Тематика курсовых проектов

Курсовой проект разрабатывается на тему «Расчет и проектирование основания и фундамента промышленного или гражданского здания или сооружения при заданных инженерно-геологических условиях и нагрузках на основе вариантного проектирования». В частности, проектируется система основание-фундамент зданий вокзалов, локомотивного или вагонного депо, больницы, водонапорной башни, котельной с дымовой трубой, индивидуальных жилых домов.

Работа выполняется в объеме пояснительной записки порядка 20-25 страниц и одного листа чертежа форматом А1.

Чертежи выполняются в карандаше с изображением:

- инженерно-геологического разреза с «посадкой» сооружения;

- двух возможных вариантов фундамента (мелкого заложения на естественном основании или свайного фундамента) в трех проекциях каждого;

- таблицы технико-экономического сравнения вариантов;

- конструктивных деталей и узлов фундамента, выбранного наиболее экономичного варианта, схем, поясняющих производство работ по устройству основания и фундамента, расчетные значения физико-механических характеристик грунтов основания.

Пояснительная записка должна содержать:

- паспорт грунтовых условий, прилагаемый к заданию на проектирование;

- схему сооружения и нагрузок;

- определение нормативных и расчетных значений физико-механических свойств грунтов, слагающих основание и заключение об инженерно-геологических условиях;

- обоснование выбора глубины заложения фундамента по каждому варианту с привязкой к геологическому разрезу;

- расчет возможных вариантов конструктивных решений оснований и фундаментов и их технико-экономическая оценка;

- проектирование оснований и фундаментов по выбранному варианту;

- краткое описание способа производства работ по сооружению принятого варианта с обоснованием принятой технологии и механизмов, способа водоподавления;

- оценку агрессивности грунтовых вод по заданному химическому составу, выбор способа защиты конструкций фундамента и подземных сооружений от агрессивного воздействия воды.

При выполнении проекта рекомендуется нормативные и расчетные характеристики одного из инженерно-геологических элементов определить путем статистической обработки результатов испытаний «вручную», по остальным слоям обработка выполняется с использованием персонального компьютера с применением АРМ «Оценка инженерно-геологического элемента». Выполненные «вручную» в соответствии с действующими нормативными документами расчеты оснований и фундаментов проверяются студентом на ЭВМ с применением разработанного на кафедре АРМ «Фундамент». Отдельные студенты по заданию преподавателя выполняют углубленную проработку элементов в качестве учебно-исследовательской работы.

В методических пособиях для курсового проектирования [19], [20], [21] имеются примеры определенных видов расчетов. Например, статистическая обработка результатов определения физико-механических свойств грунтов, назначение их нормативных и расчетных величин в составе инженерно-геологического элемента; определение глубины заложения фундамента, площади подошвы и осадок фундаментов на естественном основании, то же «условного» фундамента в свайном варианте; примеры графического оформления рабочих проектов оснований и фундаментов; типовые решения фундаментов, применяемых в промышленном и гражданском строительстве.

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ И ЭКЗАМЕНУ

1. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Введение»

1. Классификация оснований, фундаментов и подземных сооружений, области их применения

2. Влияние свойств грунтов, размеров фундамента и глубины заложения на величину предельной нагрузки грунтовых оснований.

3. Зависимости показателей сжимаемости и прочности от физических свойств грунтов.

2. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Основные положения проектирования оснований и фундаментов»

1. Принцип проектирования оснований и фундаментов по предельным состояниям. Нагрузки и воздействия, учитываемые при проектировании фундаментов.

2. Проектирование оснований по II группе предельных состояний. Определение расчетного сопротивления грунта R по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*. Учет взвешивающего действия грунтовых вод.

3. Приложение теории предельного напряженного состояния к оценке устойчивости откосов, насыпей и выемок, массивов грунта при оползнях.

4. Проверка подстилающего слоя слабого грунта в основании на нагрузки, передаваемые фундаментами.

5. Характер деформаций сооружений различной жесткости. Причины, вызывающие неравномерные осадки: уплотнение, разуплотнение, выпирание, расструктурирование, понижение УПВ и т.д

6. Уменьшение чувствительности несущих конструкций зданий и сооружений к неравномерным осадкам.

4. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Проектирование фундаментов мелкого заложения. Выбор глубины заложения фундамента»

1. Глубина заложения фундаментов и факторы, влияющие на нее.

2. Определение глубины заложения фундаментов отапливаемых и неотапливаемых зданий и сооружений.

3. Влияние соседних сооружений на глубину заложения фундаментов.

4. Определение площади центрально и внецентренно нагруженных фундаментов.

5. Определение осадок фундамента методом послойного суммирования в соответствии со СНиП 2.02.01-83*. Основные допущения, порядок расчета.

6. Определение осадок фундамента методом линейно-деформируемого слоя конечной толщины.

7. Определение кренов фундаментов.

8. Расчет оснований фундаментов по I группе предельных состояний. Условие необходимости расчета.

9. Расчет оснований фундаментов по I группе предельных состояний аналитическим методом. Объяснить зависимости (12) и (16) СНипП 2.02.01-83*.

10. Расчет оснований фундаментов по I группе предельных состояний графо-аналитическими методами. Простейшие задачи устойчивости откосов в сыпучих и связных грунтах.

