Содержание
Механика грунтов основания и фундаменты включая специальный курс инженерной геологии
Механика грунтов основания и фундаменты включая специальный курс инженерной геологии
Раздел первый Специальный курс инженерной геологии
1. Физические свойства грунтов
1.1. Происхождение, состав грунтов и свойства их составных частей
1.2, Характеристики физического состояния грунтов
2. Механические свойства грунтов
2.1. Основные закономерности механики грунтов
2.2. Сжимаемость грунтов
2.3. Водопроницаемость грунтов
2.4. Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулока
2.5. Вычисление характеристик грунта
2.6. Некоторые технологические свойства грунтов
3. Основные физико-механические свойства особых грунтов
3.1. Общие положения
3.2. Лёссовые грунты
3.3. Мерзлые и вечномерзлые грунты, формы залегания, свойства и процессы, развивающиеся в них
3.4. Основные свойства некоторых структурно-неустойчивых грунтов
4. Геодинамические процессы и влияние их на сооружения
4.1. Формирование берегов морей, озер, рек и защитные меры по их сохранению
4.2. Эрозионные и селевые процессы
4.3. Склоновые процессы
4.4. Деятельность подземных вод
4.5. Сейсмические явления
5. Инженерно-геологические изыскания
5.1. Назначение и стадии инженерно-геологических изысканий на площадках строительства
5.2. Камеральная обработка материалов
5.3. Состав и содержание инженерно-геологических отчетов
5.4. Особенности инженерно-геологических изысканий при реконструкции предприятий и сооружений
Раздел второй Механика грунтов
6. Определение напряжений в массиве грунта
6.1. Применимость решений теории упругости к грунтам
6.2. Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
6.3. Влияние некоторых факторов на распределение напряжений
7. Расчет осадок фундаментов
7.1. Основные исходные положения
7.2. Методы послойного расчета осадки фундамента
7.3. Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя грунта
7.4. Расчет осадки фундамента методом ограниченной сжимаемой толщи
7.5. Изменение осадок во времени
7.6. Общие понятия о реологии и нелинейной механике грунтов
8. Теория предельного напряженного состояния грунтов и ее приложения
8.1. Общие положения
8.2. Устойчивость грунтов в основании сооружений
8.3. Устойчивость грунтов в откосах
8.4. Определение давления грунта на подпорные стенки
Раздел третий Основания и фундаменты
9. Некоторые вопросы проектирования оснований и фундаментов
9.1. Общие положения
9.2. Причины развития неравномерных осадок сооружений
9.3. Учет совместной работы грунтов основания, фундаментов и сооружений
9.4. Комплексная взаимозависимость факторов, подлежащих учету при проектировании фундаментов
9.5. Выбор типа и глубины заложения подошвы фундаментов
9.6. Проектирование оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям)
9.7. Проектирование оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности)
10. Фундаменты, возводимые в открытых котлованах
10.1. Конструкции фундаментов
10.2. Определение размеров подошвы жестких фундаментов
10.3. Основные положения проектирования гибких фундаментов
11. Свайные фундаменты
11.1. Типы свай и виды свайных фундаментов
11.2. Определение несущей способности свай, свай-оболочек и свай-столбов
11.3. Проектирование свайных фундаментов
12. Искусственно улучшенные основания
12.1. Общие положения
12.2. Конструктивные методы улучшения работы грунтов в основании
12.3. Уплотнение грунтов
12.4. Закрепление грунтов
13. Крепление стен и осушение котлованов. Фундаменты глубокого заложения
13.1. Общие положения
13.2. Крепление стен котлованов
13.3. Осушение котлованов
13.4. Опускные колодцы и кессоны
13.5. Оболочки, глубокие опоры и расчет оснований фундаментов глубокого заложения
13.6. Анкерные крепления
14. Фундаменты на структурно-неустойчивых грунтах
14.1. Общие положения
14.2. Использование слабых грунтов в качестве оснований сооружений
14.3. Фундаменты на просадочных и набухающих грунтах и на подрабатываемых территориях
14.4. Фундаменты в районах распространения вечномерзлых грунтов
15. Фундаменты при динамических воздействиях
15.1. Устойчивость грунтов оснований при динамических воздействиях
15.2. Фундаменты под машины
15.3, Фундаменты в условиях сейсмических воздействий
16. Усиление оснований и фундаментов и изменение условий работы грунтов в основании
16.1. Причины, обусловливающие необходимость усиления оснований и фундаментов
16.2. Приемы усиления оснований и фундаментов
16.3. Устройство фундаментов вблизи существующих сооружений
