ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ (методические указания) - часть 1

Общие положения

В соответствии со стандартом специальности, учебными планами и типовыми программами дисциплина «Основания и фундаменты» изучается на

VIII и IX семестрах и предваряется теоретической подготовкой по другим дисциплинам, входящим в цикл геотехнических наук, включающих инженерную

геологию и механику грунтов.

Во время изучения дисциплины «Основания и фундаменты» студент должен освоить теоретический курс, выполнить курсовой проект, сдать экзамен

по дисциплине.

Основной теоретический материал для студентов очной формы обучения излагается на лекциях, а около 20 % прорабатывается студентами

самостоятельно. На практических занятиях теоретический материал закрепляется путем решения задач и выполнения контрольных работ.

В процессе курсового проектирования приобретаются навыки самостоятельного выполнения расчетов, конструирования фундаментов, проведения

технико-экономических сопоставлений их вариантов.

Теоретический материал необходимо изучать в соответствии с действующей программой дисциплины «Основания и фундаменты».

Содержание дисциплины (курса) изложено в учебниках и учебных пособиях. Основная литература изучается при проработке теоретического курса, а

дополнительная используется при изучении материала, отсутствующего в учебнике, при работе над курсовым проектом и в случае отсутствия основной

литературы.

Содержание дисциплины

Введение

Основные понятия и определения. Требования к основаниям и фундаментам. Роль отечественной и зарубежной науки и техники в развитии

дисциплины. Современное состояние фундаментостроения и перспективы развития. Основные задачи изучения курса.

1

1. Принципы проектирования оснований

и фундаментов

Предельные состояния оснований сооружений. Принципы проектирования. Основные типы сооружений по жесткости. Формы деформаций и

смещений сооружений (осадки уплотнения, разуплотнения, выпирания, расструктуривания до и в период эксплуатации сооружений). Понижение

чувствительности зданий к неравномерным осадкам. Взаимосвязь проектирования и возведения фундаментов.

2. Фундаменты на естественном основании

Выбор глубины заложения подошвы фундамента в зависимости от инженерно-геологических условий, климатических условий района

строительства, конструктивных особенностей сооружения и других факторов.

Назначение фундаментов. Типы фундаментов. Материал для фундаментов. Конструкции сборных и монолитных фундаментов.

Гидроизоляция. Гидроизоляция подвальных помещений. Дренаж. Защита фундаментов от агрессивных вод.

Проектирование оснований и фундаментов. Расчеты оснований по деформациям и несущей способности. Порядок расчета оснований и

фундаментов. Расчет центрально- и внецентренно-нагруженных жестких фундаментов. Расчет фундамента при действии горизонтальной нагрузки.

Гибкие фундаменты. Понятие о гибких фундаментах. Расчетные модели оснований. Область применения расчетных методов.

3. Свайные фундаменты

Типы свай и виды свайных фундаментов. Ростверки. Сваи, по-гружаемые в грунт в готовом виде. Сваи, изготавливаемые в грунте. Явления,

происходящие в грунте при погружении свай и изготовлении набивных свай. Работа одиночной сваи и сваи в кусте.

Определение несущей способности свай-стоек и свай трения (висячих) расчетом по СНиП 2.02.03-85. Практические методы определения несущей

способности свай (испытанием статической нагрузкой, динамический метод, статическим и динамическим зондированием).

2

Проектирование свайных фундаментов. Последовательность расчета центрально- и внецентренно-нагруженных свай фундаментов. Расчет свайных

фундаментов при действии горизонтальных нагрузок. Расчет осадок свайных фундаментов.

4. Искусственно улучшенные основания

Проектирование и устройство грунтовых и песчаных подушек. Поверхностное уплотнение грунтов. Глубинное уплотнение песков динамическими

воздействиями, песчаными сваями и др. Уплотнение грунтов статической нагрузкой, водопонижением. Область применения методов. Закрепление грунтов

(цементация, силикатизация, электрохимическое закрепление, смолизация, термический метод, армирование грунта, метод гидроразрыва, метод струйной

технологии).

5. Крепление стен и осушение котлованов при устройстве фундаментов

Назначение и способы креплений. Распорные крепления. Шпун-товые стенки. Искусственное замораживание грунтов. «Стена в грунте». Область

применения способов.

Водоотлив. Открытый водоотлив в различных грунтовых условиях. Искусственное понижение уровня грунтовых вод и область его применения

(иглофильтры, глубинные насосы, противофильтрационные завесы).

6. Фундаменты глубокого заложения

Опускные колодцы. Устройство фундаментов или подземной части сооружения способом опускного колодца: сущность метода и область применения.

Конструкции опускных колодцев. Усилие, действующее на опускные колодцы. Расчет колодцев на эксплуатационные нагрузки и нагрузки, действующие в

процессе строительства. Порядок и особенности производства работ.

Устройство фундаментов с помощью кессонов.

Оболочки и глубокие опоры.

Анкерные крепления. Типы креплений и области их применения.

3

7. Фундаменты в особых условиях

Фундаменты на просадочных грунтах. Оценка деформируемости толщи лессовых грунтов. Устранение просадочности грунтов. Способы устройства

фундаментов в лессовых грунтах.

Фундаменты на вечномерзлых грунтах. Процессы, происходящие в деятельном слое и вечномерзлом грунте. Принципы и особенности

проектирования и строительства фундаментов на вечномерзлых грунтах. Конструкции фундаментов. Воздействие сил морозного пучения на фундаменты.

