3 Порядок выполнения курсового проекта и его защита
3.1 Защита курсового проекта
Студент обязан выполнить проект и защитить его в срок, предусмотренный индивидуальным планом-графиком на учебный год. Защита проекта
разрешается только после его детальной разработки согласно заданию и получения положительной рецензии с визой о допуске к защите.
Курсовой проект защищают перед комиссией, состоящей из преподавателей кафедры. Перед защитой студент должен сдать в комиссию чертеж, пояснительную записку и методическую литературу, полученную на кафедре для выполнения проекта. Во время защиты курсового проекта
6
студент должен сделать краткий доклад и ответить на вопросы членов комиссии.
При оценке курсового проекта комиссией учитывается содержание и оформление проекта, а также качество защиты.
3.2 Изучение задания к курсовому проекту
Прежде чем приступить к выполнению курсового проекта, студент должен детально ознакомиться с индивидуальным заданием.
Следует иметь в виду, что проектирование и устройство оснований и фундаментов является сложной комплексной задачей, решение которой требует рассмотрения многих вопросов, таких как инженерно-геологические условия строительной площадки, физические и механические характеристики отдельных слоев грунта, данные о возводимом сооружении, предполагаемые способы производства строительных работ при возведении фундаментов и др.
При изучении данных о сооружении студент должен знать целевое назначение сооружения, его этажность, форму в плане, глубину подвального помещения, конструктивные особенности стен, промежуточных опор, перекрытий, строительные материалы, чувствительность к неравномерным осадкам и пр.
В задании инженерно-геологические условия площадки предполагаемого строительства определяются тремя выработками: скважина № 1, скважина № 2 и скважина № 3 глубиной 15 м каждая. Рельеф местности, места расположения выработок и отметки их устьев показаны на плане площадки. Геологические разрезы скважин (колонок) составляются по данным полевых визуальных определений грунтов в процессе разведочного бурения ( приложение А).
Наименования грунтов, приведенные в литологических колонках на основе визуальных наблюдений, должны быть уточнены и исправлены по данным лабораторного анализа. Полученные результаты лабораторных определений представлены в задании в виде сводной таблицы.
3.3 Определение наименования грунта
Наименование грунта определяется по [7]. Для определения наименования глинистого грунта необходимо знать число пластичности и показатель текучести; песчаного грунта – гранулометрический состав, степень влажности и плотность сложения. Поэтому обработку мате-
риалов лабораторных определений необходимо начинать с вычисления производных (дополнительных) физических характеристик и показателей свойств грунта. Результаты обработки по каждому образцу записывают в виде вывода-заключения, например: Строительная площадка № 6, образец грунта № 1, скважина № 1, глубина отбора образца 2,0 м – суглинок коричневый в тугопластичном состоянии. Строительная площадка № 6, образец грунта № 2, скважина № 1, глубина отбора образца 5,0 м – песок
средней крупности, серый, маловлажный, средней плотности.
7
Цвет грунта принимают тот, который показан на разрезе скважины.
Во всех дальнейших расчетах и на геологических разрезах наименование грунтов следует принимать не визуальное, а уже исправленное, уточненное на основе лабораторных данных.
3.4 Определение условного расчетного сопротивления грунта основания
Условное расчетное сопротивление грунта определяют для каждого образца (слоя) грунта по [7] . Полученные по таблицам значения условных расчетных сопротивлений грунтов помогут студенту ориентировочно оценить несущую способность отдельных пластов, предварительно определить размеры фундаментов при выборе вариантов, а также получить представление о вероятных осадках фундаментов.
Окончательная проверка (определение) расчетного сопротивления грунта основания производится по формуле [7] после того, как уже известны предварительные размеры фундамента и глубина его заложения, т.е. после выбора наилучшего варианта типа и конструкции фундамента.
