Просадочные грунты. Техника, технология и методология расчетов оснований фундаментов
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Строительные конструкции
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Соколов Николай Сергеевич
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 264
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0985-8
Артикул: 791790.01.99
Приведена последовательность выполнения курсового проекта, показан выбор наиболее экономически целесообразного варианта фундамента, обеспечивающего безаварийную эксплуатацию сооружения. Содержится порядок составления пояснительной записки и оформления чертежей.
Для студентов строительных факультетов и строительных вузов всех форм обучения, выполняющих курсовое проектирование на тему «Основания и фундаменты промышленных и гражданских зданий».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
- ВО - Специалитет
- 08.05.01: Строительство уникальных зданий и сооружений
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Н. С. Соколов ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ. ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТОВ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ Рекомендовано Федеральным учебно-методическим объединением в системе высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки «Техника и технологии строительства» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов образовательных организаций высшего образования, обучающихся по направлениям подготовки (специальностям): 08.03.01 «Строительство» – уровень высшего образования – бакалавриат (направленность «Промышленное и гражданское строительство»); 08.04.01 «Строительство» – уровень высшего образования – магистратура (направленность «Промышленное и гражданское строительство: технология и организация строительства»); 08.05.01 «Строительство» – уровень высшего образования – специалитет (направленность «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений») Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022 1
УДК 624.131.54 ББК 38.58 С59 Рецензенты: кандидат технических наук, доцент (Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола) В. Е. Глушков; кандидат технических наук, доцент кафедры строительных технологий Чувашского государственного университета им. И. Н. Ульянова А. Н. Плотников Соколов, Н. С. С59 Просадочные грунты. Техника, технология и методология расчетов оснований фундаментов : учебное пособие / Н. С. Соколов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. – 264 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-0985-8 Приведена последовательность выполнения курсового проекта, показан выбор наиболее экономически целесообразного варианта фундамента, обеспечивающего безаварийную эксплуатацию сооружения. Содержится порядок составления пояснительной записки и оформления чертежей. Для студентов строительных факультетов и строительных вузов всех форм обучения, выполняющих курсовое проектирование на тему «Основания и фундаменты промышленных и гражданских зданий». УДК 624.131.54 ББК 38.58 ISBN 978-5-9729-0985-8 Соколов Н. С., 2022 Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 2
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................ 4 1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ................................................... 5 2. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГЕОТЕХНИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ....................................................... 22 3. СОСТАВ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ............................................... 28 3.1. Нагрузки и воздействия на основания фундаментов ................................. 30 3.2. Поготовка к проектированию оснований фундаментов сооружений ....... 34 3.2.1. Объемно-планировочное и конструктивное решение проектируемого объекта ..................................................................................... 34 3.2.2. Сбор нагрузок на обрез проектируемых фундаментов ......................... 35 3.2.2.1. Определение внешних нагрузок на обрез фундаментов десятиэтажного дома ........................................................................................ 35 3.3. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства ..... 39 3.3.1. Физико-механические характеристики свойств грунтов оснований ...... 39 3.4. Построение инженерно-геологических разрезов ........................................... 52 4. ВЫБОР ТИПА ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ .......................................... 57 4.1. Определение размеров фундаментов мелкого заложения ......................... 57 4.2. Определение размеров свайных фундаментов ............................................ 83 4.3. Учет отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности при определении несущей способности свай ............................ 109 5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ, ВОЗВОДИМЫХ НА ПРОСАДОЧЫХ ГРУНТАХ ........... 114 5.1. Дополнительные требования к инженерно-геологическим изысканиям в районах распространения просадочных грунтов .................... 121 5.2. Определение расчетных сопротивлений просадочных грунтов ............. 131 5.3. Расчет оснований фундаментов на просадочных грунтах по деформациям................................................................................................... 133 5.4. Определение просадочных деформаций оснований фундаментов при медленном повышении влажности ............................................................ 