Особенности проектирования фундаментов на слабых сильно-сжимаемых грунтах

8. Фундаменты при динамических воздействиях

Источники колебаний грунта. Явления, происходящие в грунте при динамических воздействиях.

Фундаменты под машины. Типы машин. Требования, предъявляемые к фундаментам под машины. Проектирование фундаментов под машины.

Уменьшение колебаний фундаментов машин.

Фундаменты в сейсмических районах. Оценка сейсмических сил при проектировании фундаментов и подпорных стенок. Особенности расчета и

конструкции фундаментов в условиях сейсмического воздействия.

9. Усиление оснований и фундаментов при реконструкции и ремонте зданий и сооружений

Оценка возможности дальнейшей эксплуатации оснований и фундаментов в связи с реконструкцией или ремонтом сооружения. Приемы усиления

оснований и фундаментов. Причины деформаций существующих сооружений при возведении около них новых сооружений. Меры по уменьшению

уплотнения грунта под фундаментами существующих зданий при возведении около них новых сооружений.

4

10. Выбор оптимальных решений при проектировании оснований и фундаментов

Вариантность и конкурсность решений. Оптимизация проекта фундаментов и сооружения в целом. Технико-экономическое сравнение вариантов.

Рекомендуемая литература

Основная

1. Механика грунтов / Под общ. ред. проф. Б.И. Далматова. М.: Изд-во АСВ, СПб.; СПбГАСУ, 2000. 201 с.

2. Основания и фундаменты. М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 2002. 385 с.

3. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений / Под общ. ред. проф. Б.И. Далматова. М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 2001. 437

с.

4. СНиП 2.02.01-83'. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1985 и др. 40 с.

5. СНиП2.02.03-85'. Свайные фундаменты. М.: Стройиздат, 1986 и др. 44 с.

Дополнительная

6. Ухов СБ. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 2002.

7. Долматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л.: Стройиздат, 1988.

8. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). М-: Высшая школа, 1973.

9. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83*)- М.: Стройиздат, 1986.

10. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справоч-ник проектировщика / Под ред. Е.А. Сорочана. М.: Стройиздат, 1986.

11. Справочник строителя / Г.М.Бадьин, В.В.Стебаков. М.: Изд-во АСВ, 1996

5

12. Руководство по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1977.

13. Фадеев А.Б., Иноземцев В.К.. и др. Защита заглубленных и подземных сооружений Петербурга от подземных вод: Конспект лекций для студентов

специальности 290300 - ПГС / СПбГАСУ. СПб., 2000.

Литература для углубленной проработки учебного материала ука-зана в соответствующих учебниках в виде ссылок и в списках литера-туры в конце

учебника или разделов.

Методические указания по изучению

теоретического курса

Приступая к изучению теоретического материала, следует прежде всего ознакомиться с программой дисциплины.

Теоретический материал представлен в основной литературе, и в зависимости от имеющегося учебника и с учетом программы следует выбрать

материал, подлежащий изучению.

В результате изучения дисциплины «Основания и фундаменты» студент должен знать:

состав и объем инженерно-геологических исследований для промышленного и гражданского строительства;

принципы проектирования фундаментов;

расчеты и конструкции фундаментов мелкого заложения;

расчеты и конструкции свайных фундаментов;

методы искусственного улучшения свойств грунтов;

способы устройства котлованов и фундаментов глубокого заложения;

методы водопонижения в грунтах;

особенности проектирования фундаментов на структурно-неус-тойчивых грунтах и в особых условиях;

устройство фундаментов при реконструкции предприятий и зданий, методы усиления оснований и фундаментов;

уметь:

оценить инженерно-геологические условия строительной площадки; правильно выбрать способ производства работ, обеспечивающий сохранность

естественной структуры грунтов основания;

6

проектировать основания и фундаменты зданий и сооружений по предельным состояниям на основе вариантности решений;

рассчитывать устойчивость откосов и определять давление грунта на подпорные стенки;

понимать:

задачи курса и перспективы развития разделов данной науки;

особенности расчета фундаментов различных типов;

методы устройства подземных сооружений, в том числе объектов гражданской обороны;

особенности работы оснований и фундаментов глубокого заложения;

вопросы проектирования и конструирования фундаментов при динамических воздействиях.

Изучение дисциплины «Основания и фундаменты» базируется на следующих ранее изучавшихся курсах: инженерная геология, сопротивление

материалов с основами теории упругости и пластичности, гидравлика, строительная механика, строительные конструкции, технология строительного

производства, охрана труда, экономика строительства.

Задание на курсовое проектирование

Выбор задания производится в соответствии с двумя последними цифрами студента.

Схема сооружения. Вариант схемы сооружения (рис. 1-10) при-нимается по предпоследней цифре шифра: нечетные вариант размеров и нагрузок -

для студентов, у которых последняя цифра шифра нечетная, четный - если последняя цифра шифра четная или ноль. Усилия по верхнему обрезу каждого

рассчитываемого фундамента, обозначенного номером на плане сооружения, приведены в табл. 1 приложения.

Геологические условия. Номер геологических условий прини-мается по последней цифре шифра по рис. 11-15. При этом номер пласта без скобок

принимается для шифра, оканчивающегося цифрами от 0 до 4, в скобках - для шифров, оканчивающихся цифрами от 5 до 9. Расчетные показатели физико-

механических свойств грунтов указаны в табл. 2 приложения.

7