3.5 Построение геологического разреза строительной площадки
Начинается с привязки плана здания к плану площадки строительства. Скважины должны располагаться возможно ближе к контуру здания. Геологический разрез на плане площадки должен на возможно большей протяжении пересекать контур здания. В этом случае разрез характеризует напластования грунтов непосредственно под зданием. Разрез на чертеже строится развернутым по вертикальной плоскости, расстояние между выработками по горизонтали берется непосредственно с плана, а мощность (толщина) пластов – с геологических колонок, приведенных в задании для каждой выработки. На разрезе надо показать УПВ (уровень подземных вод) и отметить места взятия образцов. Построение разреза завершается назначением планировочной отметки площадки.
3.6 Выбор рационального типа фундамента
Заключительным этапом изучения площадки является оценка инженерно-геологических условий строительства и принятие решений об устройстве фундаментов сооружения, о глубине их заложения, о способах производства работ.
При наличии на строительной площадке слабых грунтов можно применять такие методы подготовки оснований, как поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками, глубинное уплотнение грунтов различными способами, устройство песчаных подушек, химическое закрепление грунтов, устройство свайных фундаментов и т.п.
Выяснив грунтовые условия, студент (в учебных целях) должен составить 2–3 варианта устройства фундаментов для одного из заданных расчетных сечений, например для наружной стены подвальной части здания. Варьировать можно конструктивные типы фундаментов, глубину заложения их подошвы, систему основания (естественное, искусственное) и т.д.
8
Если грунтовые условия хорошие, то разрабатывают вариант с применением коротких свай и варианты устройства фундаментов в различных материалах.
Назначение глубины заложения подошвы фундамента производится в соответствии со [7]. Нормативную глубину сезонного промерзания грунтов следует принимать по СНиП П-А.6 «Строительная климатология и геофизика».
Должны быть рассчитаны варианты решения проектируемого фундамента и определены их объемы и стоимость. Укрупненные измерители стоимости фундаментов можно взять из сборников укрупненных цен. Технико-экономическое обоснование выбора фундамента является основой рационального проектирования.
3.7 Сбор нагрузок, действующих на фундамент
Согласно заданию, студент выполняет расчет и проектирование оснований и фундаментов для стен и колонн по двум-четырем отдельным сечениям. Сбор нагрузок для зданий производится до верхнего обреза фундамента. Перед сбором нагрузок необходимо установить, какие элементы конструкции являются несущими, как происходит передача нагрузки от перекрытий. Грузовая площадь определяется по заданным размерам для фундаментов наружных и внутренних стен, колонн и т.д.; недостающие размеры (в задании) можно принимать по масштабу.
Нагрузки, передаваемые на фундамент, могут быть постоянными и временными. К постоянным нагрузкам относятся: вес кровли, карниза, чердачного перекрытия, междуэтажных перекрытий, перегородок, колонн, балок, фундамента, давление грунта и воды на фундамент и стены подвала. К временным нагрузкам относятся: снеговая, ветровая (для гражданских зданий не учитывается), полезная и др.
Необходимые для всех расчетов нагрузки должны приниматься согласно требованиям [9]. Расчет оснований по деформациям должен производиться на основное сочетание нагрузок. Коэффициенты надежности по нагрузке γf при расчете оснований по деформациям должны приниматься
равными единице.
При сборе нагрузок для зданий с подвалом необходимо учитывать горизонтальное давление грунта на подвальную стенку, а также давление от внешней нагрузки (пригрузки) на поверхность земли.
3.8 Определение размеров фундамента
Фундаменты рассчитывают в зависимости от расчетной схемы приложения нагрузок для заданных сечений по формулам, приведенным в основном учебнике и методических указаниях. Размеры фундаментов зданий по другим сечениям принимают в соответствии с действующими нагрузками по аналогии с основным вариантом (как однотипные) и обязательно показывает на чертеже.
9
Особое внимание нужно обратить на то, что среднее давление на основание под подошвой фундамента от нагрузок не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания, определяемого по формуле [7]. При наличии в пределах сжимаемой толщи основания слоя грунта меньшей прочности, чем прочность вышележащих слоев, размеры фундамента должны назначаться такими, чтобы обеспечивались условия [7].
