Фундамент экспериментального цеха в г. Санкт-Петербург

ОиФ.dwg

ФСМ 10.4.3.1 ест.ф-т
Место строительства - г. Санкт-Петербург; 2. За относительную отметку 0.000 принят пол первого этажа. По балтийской системе высот отметка 0.000 соответствует отметке +7.000; 3. В основании фундамента грунт - суглинок пластичный
водонасыщенный; 4. Фундаменты и фундаментные балки изготовлены из бетона 5. Бетонная подготовка выполнена из бетона 6. Фундаменты Ф2 - Ф6 изготавливаются по серии 1.412.1-11; 7. Фундамент Ф7 изготовлен по серии 1.412.1-6 8. Фундаментные балки Б1
Б2 изготовлены по серии 1.415.1-2
песком средней крупности с g=17
Схема расположения фундаментов и фундаментных балок
Фундамент на естественном основании
Фундамент на песчаной подушке
ленточный монолитный
* Дано в м.п. ** Дано на 1 м.п.
Песок средней крупности (18)
Удельный вес грунта gI
Угол внутреннего трения jI
Удельное сцепление сI
Удельный вес тв.частиц gs
Влажность на гр.текучести wL
Влажность на гр.пласт. wp
Коэфф. фильтрации kф
Удельный вес грунта gII
Угол внутреннего трения jII
Удельное сцепление сII
Физико-механические свойства грунта
Экспериментальный цех в г.Санкт-Петербург
Поперечный разрез. Схема расположения фундаментов. Свайный фундамент. Фундамент на ест.основании. Фундамент на песчаной подушке. Виды фундаментов. Таблица осадок. Спецификация.
Покрытие подвала-50 Железобетонная плита-200 Стяжка из ЦПР-50 Рулонная гидроизоляция-100 Стяжка из ЦПР - 50 Обратная засыпка-1600 Бетонная подготовка B15-100
ФБС Рулонная гидроизоляция-100 Кирпич-65
Окраска горячим битумом за 2 раза

КП ОиФ.docx

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки5
1. Дополнительные характеристики грунтов5
2. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта6
3. Расчетные сопротивления грунтов6
4. Заключение об инженерно-геологических условиях строительной площадки9
Оценка конструктивных особенностей сооружения10
Выбор основного типа фундамента и сооружения12
1. Фундамент на естественном основании12
2. Свайный фундамент21
3. Фундамент на песчаной подушке27
Объем работ и затраты на строительство фундамента35
1. Фундаменты на естественном основании35
2. Свайный фундамент36
3. Фундамент на песчаной подушке37
Конструирование и расчет фундаментов на естественном основании38
6. Определение деформаций основания59
7. Определение несущей способности основания60
Рекомендации по производству работ нулевого цикла62
Список используемой литературы64
рис.1 - Разрез сооружения и его план с нумерацией фундаментов
Таблица 1.Значение нормативных нагрузок на обрезы фундаментов при наиболее невыгодных сочетаниях
Вариант и наименование сооружения
Вариант нагрузок и размеров
Экспериментальный цех
рис.2 - Схема размещения буровых скважин и инженерно-геологические разрезы
Таблица 2. Значения характеристик физико-механических свойств грунтов
Песок средней крупности (18)
Удельный вес грунта γI кНм3
Угол внутреннего трения
Удельное сцепление cI кПа
Удельный вес грунта γII кНм3
Удельное сцепление cII кПа
Удельный вес твердых частиц грунта γs кНм3
Влажность на границе текучести wL д.ед.
Влажность на границе пластичности wp д.ед.
Коэффициент фильтрации
Модуль деформации Е МПа
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки
1. Дополнительные характеристики грунтов
Таблица 3. Значения дополнительных характеристик грунтов
Характеристики грунта
Песок средней крупности
Удельный весь скелета грунта γd кНм3
Относительное содержание твёрдых частиц m д.ед.
Коэффициент пористости e
Полная влагоемкость wsat д.ед.
Коэффициент водонасыщения
Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γsb кНм3
Число пластичности Ip
Показатель текучести IL
Данные в таблице получены по формулам:
Согласно классификации грунтов приведенной в ГОСТ 25100-2011 (приложение Б) слои основания:
Суглинок: по показателю текучести – пластичный по модулю деформации – сильнодеформируемый по коэффициенту водонасыщения – водонасыщенный.
