1 Состав курсового проекта

1.1 Задание на выполнение курсового проекта (работы) студенты дневной и вечерней форм обучения получают у преподавателя на кафедре «СКиГС». Студенты заочной формы обучения принимают вариант задания по своему шифру по методическим указаниям.

1.2 Оценить инженерно- геологические условия строительной площадки.

1.3 Провести общую оценку нагрузок и конструктивных особенностей здания. Собрать нагрузки на фундаменты.

1.4 Разработать варианты фундаментов (для одного наиболее нагруженного фундамента).

1.4.1 Фундамент на естественном основании:

- выбрать и обосновать глубину заложения фундамента;

- определить размеры фундамента;

- определить его осадки.

1.4.2 Фундамент глубокого заложения (свайный):

- выбрать тип, длину и поперечное сечение сваи;

- определить ее несущую способность по грунту;

- определить необходимое количество свай, разместить сваи по ростверку, уточнить размеры ростверка;

- определить осадки свайного фундамента.

1.5 Выполнить технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать наиболее эффективный вариант.

1.6 Рассчитать по принятому варианту остальные фундаменты здания, помеченные номерами на плане здания.

1.7 Для фундамента с наибольшей осадкой рассчитать стабилизации осадки во времени.

1.8 Выполнить расчет фундамента на просадочном основании (для курсового проекта).

1.9 Оформить расчетно-пояснительную записку.

1.10 Выполнить чертеж фундаментов здания.

Оформление пояснительной записки и графической части курсового проекта в соответствии с ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации (см. стенд «Правила оформления курсового проекта»).

5

2 Анализ инженерно-геологических условий

Для оценки прочности и сжимаемости грунтов необходимо установить полное наименование грунтов, представленных в геологическом разрезе, знать их напластования, мощность, наличие и глубину залегания подземных вод. Для этого необходимо рассчитать ряд вспомогательных характеристик грунта.

Для глинистых грунтов определить следующие показатели:

Коэффициент пористости, е:

е = , (3.1)

где γ_s – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ₀ – удельный вес грунта, кН/м³;

W – природная влажность грунта.

Степень влажности грунта, S_r:

S_r = , (3.2)

где γ_w – удельный вес воды, 10 кН/м³ .

Показатель текучести, J_L:

, (3.3)

где W_p – влажность на границе раскатывания;

W_L – влажность на границе текучести.

По показателю текучести уточнить наименование глинистого грунта, см. таблицу 3.1

Т а б л и ц а 3.1 – Наименование глинистых грунтов по показателю текучести

Наименование глинистых грунтов по показателю текучести		Показатель текучести JL
Супеси	Твердые	JL≤ 0
	Пластичные	0 ≤JL≤1
	Текучие	JL >1
Суглинки и глины	Твердые	JL<0
	Полутвердые	0 ≤JL≤0,25
	Тугопластичные	0,25<JL ≤0,50
	Мягкопластичные	0,50<JL ≤0,75
	Текучепластичные	0,75<JL ≤1
	Текучие	JL >1

6

Число пластичности, J_p:

J_p = W_L - W_p (3.4)

Уточнить наименование грунта по числу пластичности, см. таблицу 3.2

_{Т а б л и ц а 3.2 – Виды глинистых грунтов по числу пластичности, J}Р

Виды глинистых грунтов	Число пластичности JР
Супесь	0,01<JР ≤0,07
Суглинок	0,07<JР≤0,17
Глина	JР>0,17

Проверить отношение глинистых грунтов к просадке и набуханию.

При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные ( а также некоторые виды покровных глинистых грунтов ) со степенью влажности S_r< 0,8, для которых величина показателя П, определяемого по формуле (3.5), меньше значений, приведенных в таблице 3.3

Т а б л и ц а 3.3 – Виды грунтов по показателю П

Число пластичности	0,01<JР ≤0,1	0,1≤ JР<0,14	0,14≤ JР<0,22
Показатель П	0,1	0,17	0,24

П = , (3.5)

где – коэффициент пористости, соответствующий влажности на границе текучести W_L, определяемый по формуле

= , (3.6)

При предварительной оценке к набухающим от замачивания водой относятся глинистые грунты, для которых значение П ≥ 0,3.

Для песчаных грунтов определить коэффициент пористости, степень влажности S_r.

