантах (фундамент на естественном основании и свайный фундамент). 5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов по стоимости и выбор более экономичного варианта. 6. Расчет и проектирование фундаментов основного варианта для других характерных сечений. 7. Краткие указания по производству работ. В начале пояснительной записки помещается оглавление, в конце – перечень использованной литературы. Графическая часть должна помещаться на одном стандартном листе АI. Состав чертежа:
схематический поперечный разрез сооружения с основанием (М 1:200);
конструкции рассмотренных вариантов фундамента, совмещенные с геологическим разрезом (М 1:100);
план фундаментов с размерами и привязками к осям (М 1:100);
сечения фундаментов по выбранному варианту с отметками, размерами и привязками к осям (М 1:50);
для свайного фундамента дополнительно показываются план ростверков и фундаментных балок М 1:100; план свай М 1:200;
примечания о принятых материалах и марках, подготовке под фундаменты, особенностях производства работ и др.
Т а б л и ц а 1 Нормативные характеристики физико-механических свойств грунтов
(номера грунтов см. на геологических разрезах)
-
№
п/п
|
Наименование грунта
|
Удельный вес частицы грунта
|
Удельный вес грунта
|
Естественная влажность
|
Влажность на границе раскатывания
|
Влажность на границе текучести
|
Коэффициент фильтрации
|
Коэффициент сжимаемости
|
Характеристики прочности
|
Угол внутреннего трения
|
Сцепления
|
γS, кН/м3
|
γII, кН/м3
|
ω
|
ωp
|
ωL
|
k, см/с
|
m0, кПа-1
|
φII, град
|
СII, кПа
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
Глина
|
27,1
27,0
27,2
27,2
27,0
26,9
26,9
26,8
27,1
26,9
|
21,2
20,5
19,5
19,7
18,2
18,3
17,8
18,0
18,2
18,1
|
0,17,
0,205
0,260
0,302
0,350
0,39
0,35
0,40
0,45
0,43
|
0,15
0,20
0,20
0,23
0,28
0,30
0,25
0,26
0,28
0,27
|
0,40
0,39
0,43
0,42
0,46
0,50
0,46
0,47
0,46
0,46
|
5 10-7
8,110-7
1,110-8
1,210-8
2,710-8
3,110-8
3,010-8
1,810-8
2,010-8
2,210-8
|
510-5
810-5
1210-5
1310-5
1510-5
3510-5
3810-5
4010-5
4810-5
4410-5
|
21
19
17
16
12
11
8
8
6
7
|
60,0
40,0
25,0
23,0
15,0
12,0
9,0
10,0
7,0
8,0
|
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
|
Суглинок
|
27,0
26,9
27,2
26,9
26,6
29,7
26,8
26,8
26,7
26,6
|
22,0
21,5
19,2
19,2
19,0
18,2
18,5
18,0
17,8
17,5
|
0,14
0,15
0,28
0,28
0,35
0,35
0,332
0,375
0,40
0,456
|
0,14
0,115
0,24
0,22
0,20
0,21
0,22
0,24
0,28
0,35
|
0,22
0,24
0,34
0,36
0,36
0,37
0,36
0,34
0,43
0,50
|
1,110-5
2,310-6
4,110-7
5,210-7
4,310-7
2,710-7
2,510-7
2,610-7
3,310-7
1,010-7
|
610-5
510-5
1610-5
1410-5
2310-5
4010-5
3010-5
4110-5
4510-5
5910-5
|
26
24
17
18
16
13
13
10
8
6
|
40,0
35,0
20,0
18,0
15,0
10,0
11,0
6,0
4,0
4,0
|
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
Супесь
|
26,6
26,6
26,3
26,6
26,5
26,6
26,4
26,4
26,5
|
20,5
20,0
19,2
19,5
19,2
19,2
18,8
18,3
18,7
|
0,15
0,18
0,25
0,23
0,23
0,20
0,32
0,308
0,368
|
0,15
0,155
0,22
0,185
0,18
0,20
0,26
0,25
0,29
|
0,21
0,22
0,29
0,25
0,25
0,27
0,33
0,32
0,36
|
2,710-5
3,010-5
2,410-5
2,310-5
2,110-5
1,710-5
1,010-5
1,110-5
1,510-5
|
610-5
910-5
2110-5
1610-5
1810-5
1010-5
5310-5
5110-5
5910-5
|
28
26
20
22
21
24
14
15
14
|
20,0
15,0
4,0
3,0
4,0
5,0
3,0
5,0
4,0
|
30
31
32
33
34
35
|
Песок крупный
|
26,4
26,6
26,5
26,7
26,6
26,8
|
18,6
20,2
19,1
20,2
19,2
20,4
|
0,26
0,20
0,16
0,19
0,08
0,16
|
-
-
-
-
-
-
|
-
-
-
-
-
-
|
310-2
6,510-2
610-2
5,110-2
410-2
5,810-2
|
1010-5
810-5
710-5
610-5
510-5
410-5
|
36
35
39
40
41
42
|
-
-
-
-
-
-
|
36
37
38
39
|
Песок средней крупности
|
26,6
26,7
26,5
26,4
|
18,7
17,4
19,2
20,1
|
0,27
0,29
0,18
0,16
|
-
-
-
-
|
-
-
-
-
|
4,210-2
5,110-2
3,510-2
210-2
|
1110-5
1010-5
610-5
610-5
|
32
30
36
39
|
-
-
-
-
|
40
41
42
43
44
45
|
