Файл: Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине основания и фундаменты.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт Горного дела и строительства
Кафедра Геотехнологий и строительства подземных сооружений
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
по дисциплине
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
Уровень профессионального образования:
высшее образование – бакалавриат
Направление подготовки: 08.03.01 «Строительство»
Профиль подготовки: Промышленное и гражданское строительство
Профиль подготовки: Городское строительство и хозяйство
Квалификация выпускника: 62 бакалавр
Форма обучения: очная, заочная
Тула 2023 г.

2
Методические указания составлены к.т.н., доцентом кафедры
ГиСПС И.М.Кавериным и обсуждены на заседании кафедры ГиСПС ИГДиС протокол №4 от «10» ноября 2022 г.
Зав. кафедрой ГиСПС проф., д.т.н. __________________________ Н.М. Качурин

3
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания составлены в соответствии с рабочей про- граммой по дисциплине «Основания и фундаменты» для выполнения курсо- вой работы (КР) «Проект строительства фундаментов промышленного
(гражданского) здания» студентами всех форм обучения.
В КР изложены порядок и правила расчета и конструирования двух вариантов фундаментов: фундамент мелкого заложения на естественном ос- новании, сооружаемый в открытом котловане, и свайный фундамент из сплошных забивных свай с низким свайным ростверком. Могут быть рас- смотрены варианты за счет изменения глубины заложения фундамента, ис- пользования свай различной длины, изменения расположения свай в плане.
Расчет по каждому варианту должен иметь расчетные схемы, подробные по- яснения.
Проектирование оснований заключается во всесторонней оценке инже- нерно-геологических условий строительства, выборе надежного основания, определении его несущей способности.
При проектировании оснований и фундаментов необходимо макси- мально использовать прочностные и деформационные свойства грунтов, по- рочность материала фундамента, а также обеспечить надежность, долговеч- ность сооружений и эксплуатационные требования к ним.
При равной степени законченности устройства всех конструктивных элементов следует произвести сравнение проектных решений фундаментов, включающее в себя определение объемов земляных и бетонных работ по каждому варианту.
Приступая к выполнению КР, необходимо внимательно ознакомиться с индивидуальным заданием и рекомендованной литературой.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1.1.
Целью выполнения курсовой работы является углубление, обобще- ние и закрепление теоретических и практических знаний, полученных сту- дентом за время обучения, и умелому применению этих знаний в решении конкретных задач в области оснований и фундаментов сооружений.
В процессе работы над КР студент должен научиться работать с нор- мативной литературой, учебниками, справочной литературой и другим мате- риалом. Самостоятельная работа студента должна заключаться в выборе наиболее рационального варианта фундамента и основания. При разработке вариантов студент должен учитывать совместную работу основания и фун- дамента и требования методики расчета по предельным состояниям.
1.2. При выполнении КР решаются следующие задачи:
- анализ инженерно-геологических условий строительной площадки;
- выбор типа основания, конструкции фундамента здания и назначение глубины заложения подошвы фундамента;

4
- проектирование технологии и организации работ при сооружении фундамента здания с применением строительной техники;
- провести сравнение проектных решений фундаментов;
- обеспечение безопасности всех работ, выполняемых при сооружении фундаментов;
- творческого использования различных методик расчета из приведен- ных источников литературы, что значительно облегчит работу над диплом- ным проектом и в дальнейшей деятельности.
2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
2.1. Тема КР указывается на титульном листе пояснительной записки
(Приложение 1).
2.2.
Задание на КР указываются в бланке задания (Приложение 2) и выдаются студенту в начале семестра при изучении дисциплины «Основания и фундаменты».
2.3.
КР состоит из двух частей - технологической и графической.
Технологическая часть оформляется в виде пояснительной записки, в которой излагаются обоснования принятых решений, расчеты технологиче- ских показателей проекта.
В КР наряду с детальной разработкой технологических вопросов долж- ны быть решены вопросы организации труда, максимального использования оборудования. Принимаемые решения должны соответствовать требованиям правил безопасности, строительным нормам и правилам, ГОСТам. В конце пояснительной записки приводится список литературных источников, кото- рые были использованы при выполнении курсовой работы, а в тексте долж- ны быть ссылки на них.
Графическая часть должна включать схемы и чертежи, поясняющие отдельные стадии (фазы) работ при сооружении фундамента, размещение оборудования на поверхности земли.
2.4.
Проверенная руководителем и допущенная к защите КР защищает- ся студентом перед комиссией. Максимальное количество баллов за курсо- вую работу – 100. Критерии выставления баллов: а) качество рукописи и графической части – до 25 баллов; б) оценка рецензента – до 5 баллов; в) качество доклада – до 20 баллов; г) уровень защиты и ответов на вопросы – до 50 баллов.
Неудовлетворительная оценка «2» выставляется, если студент получил в сумме по четырем критериям от 0 до 39 баллов.
Удовлетворительная оценка «3» выставляется, если студент получил в сумме по четырем критериям от 40 до 60 баллов.
Оценка хорошо «4» выставляется, если студент получил в сумме по че- тырем критериям от 61 до 80 баллов.
Оценка отлично «5» выставляется, если студент получил в сумме по четырем критериям от 80 до 100 баллов.