Определить тип песка по гранулометрическому составу в зависимости от процентного содержания частиц по крупности по первому удовлетворяющему условию табл. 3.4

Т а б л и ц а 3.4 - Виды грунтов по гранулометрии.

Виды крупнообломочных и песчаных грунтов	Распределение частиц по крупности, % от массы воздушно-сухого грунта
Б. Песчаные
Песок гравелистый	Масса частиц крупнее 2 мм составляет более 25 %
Песок крупный	Масса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50 %
Песок средней крупности	Масса частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50 %
Песок мелкий	Масса частиц крупнее 0,1 мм составляет 75 % и более
Песок пылеватый	Масса частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75 %

7

П р и м е ч а н и е – для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала – крупнее 2 мм, затем – крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований.

Определить плотность сложения песка по таблице 3.5

Т а б л и ц а 3.5 – Вид песков по плотности

Виды песков	Плотность сложения песков
	Плотные	Средней плотности	Рыхлые
По коэффициенту пористости, е
Пески гравелистые, крупные и средней крупности	e<0.55	0.55≤e≤0.7	e>0.7
Пески мелкие	e<0.6	0.6≤e≤0.75	e>0.75
Пески пылеватые	e<0.6	0.6≤e≤0.8	e>0.8

Определить влажность песка по таблице 3.6. Далее следует определить расчетные сопротивления грунтов по таблице 3.7 – 3.8, необходимые для предварительного определения размеров фундаментов.

_{Т а б л и ц а 3.6 – Виды грунтов по степени влажности, Sr}

Наименование крупнообломочных и песчаных грунтов по степени влажности	Степень влажности, Sr
Маловлажные	0<Sr≤0.5
Влажные	0.5<Sr≤0.8
Насыщенные водой	0.8<Sr≤1

Т а б л и ц а 3.7 – Расчетные сопротивления R₀ пылевато – глинистых (непросадочных ) грунтов.

Виды глинистых грунтов	Коэффициент пористости грунта, e	Ro, МПа при показателе текучести грунта, JL
		JL=0	JL=1
Супеси	0,5	0,3	0,3
Суглинки	0,5	0,3	0,25
	0,7	0,25	0,18
	1,0	0,2	0,1
Глины	0,5	0,6	0,4
	0,6	0,5	0,3
	0,8	0,3	0,2
	1,1	0,25	0,1

8

П р и м е ч а н и е – для глинистых грунтов с промежуточными значениями e и J_L допускается определять величину R_o, пользуясь интерполяцией, вначале по e для значения J_L = 0 и J_L = 1, затем по J_L между полученными значениями для J_L = 0 и J_L = 1.

Т а б л и ц а 3.8 – Расчетные сопротивления R₀ песчаных грунтов, МПа.

Песчаные	Плотные	Средней плотности
Пески крупные независимо от влажности	0,6	0,5
Пески средней крупности независимо от влажности	0,5	0,4
Пески мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой	0,4 0,3	0,3 0,2
Пески пылеватые: маловлажные влажные насыщенные водой	0,3 0,2 0,15	0,25 0,15 0,1

По таблице 3.9 – 3.11 определить нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов – удельное сцепление C_n, угол внутреннего трения φ_n и модуль деформации E. По полученным значениям необходимо провести анализ, т.е. установить закономерности изменения сжимаемости и прочности грунтов по глубине, выбрать несущий слой.

Для грунтов с промежуточными значениями e против указанных в таблице 3.9 – 3.11, допускается определять значения C_n, φ_n, Е по интерполяции.

Допускается в запас надежности принимать характеристики C_n, φ_n, Е по соответствующим нижним пределам e и J_L таблице 3.9 – 3.11, если грунты имеют значения e и J_L меньше этих нижних предельных значений.

9

Т а б л и ц а 3.9 - Нормативные значения удельного сцепления C_n, МПа, угла внутреннего трения φ_n , град. и модуля деформации Е, МПа песчаных грунтов (независимо от происхождения, возраста и влажности).

