Министерство общего и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра оснований и фундаментов

КАНАКОВ Г.В., ПРОХОРОВ В.Ю.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Нижний Новгород ННГАСУ

2010

1

УДК. 624.15

Канаков Г.В., Прохоров В.Ю.

Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий. Учебно-методическое пособие. Н.Новгород: ННГАСУ, 2010 г. – 71 с.

Учебно-методическое пособие проектирование оснований зданий и

составлено сооружений

в соответствии с нормами на (СНиП 2.02.01-83^*) и свайных

фундаментов (СНиП 2.02.03-85), а также действующими ГОСТ, инструкциями и указаниями. Приводятся рекомендации по оценке инженерно-геологических условий площадки строительства, по проектированию фундаментов на естественном основании, по проектированию свайных фундаментов, технико-экономическому сравнению вариантов фундаментов. Это уже четвертое издание учебно-методического пособия. Рис.21, табл.29, библиограф. назв. 18.

Ó Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет 2010 г.

2

СОДЕРЖАНИЕ

стр. Введение 4

1. Общие положения 4 1.1. Задание на выполнение проекта 4 1.2. Состав и объем проекта 4 1.3. Рекомендуемая литература 5 1.4. Основные понятия и определения 6

2. Указания к выполнению проекта 7 2.1. Обработка физико-механических характеристик грунтов 7 2.1.1. Пример 1. Определение физических характеристик грунтов 9

2.1.2. Пример 2. Заполнение таблицы физико-механических 10 характеристик грунтов

2.1.3. Пример 3. Обработка результатов испытаний грунта штампом 11 2.1.4. Пример 4. Обработка результатов компрессионных 12

испытаний грунта

2.2. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства 12 2.2.1. Пример 5. Выполнение инженерно-геологического 15

разреза и оценка инженерно-геологических условий площадки

2.2.2. Пример 6. Выполнение вертикальной привязки фундаментов 15 здания. Выделение рациональных вариантов фундаментов

2.3. Конструктивная характеристика здания. 17 Определение нагрузок на фундаменты в расчетных сечениях

2.3.1. Пример 7. Выделение расчетных сечений при проектировании 18 фундаментов и определение соответствующих расчетных

нагрузок

2.4. Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения 18 2.4.1. Пример 8. Определение глубины заложения подошвы 18

фундамента

2.4.2. Пример 9. Определение размеров подошвы фундамента 20 2.4.3. Пример 10. Определение осадки основания 23 2.4.4. Пример 11. Расчет просадки основания 26 2.4.5. Пример 12. Расчет фундаментов на прочность 33

2.5. Расчет и конструирование свайного фундамента 35 2.5.1. Пример 13. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на 35

сваю

2.5.2. Пример 14. Определение расстояний между сваями и 37 выполнение плана расстановки свай

2.5.3. Пример 15. Расчет осадки свайного фундамента 38 2.5.4. Пример 16. Расчет и конструирование ростверка 41

2.6. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов зданий 45 2.6.1. Пример 17. Технико-экономическое сравнение вариантов 47

фундаментов 9-этажного жилого крупнопанельного дома

Приложения 1-11 51-71

3

Введение

В курсе «Механика грунтов, основания и фундаменты» особое внимание уделяется вопросам внедрения новейших достижений теории в практику фундаментостроения, направленных на индустриализацию, удешевление, ускорение и улучшение качества строительства.

Целью курсового проектирования по этой дисциплине является закрепление студентами полученных теоретических знаний. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и увязана с решением практических вопросов -выполнение проекта фундаментов сооружения.

При выполнении курсового проекта студент должен научиться пользоваться строительными нормами, ГОСТами, типовыми проектами, каталогами изделий для выполнения фундаментов, а также учебной, справочной и научной литературой; рекомендуется широко использовать вычислительную технику; должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), технико-экономического анализа, предложения по производству работ нулевого цикла, вопросы техники безопасности.

При выполнении дипломного проекта студент должен показать и защитить знания в разделе проектирования фундаментов сооружений.

Настоящее методическое пособие применяется в МИПК ННГАСУ при повышении квалификации руководящих работников и специалистов строительных организаций и проектных институтов по направлению «Современные методы фундаментостроения» и в учебном процессе студентов ННГАСУ.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Задание на выполнение проекта

В бланке задания на курсовой или дипломный проекты указывается место строительства здания, даются указания по выполнению проекта. В приложении приводятся:

- характеристика сооружения: тип, конструкция, этажность, наличие подвала; - схематические чертежи сооружения: план и разрез здания;

- план площадки строительства с указанием горизонталей, положения буровых скважин, шурфов и точек зондирования;

- буровые колонки, расчетные значения характеристик грунта по данным полевых и лабораторных испытаний.