Супесь: по показателю текучести – пластичная по модулю деформации – среднедеформируемая по коэффициенту водонасыщения – водонасыщенный.
Песок средней крупности: по коэффициенту пористости – плотный по модулю деформации – среднедеформируемый по коэффициенту водонасыщения – водонасыщенный.
2. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта
Согласно п.2.27 СП 131.13330.2011 нормативную глубину сезонного промерзания грунта вычисляют по формуле:
где d0 = 023 м для суглинков d0 = 028 м для супесей d0 = 030 м для песков средней крупности; Mt – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных температур в данном регионе в нашем случае в городе Санкт-Петербург.
На основании данных таблицы 5.1 в СП 131.13330.2011 получим:
Mt = -66 + -63 + -15 + -39 = 183
3. Расчетные сопротивления грунтов
) Определим величины расчетных сопротивлений R кПа для каждого грунта основания
где γc1 и γc2 – коэффициенты условий работы которые определяются по
СП 22.13330.2011 (таблица 5.4);
М Mq Mc коэффициенты которые зависят от значения φII и определяются по СП 22.13330.2011 (таблица 5.5);
k коэффициент принимаемый равным 10;
kz коэффициент принимаемый равным 1 при b ≤ 10 м;
b ширина подошвы фундамента м;
II расчетное значение удельного веса для грунта залегающего на глубине d (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) кНм3;
II то же залегающих в пределах глубины d. При наличии нескольких видов грунтов в пределах глубины d определяется как средневзвешенное:
cII расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
d глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений м
Примечание. Для насыпных грунтов значение удельного веса равно 175 кНм3 выше уровня грунтовых вод и 10 кНм3 – ниже уровня грунтовых вод.
) Расчетное сопротивление грунта основание по скважине №2
рис.3 – Эпюра расчетного сопротивления грунтов (скважина №2)
4. Заключение об инженерно-геологических условиях строительной площадки
Общая характеристика участка.
Площадка строительства расположена в г. Санкт-Петербург. Отрицательные среднемесячные температуры наблюдаются с декабря по март месяц. Рельеф площадки наклонный. Абсолютные отметки природного рельефа варьируют от 85 м до 6 м.
Геологическое строение и гидрогеологические условия.
Основание площадки до глубины 4 м слагают следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
ИГЭ-1 – техногенный грунт – супесь со строительным мусором;
ИГЭ-2 – супесь пылеватая пластичная среднеформируемая;
ИГЭ-3 – песок пылеватый средней крупности плотный водонасыщенный среднедеформируемый;
ИГЭ-4 – суглинок пылеватый с гравием пластичный сильнодеформируемый.
Слои залегают с выклиниванием.
Мощность насыпного грунта ИГЭ-1 варьирует от 05 до 3 м. Его подстилает супесь ИГЭ-2 мощностью от 2 до 3 м и выклинивающийся слой песок ИГЭ-3 мощностью от 2 до 25м. Ниже залегает суглинок ИГЭ-4.
Уровень грунтовых вод зафиксирован на абсолютной высотной отметке 45 м (на глубине 25 м от уровня природного рельефа). Мощность водоносного горизонта составляет не менее 85 м. Уклон поверхности водоносного горизонта 0. Подземные воды обладающие напором отсутствуют.
Нормативная глубина сезонного промерзания: ИГЭ-2 – 12 м ИГЭ-3 – 128 м ИГЭ-4 – 098м.
Инженерно-геологические разрезы представлены на рис.2. Физико-механические характеристики грунтов сведены в таблицу 2.
Грунты слагающие площадку обладают следующими особенностями:
) техногенные грунты неоднородны по составу и свойствам неравномерно уплотнены обладают свойствами морозного пучения и не могут служить несущим слоем для фундаментов на естественном основании;
) в скважине №4 вскрыт слой песка.
Геологические и инженерно-геологические процессы отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений отсутствуют (см. СП 11-105-97. Часть I. Приложение Б).
Оценка конструктивных особенностей сооружения
Проектируемое сооружение включает экспериментальный цех и административно-бытовой корпус (см. рис.1).