Виды песчаных грунтов	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e , равном
		0,45	0,55	0,65	0,75
Пески гравелистые и крупные	Cn	0,002	0,001	-	-
	φn	43	40	38	-
	Е	50	40	30	-
Пески средней крупности	Cn	0,003	0,002	0,001	-
	φn	40	38	35	-
		50	40	30	-
Пески мелкие	Cn	0,006	0,004	0,002	-
	φn	38	36	32	28
	Е	48	38	28	18
Пески пылеватые	Cn	0,008	0,006	0,004	0,002
	φn	36	34	30	26
	Е	39	23	18	11

10

Т а б л и ц а 3.10 – Нормативные значения удельного сцепления C_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. глинистых грунтов четвертичных отложений

Виды глинистых грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести		Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости, равном
			0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0≤ JL ≤0.25	Cn φn	0,015 30	0,011 29	0,008 27	- -	- -	- -	- -
	0.25<JL ≤0.75	Cn φn	0,013 28	0,009 26	0,006 24	0,003 21	- -	- -	- -
Суглинки	0≤ JL ≤0.25	Cn φn	0,047 26	0,037 25	0,031 24	0,025 23	0,022 22	0,019 20	- -
	0.25< JL ≤0.50	Cn φn	0,039 24	0,034 23	0,028 22	0,023 21	0,018 19	0,015 17	- -
	0.50< JL ≤0.75	Cn φn	- -	- -	0,025 19	0,020 18	0,016 16	0,014 14	0,012
Глины	0≤ JL ≤0.25	Cn φn	- -	0,081 21	0,068 20	0,054 19	0,047 18	0,041 16	0,036 14
	0.25< JL ≤0.50	Cn φn	- -	- -	0,057 18	0,050 17	0,043 16	0,037 14	0,032 11
	0.50<JL ≤0.75	Cn φn	- -	- -	0,045 15	0,041 14	0,036 12	0,033 10	0,029 7

11

Т а б л и ц а 3.11 – Нормативные значения модуля деформации глинистых грунтов Е, МПа

Происхождение и возраст глинистых грунтов		Виды глинистых грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести		Модули деформации грунтов Е при коэффициенте пористости e, равном
				0,35		0,45	0,55	0,5	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Аллювиальные Делювиальные Озерные Озерно-аллювиальные		Супеси	0≤ JL ≤0.75		-	32	24	16	10	7	-	-	-	-	-
		Суглинки	0≤ JL ≤0.25		-	34	27	22	17	14	11	-	-	-	-
			0.25< JL ≤0.5		-	32	25	19	14	11	8	-	-	-	-
			0.5< JL ≤0.75		-	-	-	17	12	8	6	5	-	-	-
		Глины	0≤ JL ≤0.25		-	-	28	24	21	18	15	12	-	-	-
			0.25< JL ≤0.5		-	-	-	21	18	15	12	9	-	-	-
			0.5< JL ≤0.75		-	-	-	-	15	12	9	7	-	-	-
Флювиогля-циальные		Супеси	0≤ JL ≤0.75		-	33	24	17	11	7	-	-	-	-	-
		Суглинки	0.≤ JL ≤0.25		-	40	33	27	21	-	-	-	-	-	-
			0.25< JL ≤0.5		-	35	28	22	17	14	-	-	-	-	-
			0.5<JL ≤0.75		-	-	-	17	13	10	7	-	-	-	-
Моренные	Супеси Суглинки		JL ≤0.5		75	55	45	-	-	-	-	-	-	-	-
Юрские отложения окофордского яруса	Глины		0.25≤ JL ≤0		-	-	-	-	-	-	27	25	22	-	-
			0<JL ≤0.25		-	-	-	-	-	-	24	22	19	15	-
			0.25< JL ≤0. 5		-	-	-	-	-	-	-	-	16	12	10

12

При строительной оценке следует учитывать, что рыхлые пески и глинистые грунты с J_L > 0,75 относятся к слабым основаниям. К малопрочным основаниям относят также грунты с R_O менее 0,15 МПа. Сжимаемость грунтов оценивается по величине модуля деформации Е. Грунт считается малосжимаемым, если Е > 20 МПа, средней сжимаемости – при Е = 20….5 МПа и сильно сжимаемым при Е < 5 МПа.

Если при классификации какой-либо слой глинистого грунта окажется просадочным, в курсовой работе (проекте) в учебных целях его следует считать непросадочным.

Классификацию грунтов следует проводить для всех слоев грунта.

Результаты расчета грунтов свести в таблицу, см. таблицу 3.12

Т а б л и ц а. 3.12 – Характеристики грунтов

№ п/п	Полное наимено-вание грунта	Мощность слоя, м	γS, kH/м3	γ0, кН/м3	JL	e	Cn, МПа	φn, град	Е, МПа	RO, МПа