17. Выбор оптимальных решений при проектировании основание и фундаментов
17.1. Вариантность решений
17.2. Оптимизация проекта фундаментов и сооружения в целом
17.3. Технико-экономическое сравнение вариантов
Основные обозначения Список литературы Предметный указатель
КУПИТЬ на УКРАИНЕ: «Книжный бум». г.Киев, книжный рынок «Петровка», ряд 62, место 8 (павильон «Академкнига»). +380 67 273-50-10
В последние 30 лет на передовых рубежах научного знания формируется принципиально новый взгляд на феномен жизни, в рамках которого жизнь предстает как системное явление. Все больше внимания уделяется вопросам, связанным с теорией сложности, с понятиями сетей и моделей организации, что. (Подробнее)
Перед читателями — главное произведение великого немецкого мыслителя Карла Маркса «Капитал». В настоящем издании содержится третий том этого классического научного труда, включающий в себя исследование процесса капиталистического производства, взятого в целом. В этом томе предмет. (Подробнее)
Работа знаменитого физика и математика Роджера Пенроуза посвящена изучению проблемы искусственного интеллекта на основе всестороннего анализа достижений современных наук. Возможно ли моделирование разума? Чтобы найти ответ на этот вопрос, Пенроуз рассматривает широчайший круг явлений: алгоритмизацию. (Подробнее)
Перед читателями — научный бестселлер американского писателя Джона Дербишира, удостоенный премии имени Эйлера за лучшее популярное изложение математической проблемы. Книга посвящена великой догадке немецкого математика Бернхарда Римана, выдвинутой им в работе «О числе простых чисел, не превышающих. (Подробнее)
Перед Вами — блистательное исследование чилийских ученых-биологов Умберто Матураны и Франсиско Варелы. В нем представлены основы альтернативной теории познания, главные положения которой противопоставлены классической теории отображения действительности (репрезентационизму).
Сюжетом этой книги. (Подробнее)
Вниманию читателей предлагается книга, в которую вошли извлечения из работ Карла Маркса и Фридриха Энгельса, посвященные религии и дающие в целом ясный и точный очерк всех основных вопросов атеизма. Взгляды основоположников научного коммунизма на религию представлены так, что сборник читается. (Подробнее)
Перед читателями — уникальный своеобразный путеводитель по марксизму, в который вошли извлечения из классических работ В.И.Ленина, посвященные системе взглядов и учению Карла Маркса. Составитель хрестоматии, академик АН СССР В.В.Адоратский, выбрал работы Ленина с таким расчетом, чтобы получилось. (Подробнее)
В настоящей книге представлен подробный перечень дат жизни и деятельности великого немецкого философа, основоположника научного коммунизма, экономиста, социолога, политического журналиста Карла Маркса, составленный на основе источников по его биографии и по истории марксизма Институтом Маркса—Энгельса—Ленина. (Подробнее)
Всемирно известный американский ученый Иммануил Валлерстайн — отец-основатель мир-системного анализа и автор четырехтомника «Современная мир-система» («Мир-система Модерна») — в предлагаемой читателю книге в сжатом виде излагает свои взгляды на капиталистическую систему. Он анализирует экономическое. (Подробнее)
Впервые в отечественной литературе предложен взгляд на образование как на политическую технологию. Такой подход позволил переосмыслить опыт советского и постсоветского образования, выработать отношение к образованию как ключевой сфере организации прорыва России в будущее.
Далматов Б.И. «Механика грунтов, основания и фундаменты, включая специальный курс инженерной геологии. Учебник»
Платов Николай Александрович «Основы инженерной ге.
Малышев М. «Механика грунтов Основания и фундамент.
Бондарик Г., Ярг Л. «Инженерная геология Вопросы т.
Берлинов Михаил Васильевич «Основания и фундаменты.
Короновский Н. «Геология России и сопредельных тер.
Мангушев Рашид Абдуллович, Усманов Рустам Алимджанович.
Лолаев А.Б. «Инженерная геология и грунтоведение.
Николаева Татьяна Николаевна, Захаров Михаил Сергеевич.
Малышев М.В. «Механика грунтов. Основания и фундам.
Цытович Н.А. «Механика мерзлых грунтов. Общая и пр.
Караулов В.Б., Никитина М.И. «Геология. Основные п.
Миротин Л.Б., Омельченко И.Н., Колобов А.А. и др. ".
Пилягин А.В. «Проектирование оснований и фундамент.
и другие, , Захаров, Михаил Сергеевич, Корвет, Надежда.
Ананьев В.П., Потапов А.Д., Филькин Н.А. «Специаль.
Захаров М.С., Корвет Н.Г. «Почвоведение и инженерн.