1.2. Состав и объем проекта

Выполненный проект должен состоять из:

^- расчетно-пояснительной записки (объем – 25 ¸50 страниц формата А4; оформляется в соответствии с требованиями [6,15]; текст делится на разделы, подразделы и пункты; разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей записки и обозначаться арабскими цифрами, подразделы нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого раздела, пункты нумеруются арабскими цифрами в пределах каждого подраздела; формулы, рисунки и таблицы должны иметь самостоятельную последовательную нумерацию в пределах раздела; при ссылках на используемую литературу, рекомендованную в подразделе 1.3., указывается номер источника, а также номера страниц, приложений, таблиц, пунктов указаний; написание текста записки четкое, чернилами или пастой, соблюдая следующие размеры полей:

4

левое - 30мм, правое - 10мм, верхнее и нижнее - 15мм; страницы должны иметь сквозную нумерацию арабскими цифрами, проставляемыми в средине нижней части страницы; настоящие указания составлены с учетом требований и могут быть использованы студентом в качестве примера оформления пояснительной записки);

- рабочих чертежей по конструированию фундаментов, выполненных на одном листе ватмана формата А1 в соответствии с требованиями [15]; образец их размещения приводится в приложении 11.

1.3. Рекомендуемая литература

ОСНОВНАЯ

1. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты.

2. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышов С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

3. СНиП 2.02.01-83^* Основания зданий и сооружений.

4. Сп 50-102-2003 5. Гост 25100-95

Проектирование и устройство свайных фундаментов. Грунты. Классификация.

6. СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и

сооружений.

7. СНиП 2.01.07-85^* Нагрузки и воздействия.

8. СНиП 23-01-99^* Строительная климатология.

9. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции.

10. ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований.

11. Филиппов Р.Д. Нагрузки и усилия для расчета оснований и фундаментов.

12. Филиппов Р.Д. Конструирование и расчет отдельных фундаментов под сборные

колонны.

13. СНиП П-22-81^* Каменные и армокаменные конструкции.

14. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. 15. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических

характеристик.

16. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

17. ГОСТ 20246-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

18. Основания и фундаменты. Справочник строителя.

5

1.4. Основные понятия и определения

При изложении материалов курса используется терминология и физические величины, объяснение которых приводится в нижеследующем тексте, на рис. 1.1. и в табл. 2.1.

Рис. 1.1. Схема фундамента на естественном основании

Фундаментом (I) называется подземная часть сооружения, предназначенная для передачи строительных нагрузок на грунты основания.

b -bс -af -ky -d -dn -l -

A -FL -

noI,noII -

ширина подошвы фундамента; ширина фундаментной стены; ширина уступа фундамента; высота уступа фундамента;

глубина заложения фундамента от уровня планировки;

глубина заложения фундамента от поверхности природного рельефа; длина подошвы фундамента;

площадь подошвы фундамента;

отметка заложения подошвы фундамента;

расчетное усилие на 1 пог. метр ленточного фундамента, действующее на верхнем его обрезе, при расчете соответственно по первому или второму

предельному состоянию;

nI, nII -

расчетное усилие на 1 пог. метр ленточного фундамента, действующее на подошву фундамента при расчете соответственно по первому или

второму предельному состоянию;

NoI,NoII - расчетное усилие на верхнем обрезе столбчатого фундамента при расчете соответственно по первому или второму предельному состоянию;

NI,NII - расчетное усилие на подошву столбчатого фундамента при расчете соответственно по первому или второму предельному состоянию.

Основанием (II) называется грунтовый массив, воспринимающий нагрузку от сооружения.

Нс - глубина сжимаемой толщи;

6

НДЗ - напряженно-деформируемая зона; h - толщина слоя грунта;

S - осадка основания;

NL - отметка поверхности природного рельефа; DL - отметка планировки;

ВС - нижняя граница сжимаемой зоны; WL - уровень подземных вод.

Слой грунта, залегающий под подошвой фундамента и непосредственно воспринимающий нагрузки от сооружения, называется несущим слоем (НС), а ниже залегающие - подстилающими слоями (ПС).

2. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

Указания составлены в той последовательности, которая рекомендуется при выполнении проектов.

В нижеследующих примерах расчета оснований и фундаментов зданий не рассматривается в сквозном решении один вариант, а дается для наиболее характерных случаев в практике проектирования по каждому этапу. Студент, имея эту канву расчетов и заключений, решает поэтапно конкретные задачи своего проекта.