5
Качество рукописи и графической части – это правильность и ориги- нальность принятых инженерных решений, полнота и правильность графиче- ской части.
Оценка рецензента- это содержательность и лаконичность пояснитель- ной записки, ритмичность работы над проектом.
Качество доклада – это логичность построения доклада с использова- нием терминологии в данной дисциплине.
Уровень защиты и ответов на вопросы – это прежде всего правиль- ность ответов на заданные вопросы, Внешний вид студента при защите КР должен быть соответствующий.
2.5.
Пояснительная записка оформляется на листах писчей бумаги с одной стороны в текстовом редакторе Microsoft Word в формате «.docx» объемом 30-40 страниц. Формат бумаги - А4, ориентация – книжная, с остав- лением полей слева 3,0 см, справа – 1,5 см, сверху и снизу – 2,0 см, между- строчный интервал – полуторный, выравнивание – по ширине, красная стро- ка – отступ 1,25 см, гарнитура – Times New Roman, кегль – 14, цвет – черный.
Стиль изложения должен быть ясным и точным.
2.6. Графическая часть работы выполняется на стандартном листе фор- мата А1 в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Чертежи должны быть выполнены тушью, мягким карандашом или на плоттере с соблюдением выбранного масштаба с указа- нием размеров. На листе А1 вычерчиваются:
– инженерно-геологический разрез с указанием полного наименования грунтов, эпюру расчетных сопротивлений грунтов
0
R
, положение уровня подземных вод;
– строительная площадка с привязкой здания;
– совмещенный план фундаментов, выполненных в заданных условиях в одной проекции в едином масштабе (1:100);
– поперечные разрезы всех рассмотренных вариантов фундаментов со всеми необходимыми размерами и привязкой к оси сооружения в едином масштабе (1:50);
– для свайного фундамента следует показать расположение свай в плоскости подошвы ростверка, узел заделки свай в ростверках, схему арми- рования свайного ростверка;
– план котлованов с въездными траншеями для ленточного и свайного фундаментов в едином масштабе (1:200);
– спецификация.
3. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
3.1.
Раздел «Введение» является важной составляющей курсовой рабо- ты по дисциплине «Основания и фундаменты». После прочтения этого раз- дела, я сразу пойму, насколько студент самостоятельно и качественно вы- полнил работу.

6
Чтобы не упустить ничего важного при написании введения к КР, сове- тую следовать предлагаемому алгоритму. Начните с написания вводных
предложений.
Вводные предложения – это отправная точка КР, я их прочту обяза- тельно, поэтому так важно написать эти несколько предложений грамотным научным языком: используйте соответствующую терминологию, впишите небольшой экскурс в историю исследования данной темы, можно упомянуть известных ученых, работавших в этой области. Главное, чтобы эти предло- жения характеризовали вас как образованного, хорошо подготовленного и разбирающегося в теме студента.
Во введение очень важно акцентировать внимание на важности изуче- ния данного вопроса в настоящее время. Для этого приведите примеры со- временных авторов, которые разрабатывают данную тему, укажите ее акту- альность.
Актуальность – это значимость вашей темы в современном мире, то есть, нужна ли эта тема в реальной жизни. Начать описание актуальности можно с таких фраз: Исследуемая тема актуальна, потому что…; Актуаль- ность работы заключается в …
Далее необходимо разобраться с целями и задачами работы. КР – это не просто учебное задание и дополнительная «головная боль» для студента, это небольшой вклад в мировую науку. Как бы высокопарно это не звучало.
Ведь, при написании данного научного труда важно, чтобы исследование было уникальным и актуальным.
Цель работы – это главный результат КР. Обратите внимание, что цель и задачи во введении, далеко не одно и тоже. Цель – это финиш, результат, который хотелось бы получить в процессе написания работы. Задачи – это конкретные шаги и действия, которые позволят добиться поставленной цели.
3.2.
Задание на курсовую работу. После титульного листа следует бланк задания на КР, бланк строительной площадки и бланк со схемой зда- ния.
3.3.
Анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. Характеристики физических свойств грунтов в кур- совой работе не представляют исчерпывающих данных для расчета основа- ний фундаментов. Поэтому обработку материалов необходимо начинать с вычисления по формулам производных физических характеристик и класси- фикационных показателей грунтов для каждого ИГЭ в соответствии с поряд- ком их залегания.
Удельный вес грунта (кН/м
3
)
вычисляется по формуле
g
⋅
=
ρ
g
(1) где
ρ
– плотность грунта, т/м
3
;
g – ускорение свободного падения, м/с
2
, g=
9,81 м/с
2
Удельный вес частиц грунта (кН/м
3
)
вычисляется по формуле