145 5.5. Общие положения по проектированию оснований, сложенных просадочными грунтами ..................................................................................... 148 5.6. Проектирование оснований, уплотненных тяжелыми трамбовками ...... 152 5.7. Проектирование фундаментов в вытрамбованных котлованах .............. 157 5.8. Проектирование оснований, уплотненных грунтовыми сваями ............. 177 5.9. Водозащитные мероприятия ....................................................................... 180 5.10. Конструктивные мероприятия .................................................................. 183 6. ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ «РЕКОМЕНДАЦИЙ» ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ............................................................................................................... 190 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................... 191 ПРИЛОЖЕНИЯ ..................................................................................................... 193 3
ВВЕДЕНИЕ Курсовой проект по учебному предмету «Основания и фундаменты» выполняется студентами строительных факультетов и строительных ВУЗов всех форм обучения. Выполнение курсового проекта способствует дальнейшему углублению и закреплению теоретического материала и применению этих знаний при решении конкретных инженерных задач. Данные методические указания составлены на основании ранее разработанных учебных изданий [17–22, 33, 34]. Наряду с этим в ходе курсового проектирования студент приобретает навыки ручного и компьютерного проектирования с использованием современных компьютерных программ, а также набирает опыт использования научной литературы, строительных норм и правил и другими справочными материалами. Оценка курсового проекта производится с учетом содержания, оформления и качества защиты проекта. 4
1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ниже в таблице 1.1 приведены основные термины и определения в геотехническом строительстве. Таблица 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 1 Авторский надзор Контроль лица, осуществившего подготовку проектной документации, за соблюдением в процессе строительства требований проектной документации и подготовленной на ее основе рабочей документации Композитный материал, состоящий 2 Армированный грунт из насыпного грунта и армирующих его более прочных элементов 3 Армированный массив грунта Естественный грунтовый массив, уси-ленный армирующими элементами 4 Барражный эффект Эффект, возникающий вследствие полного или частичного перекрытия водоносного горизонта подземным сооружением или его частью, проявляется в подъеме уровня подземных вод перед преградой фильтрационному потоку и его снижении за ней 5 Баретта Несущий элемент железобетонного фундамента глубокого заложения, выполняемого способом «стена в грунте» 6 Бурение с продувкой Способ бурения скважины, при котором разрушенная порода из забоя выносится на поверхность сжатым воздухом 7 Бурение с промывкой Способ бурения скважины, при котором разрушенная порода из забоя вымывается на поверхность гидравлическим способом 8 Буросмеситель Конструкция бурового инструмента, состоящая из режущих лопастей для разрыхления грунта и его смешивания с цементным раствором, поступающим через отверстия в лопастях 5
Продолжение таблицы 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 9 Вертикальные деформации земной поверхности Деформации земной поверхности в вертикальной плоскости, вызванные неравномерностью вертикальных перемещений 10 Верификация Проверка, подтверждение правильности каких-либо положений, расчетных алгоритмов, программ и процедур путем их сопоставления с опытными (эталонными или эмпирическими) данными, алгоритмами и результатами 11 Вертикально перемещаемая труба ВПТ Метод укладки бетона в траншею или скважину с применением бетонолитной вертикально перемещаемой трубы 12 Водоупор (водоупорный слой грунта) Слабопроницаемый слой грунта, фильтрацией воды через который можно пренебречь 13 Временный анкер Грунтовый анкер с расчетным сроком эксплуатации не более двух лет 14 Выравнивание сооружения Подъем (с помощью домкратов или других приспособлений) или опускание (путем выбуривания грунта и т. п.) сооружения или отдельных его частей при неравномерных деформациях, превышающих предельные 15 Высотные здания Здания высотой более 75,0 м 16 Выход глинистого раствора Объем раствора с заданной эффективной вязкостью, получаемый из одной тонны глинистого порошка 17 Геотехнический барьер Конструкция из ряда инъекторов, расположенная между объектом геотехнических работ и существующими защищаемыми объектами в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскостях, для выполнения работ по компенсационному нагнетанию 6