Экспериментальный цех представляет собой производственное одноэтажное сооружение с полным каркасом пролетом 12м длиной 30м и высотой 165м. Шаг рам каркаса 6 и 65м. Внутри цеха предусмотрен грузоподъемный кран.
Фундамент столбчатый. Основные колонны цеха железобетонные сечением 600*400 мм в количестве 12и фахверковые колонны с сечением 400*400 мм в количестве 4Стены цеха выполнены из “сэндвич панелей” 510мм прикрепленные к колоннам. Трехслойные панели стен типа «сандвич» состоят из стальных облицовочных профилированных листов и вспененного в полости между ними утеплителя из пенополиуретана.
Перекрытия состоят их жб ригелей с пролетом 12 м. Железобетонные ребристые плиты для покрытия промышленных зданий изготавливаются длиной 12 м и шириной 3 м.
Крыша – в промышленных зданиях в основном применяются кровли из рулонных материалов с битумной пропиткой: рубероида пергамина и т. п. наклеиваемых на битумных кровельных мастиках.
Железобетонные подкрановые балки применяются в зданиях с опорными кранами грузоподъемностью до 30 т с шагом основных колонн 6 м. Балки — таврового сечения с утолщенной на опорах вертикальной стенкой высотой от 08 до 14 м.
Для покрытия пролета в 12 м используют стальные стропильные балки. После установки первой пары ферм на них укладывают и закрепляют 4 плиты покрытия для создания жесткой начальной системы.
За относительную отметки 0.000 принята поверхность чистого пола. Фундаменты под колонны отдельные.
Предельные деформации фундаментов стального каркаса в соответствии с СП22.13330.2011 (приложение Д): максимальная осадка su=100мм; относительная разность осадок (sL)u=0002.
Административно-бытовой корпус состоит из двух отсеков: трёхэтажного с подвалом и семиэтажного. Высота отсеков 15 м и30 м соответственно. Трёхэтажный отсек имеет ширину 12 м и длину 18 м а ширина и длина семиэтажного отсека 12 и 125 м. Стены обоих отсеков кирпичные толщиной 510мм возводятся на ленточном фундаменте. Внутренние колонны железобетонные сечением 600*500 мм для отсека с семью этажами и 400*400мм для второго отсека.
Обрезы ленточных фундаментов под стены приняты на отметке 0.000 а отдельных под колонны – на отметке 2500.
В АБК предусмотрен подвал шириной 125м и длиной 18м. на отметке 2500 м. Поскольку лоток заглубляется выше уровня грунтовых вод.
Предельные деформации фундаментов административно-бытового корпуса в соответствии с СП 22.13330.2011 (приложение Д) осадка su=100мм; относительная разность осадок (sL)u=0002.
Учитывая разную жесткость отдельных частей сооружения и разные по величине нагрузки на фундаменты можно ожидать их неравномерные осадки. В связи с этим в месте примыкания АБК к экспериментальному цеху необходимо предусмотреть деформационный шов.
В табл.1 приведены нормативные значения изгибающих моментов M0n вертикальных N0n и горизонтальных Q0n сил передаваемых на обрезы фундаментов при основных сочетаниях (см. п. 5.2 СП 22.13330.2011 и п.1.10 – 1.13 СНиП2.01.07-85*).
При расчетах оснований и фундаментов по первому предельному состоянию (для расчетов прочности и устойчивости) необходимо использовать значения N0I Q0I и M0I вычисляемые путем умножения соответствующих им значений N0n Q0n и M0n на коэффициент надежности по нагрузке γf. Для перехода от N0n Q0n и M0n к N0I Q0I и M0I следует использовать осредненное значение γf принимаемое равным 12.
При проектировании фундамента на естественном основании несущим слоем будет являться супесь пылеватая пластичная сильнодеформируемая а при проектировании свайного фундамента – суглинок тяжелый полутвердый среднедеформируемый.
Выбор основного типа фундамента и сооружения
Для расчета варианта фундамента выбираем фундамент №2 как наиболее нагруженный по второму сочетанию нагрузок:
1. Фундамент на естественном основании
) Определение глубины заложения подошвы фундамента
Расчётное значение глубины сезонного промерзания:
dfn = 098 – нормативная глубина промерзания суглинка;
kh = 05 – коэффициент учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый по СНиП 2.02.01 (таблица 1).