Караулов В.Б., Никитина М.И. «Геология. Основные п.
М. С. Захаров, А. Г. Кобзев «М. С. Захаров, А. Г.
Сенина Б.В /под ред/ «Региональная геология и перс.
Усманов Р.А., Мангушев Р.А., Осокин А.И. «Устройст.
Миротин Л.Б., Омельченко И.Н., Колобов А.А. и др. ".
Захаров М.С., Кобзев А.Г. «Картографический метод.
Крутов В.И. «Проектирование и устройство оснований.
Бедов А.И., Знаменский В.В., Габитов А.И. «Оценка.
Мартин Томич, Кара Ригли, Мадлен Бортвик, Насим Ахмадпу.
Паскаль Бонафу «Биография искусства. Свет и тень Р.
Остин Клеон «Кради как художник. Творческий дневни.
Дэвид Аллен «Как привести дела в порядок»
Harvard Business Review «HBR Guide. Стресс на рабо.
Kumon. Развитие мышления. Логика
Игорь Шпиленок «Сто заповедных лет. Фотоистория бо.
Фабрицио Дори «Гоген. Другой мир»
Рюта Кавашима «Развитие памяти и интеллекта. Рабоч.
Эрих фон Нефф «Проститутки на обочине»
Жорис Шамблен, Орели Нейре «Дневники Вишенки. Каме.
Барбара Шер «О чем мечтать. Покетбук»
Рюта Кавашима «Развитие памяти и интеллекта. Рабоч.
Каратти М. «Таро Колесо Года»
Клер Шикуан «DIY. От макраме и вышивки до каллигра.
Редакторы журнала Breathe «Дыши. Практики счастья&.
Екатерина Волкова, Екатерина Прудникова «Шахматы с.
Лариса Парфентьева «100 способов изменить жизнь. Ч.
Розмари Моско, Джон Чад «Космос. Научный комикс&qu.
Игорь Сухин «Сказочный шаг в мир шахмат»
Динаев А. «Обществознание Полезная книга о том как.
Мишель Пастуро «Красный. История цвета»
Климанова Л., Горецкий В., Голованова М., Виноградская.
Сергей Иннер «Овердрайв»
Сергей Иннер «Посейдень»
Николай Старообрядцев «Белый цветок»
О. Новокщенов, А. Киреев, Д. Горшечников «Архив ба.
Толкин Дж. «Властелин Колец»
Теренс Конран «О цвете»
Дмитриева Г. «Вагина — твой космос»
Усачев А. «Лето в Дедморозовке»
Цыбулько И. П. «ОГЭ-2020. Русский язык. 36 вариант.
Фотография. Всемирная история
Данте Алигьери «Божественная комедия»
Шуплецов А.А. «Нагрудные полковые знаки России&quo.
Валентин Витковский «Трейдинг для начинающих»
Как хороший сценарий сделать великим. Практическое руко.
Алексеев Дмитрий «Энциклопедия оружия»
Джонатан Фоер «Полная иллюминация»
Санд И. «Близко к сердцу Как жить если вы слишком.
Цыбулько И. П. «ЕГЭ-2020. Русский язык. 36 вариант.
Соловьев С. «История России с древнейших времен&qu.
Тессон Гийом «Сигары. Энциклопедия»
Генри Кэролл «Сними свой лучший портрет. Советы 50.
Цыбулько И. П. «ОГЭ-2020. Русский язык. Итоговое с.
Коновалов С. «Заочное лечение»
Эдуард Николаевич Безуглов «Про футбол. Больше, че.
МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
Транскрипт
1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ Методические указания к практическим занятиям Составители: С. А. Пьянков З. К. Азизов Ульяновск 2008
2 УДК 551 (076) ББК 26.3 я7 М 55 Рецензент главный инженер ООО «ГрадСтройПроект» В. Л. Рубцов Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета. М 55 Механика грунтов, основания и фундаменты: методические указания к практическим занятиям / Сост.: С. А. Пьянков, З. К. Азизов. Ульяновск, с. Методические указания составлены в соответствии с типовой программой курса «Механика грунтов, основания и фундаменты» и предназначены для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения. Работа подготовлена на кафедре «Строительные конструкции». УДК 551 (076) ББК 26.3 я7 Пьянков С. А., Азизов З. К., составление, 2008 Оформление, УлГТУ, 2008
3 3 ОГЛАВЛЕНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Определение физико-механических характеристик и наименования грунтов Определение физических свойств грунтов Определение механических свойств грунтов Определение глубины заложения фундамента Определение размеров подошвы фундамента Определение осадки фундамента методом послойного суммирования. 15 ПРИЛОЖЕНИЯ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
4 4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основной целью настоящих методических указаний является оказание помощи студентам на практических занятиях по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты». Следует иметь в виду, что проектирование и устройство оснований и фундаментов является сложной комплексной задачей, решение которой требует рассмотрения многих факторов анализа исходных данных по надфундаментной конструкции, инженерно-геологических условий строительной площадки, физических и механических характеристик слоёв грунта и т. д. На практических занятиях студент должен закрепить теоретический материал, полученный на лекциях; научиться самостоятельно работать со СНиП, СП, справочной литературой, учебниками, ГОСТами и другим материалом. Материал данных методических указаний найдет применение и при выполнении расчетной части курсового и дипломного проектов. 1. Определение физико-механических характеристик и наименования грунтов Согласно заданию студент получает результаты лабораторных и полевых испытаний грунтов. По этим данным производится расчет и определение производных характеристик грунта, и дается оценка возможности использования каждого слоя грунта в качестве основания. Полученные результаты сводятся в таблицу согласно порядку залегания грунтов (прил. 9) Определение физических свойств грунтов Пример 1. Определить наименование песчаного грунта. Дано: Гранулометрический состав фракций в пробе грунта (табл. 1.1). Таблица 1.1 Размер фракций, мм > 2,0 2,0 0,50 0,50 0,25 0,25 0,10 Процентное содержание Размер фракций, мм Процентное содержание 0,10 0, ,05 0,005 4 50 %, то данный грунт по гранулометрическому составу относится к пескам средней крупности. Пример 2. Определить коэффициент пористости и плотности песчаного грунта. Дано: Песок средней крупности, удельный вес частиц грунта γ S = 26,6 кн/м 3 ; влажность грунта W = 0,26; удельный вес грунта γ = 19,8 кн/м 3. Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле γ s 26,6 e = ( 1+ W) 1 = ( 1+ 0,26) 1 = 0, 693. γ 19,8 В соответствии с прил. 2 данный грунт песок средней крупности, средней плотности т. к. 0,55 e = 0,693 0,7. Пример 3. Определить степень влажности песчаного грунта. Дано: Удельный вес частиц грунта γ S = 26,6 кн/м 3 ; влажность W = 26 %; коэффициент пористости e = 0,69; удельный вес воды γ W = 10 кн/м 3. Решение: Степень влажности S r определяется по формуле S r =W γ S / e γ W = 0,26 26,6/0, = 0,998. В соответствии с прил. 3 данный песчаный грунт насыщенный водой, т. к. 0,8 d f + 2 м = 3,0 м. В соответствии с табл. 2 [6] для суглинка с показателем текучести J L > 0,25 и d w > d f + 2 глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее d f, т. е. 1,0 м. Пример 13. Определить глубину заложения подошвы фундамента под наружную колонну сечением см. 7-этажного промышленного здания. Дано. Место строительства г. Казань. Здание без подвала, размер стакана под колонну 0,78 0,78 м, размер фундамента 2,7 2,4 м, среднесуточная температура внутри помещения 20 С, грунт суглинок, I L = 0,12, уровень подземных вод 3,5 м.
10 10 Решение. В той же последовательности, как и в примере 12, определяем: d fn = 1,65 м; d f = (2,7 0,78)/2 = 0,96 > 0,5 м. k h = 0,65 находим по интерполяции, расчетная глубина промерзания d f = 0,65 1,65 = 1,07 1,1 м., d w = 3,5 > d f + 2 м = 1,1 + 2 = 3,1 м. При I L = 0,12 d f + 2 м глубина заложения подошвы фундамента должна быть не менее 0,5d f, т. е. d f = 1,1 0,5 = 0,55 0,6 м. Из инженерно-геологических условий глубина заложения подошвы фундамента должна быть минимальной и в данном случае равна 0,6 м. Из конструктивных особенностей здания глубина заложения фундамента будет (рис. 2.1): d f = h n + h c + h з + h g = 0,20 + 0,4 + 0,05 + 0,3 = 0,95 м. Окончательно принимаем глубину заложения подошвы фундамента 0,95 м. Рис Конструктивные особенности фундамента 3. Определение размеров подошвы фундамента Пример 14. Определить ширину подошвы сборного ленточного фундамента мелкого заложения для жилого дома. Дано: Расчетная нагрузка, приходящаяся на 1 м длины фундамента N OII = 195 кн/м. Основание фундамента супесь с характеристиками: ϕ = 20º, C = 3 кпа. Удельный вес бетона γ бет = 23 кн/м 3. Условно-расчетное сопротивление R 0 = 220 кпа. Среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах γ ср = 20 кн/м 3. Глубина заложения фундамента d = 2,2 м. Решение. Определяем ориентировочную ширину подошвы фундамента b = N OII /(R O γ ср d) = 195/( ,2) = 1,11 м.; принимаем b = 1,2 м. Определяем фактическое расчетное сопротивление грунта основания по формуле 7 СНиПа [6], при отсутствии подвала d b = 0.