Фундаменты под стены и колонны рекомендуется устраивать сборные. Желательно, чтобы сборные типовые блоки, выбираемые по каталогу, по размерам подошвы были близки к расчетным.
3.9 Свайные фундаменты
На основании анализа результатов технико-экономических расчетов различных вариантов свайный фундамент может быть принят в качестве основного в курсовом проектировании. В этом случае расчет фундамента на естественном основании выполняется только при выборе соответствующего варианта.
Расчет и проектирование свайного фундамента включают: выбор материала свай, определение размеров свай, определение несущей способности одиночной сваи, определение числа свай в ростверке, размещение свай в плане, расчет прочности основания свайного фундамента на уровне острия свай, определение полной стабилизированной осадки свайного фундамента.
Расчет свайного фундамента, проводят в соответствии со [8] по первой группе предельных состояний с учетом коэффициента надежности по нагрузке γf больше единицы. Значения коэффициентов надежности по нагрузке γf принимают по [9].
3.10 Расчет осадок оснований фундаментов
Производится для двух-трех фундаментов по [7] методом послойного суммирования. Работу по определению осадки выполняют в следующем порядке.
Строят геологический разрез скважины, на котором для каждого грунта указывают порядковый номер, название грунта, модуль деформации, плотность влажного грунта, мощность, глубину от поверхности земли до подошвы слоя, абсолютную отметку и уровень подземных вод.
На геологическом разрезе с правой стороны наносят в масштабе профиль заданного фундамента (схему) на проектной отметке.
Строят эпюру природного (бытового) давления грунта от поверхности природного рельефа с левой стороны от оси фундамента.
Определяют величину дополнительного (осадочного) давления под подошвой фундамента в соответствии со [7]. Полученные данные наносят на график с правой стороны от оси фундамента и строят эпюру дополнительных давлений в грунте от веса сооружения. Следует помнить, что при
10
построении эпюр природного и дополнительного давлений масштабы принимают одинаковые.
Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи по [7]. Для лучшего понимания чертежа необходимо мощность сжимаемой толщи и ширину подошвы фундамента изображать в одном масштабе. Определяют осадку основания фундамента. Общая осадка основания равна сумме осадок всех элементарных слоев, на которые разбита сжимаемая толща.
Расчет оснований по деформациям заканчивается проверкой допустимости вычисленной осадки нормируемому значению. Расчетные значения осадок, абсолютные и относительные, должны удовлетворять предельным значениям осадок, приведенным в [7].
При наличии близко расположенных фундаментов необходимо учитывать их взаимное влияние на величину осадки. В этом случае требуется определить величину дополнительного давления от соседних фундаментов по оси рассчитываемого фундамента.
3.11 Производство строительных работ
В этом разделе описывают различные виды производства работ и перечисляют рекомендуемые типы механизмов для их выполнения. В расчетно-пояснительной записке следует указать, как производят рытье траншей, котлованов и зачистку их дна, монтаж блоков фундаментов и стен подвала, как устраивают вертикальную и горизонтальную гидроизоляцию, песчаную подготовку для сборных фундаментов, обратную засыпку пазух, как осуществляют планировку площадки и отмостку вокруг здания. Следует также описать производство работ по уплотнению и закреплению слабых грунтов основания (если это имело место в проекте).
В зависимости от грунтовых условий строительной площадки должны быть указаны соответствующие меры по сохранению естественной структуры грунта основания при отрывке котлована. При высоком уровне подземных вод, когда подошва фундамента закладывается ниже этого уровня,
следует предусмотреть устройство шпунтового ограждения, водоотлива и подводного бетонирования (если это допускается в конструкции сооружения).
На чертеже следует выполнить раскладку фундаментных блоков и подушек, участки монолитной кладки, развертку фундаментов, схему гидроизоляции фундамента и подвала и другие детали.