Т.к. проектируемое здание имеет подвал глубина заложения фундамента не будет зависеть от глубины промерзания а определяющим фактором будут конструктивные требования. Учитывая заданную глубину подвала толщину перекрытий и конструкцию фундамента:
db – расстояние от уровня планировки до пола подвала м;
hcf – толщина конструкции пола м;
hf – высота фундамента м
Принимаем глубину заложения подошвы фундамента d = 45 м.
Верхний слой основания представлен техногенным грунтов поэтому его необходимо срезать супесь подстилающая этот грунт прорезаем и используем в качестве несущего слоя суглинок.
) Вычисление расчетного сопротивления грунта в уровне подошвы фундамента при
Слагаемое будет равно нулю т.к. отсек с рассматриваемым фундаментом №2 не имеет подвала (db = 0 d1 = d) поэтому формула для расчета сопротивления принимает следующий вид:
) Определение ориентировочной площади подошвы фундамента
N0II – расчетное значение вертикальной нагрузки на обрез фундамента №2 для расчета по второму предельному состоянию кН;
R – расчетное сопротивление грунта кПа на глубине d при b = 1 м;
γm – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях принимаемое для фундаментов сооружений без подвала равным
) Проектирование конструкций фундамента
Выбираем типовой фундамент ФСМ 11.4.3.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.4 – Конструкция фундамента на естественном основании
) Определение сопротивления при фактической ширине фундамента
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 36 м.
) Определение нагрузки передающейся на основание
– нагрузка от веса фундамента
– нагрузка от веса грунта на ступенях фундамента
Выбираем фундаментную балку 4ФБ6 из серии 1.415.1-2 (вып.1)
) Определение давления по подошве фундамента
Проверка прочности по грунту:
При устройстве стандартных сборных фундаментов допускается недогрузка до 10%
Т.к. условие не выполняется необходимо изменить размеры фундамента. Проверим фундамент ФСМ 10.4.3.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.5 – Конструкция фундамента ФСМ 10.4.3.1 на естественном основании
) Определение значения конечной осадки S фундамента методом послойного суммирования (по СНиП 2.02.01)
Расчет сводится к удовлетворению условия:
где S – совместная деформация основания и сооружения определяемая расчетом;
Su – предельное значение совместной деформации основания и сооружения.
Осадка определяется последующей формуле:
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 99 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 132 м принимаем hi = 1 м.
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента:
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта szg на границе слоя расположенного на глубине z от подошвы фундамента определяется по формуле
γi и hi - удельный вес и мощность i-го слоя грунта
Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента:
Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине:
Таблица 4. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 42 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 51 м.
рис.6 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
) Определение значения конечной осадки S фундамента методом послойного суммирования (по СП 22.13330.2011)
Осадка основания фундамента определяют методом послойного суммирования по формуле:
Т.к. котлован распложен на отметке d = 45 м то допускается не учитывать второе слагаемое при расчете осадки фундаментов согласно СП 22.13330.2011 (п.5.6.34).
Вертикальное напряжение от внешней нагрузки
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на отметке подошвы фундамента:
При этом в расчете используются размеры в плане не фундамента а котлована
Нижняя граница сжимаемой толщи основания принимается на глубине z = Hc где выполняется условие
Таблица 5. Расчет осадки фундамента на естественном основании
(по СП 22.13330.2011)
Осадка фундамента составляет 30 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=10 см (согласно СП 22.13330.2011 прил. Д).
Сжимаемая толща Hс = 46 м.
рис.7 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
) Проверка на продавливание
Должно выполнятся условие:
Fпр – расчетная продавливающая сила;
k – коэффициент принимаемый равным 1;
Rbt = 09 МПа – расчетное сопротивление бетона на растяжение принимаемое по
СП 63.13330.2012 (табл. 6.8)
bср – среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания образующейся в пределах рабочей высоты сечения;
h0 – расстояние от верха плитной части до середины арматуры.
– условие выполняется
рис.8 – Схема образования пирамиды продавливания
2. Свайный фундамент
) Определение глубины заложения подошвы ростверка
hf – высота ростверка м
Принимаем ростверк свайного фундамента на отметке -4200 м от уровня поверхности земли.