Продолжение таблицы 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 18 Геотехнический мониторинг Комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего) сооружение, и конструкций сооружений окружающей застройки. Геотехнический мониторинг осуществляется в период строительства и на начальном этапе эксплуатации вновь возводимых или реконструируемых объектов 19 Геомассив Создание искусственного основания фундамента путем инъекции твердеющих растворов в режиме гидроразрыва 20 Геосинтетика Геотекстильные материалы в виде рулонов, мешков, георешеток, арматурных стержней, изготовляемых на основе стекловолокна, синтетического, базальтового или углеродного волокна 21 Геотехнический прогноз Комплекс работ аналитического и расчетного характера, цель которых – качественная и количественная оценка поведения оснований, фундаментов и конструкций проектируемого сооружения и окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации 22 Геотехнический экран Сплошная или прерывистая линейная конструкция, которая устраивается в грунтах из различных материалов и по различным технологиям и позволяет отделить или ограничить область грунтового массива, в котором возникают изменения его напряженно-деформированного состояния от строительства новых заглубленных или подземных сооружений, от области грунтового массива, вмещающего конструкции фундаментов окружающей застройки (в том числе подземные коммуникации) 7
Продолжение таблицы 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 23 Геотехническая атегория Категория сложности объекта строительства с точки зрения проектирования оснований и фундаментов, определяемая в зависимости от уровня ответственности и сложности инженерно-геологических условий площадки строительства 24 Гидроразрыв Образование трещин в массиве грунта при инъекции растворов 25 Глубина котлована Максимальная глубина выработки грунтового массива, определяемая наибольшей разностью высотных отметок по контуру котлована в уровне поверхности рельефа и в уровне его дна, включая глубину подготовительного (пионерного) котлована 26 Глубина скважины Проекция длины на вертикальную ось 27 Горизонтальные перемещения Горизонтальные составляющие деформаций основания, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т. д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т. п. 28 Грунтовый анкер Геотехническая конструкция, предназначенная для передачи осевых выдергивающих нагрузок от закрепляемой конструкции на несущие слои грунта только в пределах корневой части своей длины и состоящая из трех частей: оголовка, тяги анкера и корня 29 Грунтовые нагели Геотехническая конструкция для обеспечения устойчивости откосов и склонов, устраиваемая горизонтально или наклонно без дополнительного натяжения 30 Грунтоцементный элемент Объем грунта, закрепленного цементным вяжущим по струйной или буросмесительной технологии с приданием ему повышенной прочности и пониженной водопроницаемости 8
Продолжение таблицы 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 31 Длина скважины Расстояние от устья до забоя по оси скважины 32 Дополнительная осадка подстилающего слоя Вертикальная деформация слоя грунта, залегающего ниже просадочной толщи, происходящая от: равномерно распределенной нагрузки от здания или сооружения (включая нагрузки на полы по грунту); повышения собственного веса просадочного грунта при повышении его плотности, влажности; выполнения свай, устройства планировочной насыпи и т. п. 33 Допустимые деформации основания сооружений Деформации, способные вызвать повреждения в сооружениях, при которых для дальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно проведения текущих наладочных и ремонтных работ 34 Забой скважины Низ (дно) скважины 35 Защитные мероприятия Комплекс организационно-технических мероприятий по защите окружающей застройки от сверхнормативных деформаций и прочих недопустимых воздействий, оказываемых негативным влиянием строительства или реконструкции 36 Закрепление грунта Улучшение механических и физических свойств грунта путем введения в грунт твердеющих растворов в режиме пропитки или перемешивания 37 Заполнительная цементация Инъекция цементного раствора в грунт по манжетной технологии в целях заполнения пор и возможных полостей в грунте (подготовка грунтового массива к компенсационному нагнетанию) 38 Захватка траншеи Фрагмент траншеи, разрабатываемый для последующего бетонирования или заполнения сборными элементами с омоноличиваиием 39 Зона влияния нового строительства или реконструкции Расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застройку пренебрежимо мало 9
Продолжение таблицы 1.1 № п/п Наименование термина Описание термина 40 Зона инъекции Ограниченный интервал в скважине, через который производится нагнетание раствора (воды) в грунт 41 Извлекаемый анкер Грунтовый анкер (временный), конструкция которого позволяет извлечь его тягу полностью или частично 42 Инженерная цифровая модель местности; ИЦММ Совокупность информации о пространственном положении, характеристиках объектов местности, связях между ними и топографической поверхности, представленная в векторно-топологической форме, доступной для обработки на ЭВМ. Включает два основных компонента – цифровую модель рельефа и цифровую модель ситуации 43 Инъектор Труба с отверстиями для выполнения инъекции твердеющего раствора в грунт или строительную конструкцию 44 Кольматация, тампонаж Заполнение пор и трещин в грунте твердыми частицами нагнетаемого раствора, препятствующими фильтрации 45 Категория технического состояния Степень эксплуатационной пригодности несущей строительной конструкции или здания и сооружения в целом, а также грунтов их основания, установленная в зависимости от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик 46 Комбинированный свайно-плитный фундамент (piled raft foundation) Фундамент, состоящий из железобетонной плиты (свайного ростверка) и свай, совместно передающих нагрузку на основание 47 Компенсационные мероприятия Мероприятия, направленные на сохранение или восстановление напряженно-деформированного состояния оснований реконструируемых сооружений или сооружений окружающей застройки и гидрогеологического режима 10