11. Расчет оснований фундаментов по I группе предельных состояний графо-аналитическими методами. Построение кривых скольжения, уравнение равновесия, коэффициенты запаса устойчивости.

12. Конструирование фундаментов из условия работы материала.

13. Проверка фундаментов на действие нормальных и касательных сил морозного пучения.

14. Выбор расчетной схемы и параметров основания плитных фундаментов. Объяснить физический смысл формул (1), (5) и (6) «Руководства по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа»

15. Из каких условий назначается давление на основание по подошве плитного фундамента от расчетных нагрузок.

16. Расчет осадок плитных оснований с использованием модели линейно-деформируемого полупространства. Условия применения этой модели расчета.

17. Расчет осадок плитных фундаментов с использованием ограниченного сжимаемого слоя. Условия применения этой модели расчета.

18. Модель расчета упругого основания Фусса-Винклера. Условия применения этой модели расчета, ее достоинства и недостатки.

19. Расчет плитных фундаментов с использованием комбинированных моделей сжимаемого основания и нелинейной работы железобетона: модель Бубнова – Галеркина, модель Филоненко-Бородича. Каким образом моделируются вертикальные и горизонтальные перемещения грунта в основании? Методы решения определяющих уравнений.

4. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Свайные фундаменты. Фундаменты на столбах и оболочках»

1. Виды конструкций и классификация свай, свайных фундаментов и свайных ростверков.

2. Деформации грунтов вокруг свай при их погружении. Влияние способов погружения на несущую способность свай. «Отдых» свай.

3. Условия применения различных видов свай и свайных фундаментов. Основы технологии устройства буронабивных свай.

4. Характеристика основных способов определения несущей способности свай.

5. Определение несущей способности одиночной сваи-стойки по прочности грунта основания и материала сваи.

6. Определение несущей способности одиночной висячей сваи по грунту в соответствии с п. 4.2 СНиП 2.02.03-85.

7. Способы определения несущей способности свай по результатам статических и динамических испытаний в соответствии с п. 5 СНиП 2.02.03-85.

8. Особенности работы кустов свай, объединенных ростверком. Расположение свай в кусте. Определение вертикальной составляющей усилия, действующего на сваю при внецентренной нагрузке.

9. Расчет куста висячих свай по II группе предельных состояний.

10. Особенности работы кустов свай с высоким и низким ростверком при действии горизонтальной нагрузки.

11. Определение горизонтального смещения и угла поворота головы сваи при действии горизонтальных нагрузок. Понятие о гибких сваях и сваях конечной жесткости.

12. Особые случаи работы свай в условиях возникновения отрицательного трения. Сваи, работающие на выдергивание, козловые сваи.

5. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Фундаменты на опускных колодцах»

1. Устройство фундаментов и подземных сооружений методом опускного колодца. Основные понятия. Схемы нагрузок, порядок расчета. Особенности производства работ при погружении.

2. Учет взвешивающего действия воды и расчет колодца на статическое давление.

6. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Заглубленные и подземные сооружения»

1. Устройство подземных сооружений методом «стена в грунте». Основные понятия о способах производства работ и расчете.

2. Метод «продавливания» насыпей. Проходка автомобильных тоннелей и водопропускных труб в земляном полотне действующей железной дороги.

3. Типы ограждений: забирка с распорками, шпунтовые ограждения с анкерными креплениями.

4. Общий порядок расчета подпорных стен: определение давления грунта на ограждение, расчет фундаментных конструкций стены по предельным состояниям. Учет взвешивающего действия и гидродинамического давления подземных вод при расчете устойчивости подпорных стен.

5. Каким образом осуществляется защита подпорных стен от гидродинамического давления вод?

7. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Основания и фундаменты в особых условиях: многолетняя мерзлота, просадочность, сейсмика»

1. Методы искусственного улучшения оснований: замена слабых грунтов устройством песчаных и гравелистых подушек. Расчет и конструирование песчаной подушки.

2. Механические методы улучшения грунтов оснований. Уплотнение грунтов поверхностным трамбованием, глубинным вибрированием, песчаными сваями.

3. Уплотнение слабых глинистых грунтов вертикальным дренированием с предварительной пригрузкой.

4. Понятие о химических и термических методах закрепления слабых грунтов. Процессы, происходящие в грунтах при закреплении.

5. Особенности устройства фундаментов в лессовых просадочных грунтах.

6. Особенности устройства фундаментов в вечномерзлых грунтах.

8. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Основные положения производства работ по строительству фундаментов»

1. Требования к производству работ по устройству оснований и фундаментов в морозоопасных грунтах в зимний период.

2. Устройство открытых котлованов на суше. Крутизна откосов, крепление откосов. Борьба с притоком подземных и поверхностных вод: открытый водоотлив, водопонижение, замораживание, применение иглофильтров и электроосмоса, применение противофильтрационных завес.

3. Порядок погружения свай в сплошном свайном поле.

4. Порядок погружения свай под ленточный ростверк.

9. Вопросы для подготовки к экзамену по разделу

«Усиление и переустройство фундаментов»

1. Усиление существующих оснований и фундаментов с помощью буроинъекционных свай, изготавливаемых по jet-технологии или путем компрессионного обжатия массива грунта.

2. Устройство фундаментов, подходных насыпей и котлованов внутри действующих зданий и на территории предприятий.