Песок мелкий
|
26,4
26,6
26,5
26,8
26,6
26,7
|
17,4
16,1
19,3
17,8
20,2
18,5
|
0,32
0,11
0,21
0,12
0,19
0,09
|
-
-
-
-
-
-
|
-
-
-
-
-
-
|
610-3
810-3
510-3
4,410-3
2,810-3
2,110-3
|
1010-5
910-5
1010-5
810-5
710-5
610-5
|
28
27
33
32
36
37
|
-
-
-
-
-
-
|
46
47
48
49
50
51
52
53
54
|
Песок пылеватый
|
26,9
26,6
26,7
26,5
26,6
26,8
26,7
26,6
25,8
|
17,2
17,3
16,5
19,0
18,3
17,0
20,3
20,0
18,8
|
0,34
0,25
0,16
0,26
0,19
0,13
0,20
0,14
0,08
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
|
810-3
7,610-3
7,210-3
8,110-4
7,610-4
2,210-4
4,110-4
2,410-4
1,510-4
|
1210-5
1110-5
1010-5
1110-5
910-5
710-5
810-5
1010-5
610-5
|
25
24
23
30
31
32
34
33
35
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
|
55
56
57
|
Известняк
Сланец
Гранит
|
R = 10,0 МПа
Временное сопротивление одноосному сжатию R = 15,0 МПа
R = 25,0 МПа
|
Химический корпус
-
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,5
|
q4
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
q3
|
5,0
|
5,5
|
6,0
|
q4
|
2,0
|
2,1
|
2,2
|
Размеры, м
|
|
l
|
8,0
|
10,0
|
12,0
|
Рис. 1
Фабричный корпус
-
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,5
|
q4
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
3,0
|
3,5
|
4,0
|
q3
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
q4
|
2,0
|
2,1
|
2,2
|
Размеры, м
|
|
l
|
12,0
|
18,0
|
24,0
|
Рис. 2
Ремонтный цех
-
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,5
|
q4
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
3,0
|
3,5
|
4,0
|
q3
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
q4
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
Рис. 3
Котельная
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q2
|
6,0
|
6,5
|
7,0
|
q3
|
2,8
|
3,0
|
3,2
|
Q
|
7,0
|
8,0
|
9,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
9,0
|
10,0
|
11,0
|
q3
|
8,0
|
9,5
|
10,0
|
Q
|
12,0
|
13,0
|
14,0
|
Размеры, м
|
|
H
|
12,0
|
14,0
|
16,0
|
|
l1
|
3,0
|
3,5
|
4,0
|
|
l2
|
6,5
|
7,5
|
8,5
|
Рис. 4
Вокзал
-
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,5
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
q3
|
2,2
|
2,3
|
2,5
|
Рис. 5
Жилой дом
-
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
2,8
|
3,0
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,5
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
1,0
|
1,1
|
1,2
|
q3
|
1,3
|
1,5
|
1,7
|
Рис. 6
Механический цех
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
Q1
|
2,8
|
3,0
|
3,2
|
Q2
|
7,0
|
8,0
|
9,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
Размеры, м
|
|
l1
|
3,0
|
3,5
|
4,0
|
|
l2
|
6,5
|
7,5
|
8,5
|
|
e
|
0,5
|
0,65
|
0,75
|
Рис. 7
Сварочный цех
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,5
|
3,0
|
3,5
|
q2
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
Q
|
100,0 кН
|
150,0 кН
|
200,0 кН
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
|
q2
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
Размеры, м
|
|
l
|
15,0
|
18,0
|
21,0
|
|
e
|
0,5
|
0,65
|
0,75
|
Рис. 8
Силосный корпус
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
2,2
|
2,5
|
2,8
|
q2
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,3
|
Q
|
20,0
|
25,0
|
30,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
по СНиП
|
q3
|
8,0
|
9,5
|
10,0
|
Q
|
120,0
|
130,0
|
140,0
|
Размеры, м
|
|
l1
|
12,0
|
15,0
|
18,0
|
Рис. 9
Монтажный цех
Нормативные нагрузки кН/м2
|
|
Величины
|
1 вар.
|
2 вар.
|
3 вар.
|
Постоянные
|
q1
|
1,2
|
1,5
|
1,8
|
q2
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
q3
|
2,0
|
2,2
|
2,3
|
Q
|
20,0
|
25,0
|
30,0
|
Временные
|
q1
|
по СНиП
|
q2
|
по СНиП
|
q3
|
4,0
|
4,5
|
5,0
|
Q
|
120,0 кН
|
130,0 кН
|
140,0 кН
|
Размеры, м
|
|
l1
|
10,0
|
13,0
|
15,0
|
Рис. 10
|