11 11 R [ M k b γ + M d γ + M C ] γ c1 γ c2 = γ z II g 1 II c II, k где γ C1 = 1,1; γ C2 = 1,0; k = 1,0, табл. 3 СНиП [6] M γ = 0,51; M C = 5,66; M g = 3,06 ; k z = 1 по табл. 4 [6] при ϕ = 20º. R = (1,1 1,0/1,0) [0,51 1 1,2 18,0 + 3,06 2,2 18,0 + 5,66 3] = 1,1 (11, ,2 + 16,98) = 164,12 кпа. При этом значении R найдем b = 195/(164 2,2 2,0) = 1,63 м. Ширина ближайших типовых блоков по ГОСТу 1,6 и 2,0 м. Примем b = 1,6 м, тогда окончательно R = (1,1 1,0/1,0) [0,51 1 1,6 18,0 + 3,06 2,2 18,0 + 5,66 3] = 1,1 (14, ,2 + 16,98) = 167 кпа. Исходя из условия P II R, конструируем фундамент (рис. 3.1), где P II среднее давление по подошве фундамента в кпа; P II = (N oii + N фii + N грii ) / b l; N 0II расчетная нагрузка, действующая на обрез фундамента в кн; N фii расчетная нагрузка от веса фундамента в кн; N грii то же, от веса грунта, пола и других устройств над уступами фундамента в кн; b, l соответственно, ширина и длина подошвы фундамента в м., в случае ленточного фундамента l = 1м. Рис Конструирование фундамента N грii = γ f (l b d V ф ) γ, где γ f коэффициент надежности по нагрузке, принимаем равным 1; l, b принятые размеры подошвы фундамента в м; γ удельный вес грунта обратной засыпки в кн/м 3.
12 12 N грii = [1,6 2,2 1 (1,6 0,4 + 1,8 0,5)] 1 18 = 35,64 кн. N фii = V ф γ бет = 1,54 23 = 35,42 кн. P II = ( , ,64)/(1 1,6) = 166,3 кпа. P II R 166,3 0,033b = 0,132 показывает, что данный фундамент необходимо рассчитать как внецентренно сжатый. Определяем расчетное сопротивление основания для b = 2,5 м по формуле 7 [6].
14 14 При γ C1 = 1,1; γ C2 = 1,0; k = 1,0; M γ = 0,51; Mg = 3,06; Mс = 5,66 по табл. 4 [6] для грунта основания с углом внутреннего трения ϕ= 20 град. R = (1,1 1/1) [0,51 1 2,5 18,0 + 3,06 2,2 18,0 + 5,66 13) = 264,75 кпа. Максимальное краевое давление под подошвой фундамента не должно превышать 1,2 R, т. е. 317,7 кпа. Согласно п СНиПа [6] произведем проверку условий: P R; P mаx 1,2 R; P min 0. Найдем давление под подошвой фундамента по формуле P II = N OII / ( b l ) + γ II d = 1550 / (2,5 4,0 ) ,2 = 203,4 кпа 0; P = 2034 / 10 = 203,4 0; P maxii = 264,6 S = 2,13 см, S u предельно допустимая осадка по прил. 4 [6]. 0,800 1,200 1,600 1,967 2,000 2,400 2,800 3,200 3,440 0,836 0,663 0,540 0,405 0,395 0,308 0,245 0,198 0,176 0,1008 0,0977 0,0847 0,0843 0,0668 0,0515 0,0408 0,0398 0,0310 0,0247 0,0200 0,0178
18 18 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1 Виды песчаных грунтов по гранулометрическому составу Вид грунта Размер частиц, мм Содержание в массе крупнее сухого грунта, % Песок: гравелистый крупный средней крупности мелкий пылеватый > 2 > 0,5 > 0,25 > 0,1 > 0,1 > 25 > 50 > 0,70 > 0,75 > 0,80 Приложение 3 Разновидности крупнообломочных и песчаных грунтов по степени влажности Грунт Маловлажные Влажные Насыщенные водой Степень влажности 0 0,17
19 19 Приложение 5 Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести Наименование грунтов Консистенция Супеси: твердые пластичные текучие Суглинки и глины: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичые текучепластичные текучие I L 1 I L 1 Приложение 6 Значения показателей просадочности Число пластичности Iр 1 Iр I agree.