7
g
s
s
⋅
=
ρ
g
(2) где
s
ρ
– плотность твердых частиц грунта, т/м
3
Плотность сухого грунта (т/м
3
) вычисляется по формуле
W
d
01
,
0 1
+
=
ρ
ρ
(3)
где W – естественная влажность грунта, %
Коэффициент пористости (д.е)
d
d
s
e
ρ
ρ
ρ
−
=
(4)
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды (кН/м
3
)
e
w
s
sb
+
−
=
1
g g
g
, (5) где
w
g
– удельный вес воды, кН/м
3
,
w
g
=10
кН/м
3
Взвешивающее действие воды необходимо учитывать для супесей, су- глинков и глин при
L
I
> 0,5 и
r
S
=1, а для песков -
r
S
=1.
Коэффициент водонасыщенности (д.е)
w
s
r
e
W
S
ρ
ρ
⋅
⋅
=
01
,
0
, (6) где
w
ρ
– плотность воды, т/м
3
,
w
ρ
=1 т/м
3
Согласно ГОСТ 25100-2020, по характеристикам физических свойств и классификационным показателям грунтов необходимо для всех ИГЭ основа- ния определить полное наименование грунтов.
Тип глинистых грунтов (супесь, суглинок или глина) определяется по числу пластичности
p
I
(приложение 3), а их разновидность по показателю текучести
L
I
(приложение 3 табл.2). Определение типа песчаного грунта
(крупный, средней крупности, мелкий или пылеватый песок) производится по гранулометрическому составу (приложение 3 табл.3), вида по плотности сложения (по величине коэффициента пористости е) (приложение 3 табл.5), разновидности – по коэффициенту водонасыщения
r
S
(приложение 3 табл.4).
Величины расчетных сопротивлений грунтов
0
R
определяются по СП
22.13330.2016 в зависимости от типа, вида и разновидности для песчаных грунтов и типа, значения коэффициента пористости е и показателя текучести
L
I
для глинистых грунтов. Для промежуточных значений е и
L
I
величины
0
R
определяются интерполяцией. Значения
0
R
приведены в прил.4 в табл.1,2. Для рыхлых песчаных грунтов и глинистых в текучем состоянии

8
(
L
I
> 1
) или с коэффициентом пористости е > е
max
(
где е
max
– максимальное табличное значение коэффициента пористости для данного типа грунта) рас- четное сопротивление
0
R не нормируется. Данные грунты относятся к сла- бым, которые без специальных мероприятий не могут быть использованы в качестве естественного основания.
Основными показателями механических свойств грунтов, определяю- щими несущую способность оснований, а также их деформацию, является угол внутреннего трения ϕ , удельное сцепление С, модуль деформации Е.
Для определения механических свойств грунтов можно воспользоваться таб- лицами приложения А из СП 22.13330.2016. Для песчаных грунтов норма- тивные значении сцепления
n
C
(кПа), угла внутреннего трения
n
ϕ
(град.) и модуля деформации Е (МПа) определяют в зависимости от типа грунта и ко- эффициента пористости (приложение 5 табл.1). Для пылевато-глинистых грунтов величины
n
C
,
n
ϕ
(приложение 5 табл.2) и Е (приложение 5 табл.3)
определяются в зависимости от типа грунта, показателя текучести и коэффи- циента пористости. Искомое нормативное значение показателя механиче- ских свойств грунта определяют, используя для этого в необходимых случаях линейную интерполяцию по коэффициенту пористости. Если значения е,
L
I
грунтов выходят за пределы, предусмотренные в таблице, характеристики
n
C
,
n
ϕ
и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов в полевых или лабораторных условиях. Допускается в запас надежности принимать характеристики
n
C
,
n
ϕ
и Е по соответствующим нижним пределам е,
L
I
, если грунты имеют значения величин е,
L
I
меньше этих величин.
Результаты определений при обработке данных лабораторных исследо- ваний свойств грунтов целесообразно свести в форму, пример заполнения которой приведен в табл.2. Оформлять таблицу следует на отдельном листе писчей бумаги формата А4. Число столбцов в табл. 3.3.1. (номер образца) должно быть равно числу ИГЭ (слоев грунта). Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды следует определять с большим вниманием, выборочно, не для всех грунтов, указанных в задании. Он определяется толь- ко для грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, за исключением водоупоров. К водоупорам относятся: глины – твердые, полутвердые и туго- пластичные (
L
I
≤ 0,5), суглинки – твердые, полутвердые (
L
I
≤ 0,25). Во всех прочих случаях грунт не является водоупором. К наименованию водоупорно- го грунта следует добавить – водоупор.