) Выбор несущего слоя грунта типа сваи и её габариты
За несущий слой грунта принимаем суглинок имеющий предел текучести IL = 054. Концы свай заглубляем на величину 157 м. Учитывая глубину заложения подошвы ростверка заделку сваи в ростверк и расположение несущего слоя грунта принимаем сваи по
ГОСТ 19804-2012: свая забивная железобетонная квадратного сплошного сечения 400х400 мм типа С с ненапрягаемой арматурой (416 кл. А240) и длиной 12000 мм.
) Определение несущей способности сваи
Несущая способность сваи по материалу
γc = 1 – коэффициент условия работы сваи;
φ – коэффициент продольного изгиба для растворов низкой марки φ = 1;
γcb – коэффициент зависящий от способа погружения сваи для забивных свай γcb = 1;
γ’cb – коэффициент зависящий от грунта для забивных свай γ’cb = 1;
Rb = 115 МПа – расчетное сопротивление бетона сжатию;
Rsc = 215 МПа – расчетное сопротивление арматуры;
As - площадь поперечного сечения рабочих стержней арматуры
Ab – площадь поперечного сечения сваи
Несущая способность сваи по грунту
γc = 1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;
R = 14212 кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимается по СНиП 2.02.03 (табл.1);
A = b2 = 042 = 016 м2 – площадь поперечного сечения острия сваи;
u = 4 · dр = 4 · 03 = 16 м – наружный периметр поперечного сечения ствола сваи м;
fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта по боковой поверхности сваи кПа.
γcR = 1 и γcf = 1 – коэффициенты условий работы грунта под нижним концом и по боковой поверхности сваи на расчетное сопротивление грунта R и f соответственно принимаются по СНиП 2.02.03 (табл.3).
Выбираем наименьшую значение несущей способности а именно Fd = 67786 кН
Расчетная нагрузка допустимая на основание сваи:
γk - коэффициент надежности по грунту зависящий от способа определения несущей способности сваи. Для расчетного способа γk = 14.
) Определение условного сопротивления свайного основания
расстояние между сваями назначаемое согласно указаниям в п.7.9 СНиП 2.02.03.
) Определение ориентировочной площади подошвы ростверка
N0I – расчетное значение вертикальной силы передаваемой сооружением на обрез ростверка кН;
γm – среднее значение удельного веса материала ростверка и грунта на его ступенях принимаемое для сооружений без подвала равным 20 кНм3;
γf – коэффициент надежности по нагрузке для ростверка и грунта на нём принимаемый равным 115.
) Определение ориентировочного значения нагрузки от веса ростверка и грунта на его ступенях
) Определение ориентировочного количества свай
Для учета изгибающего момента увеличиваем число свай на 20%. Принимаем n = 9.
Выбираем свайный куст КС9-9 (по серии 1.411.1-7)
) Конструирование ростверка свайного фундамента
Фактическое значение нагрузки от веса ростверка NrI
Фактический значение нагрузки от грунта на ступенях ростверка свайного фундамента NgI
γf – коэффициент надежности по нагрузке для бетонных конструкций γf = 11 для грунта γf = 115
γg - осредненное значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы ростверка для расчета по первой группе предельных состояний.
) Вычисление фактической нагрузки на сваи в ростверке
Для наиболее нагруженной сваи должно выполнятся условие:
рис.9 – Схема к расчету нагрузок на свай
) Определение осадки свайного фундамента
Расстояние от наружных граней крайних рядов вертикальных свай до вертикальных граней условного фундамента
Размеры подошвы условного фундамента
где b и l - размеры в пределах внешних граней крайних свай м
Определение среднего значения давления условного фундамента на основание
NII – расчетное значение вертикальной нагрузки на основание условного фундамента
- площадь подошвы условного фундамента
– расчетное значение вертикальной нагрузки на обрез свайного фундамента
– расчетное значение веса свайного фундамента (веса ростверка и свай)
– расчетное значение веса грунта в объеме условного фундамента
– расчетное значение от веса фундаментной балки
Определяем расчетное сопротивление грунта основания на глубине 162 м
Делим массив грунта под подошвой условного фундамента глубиной 3b = 9 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 12 м принимаем hi = 1 м.
Таблица 6. Расчет осадки свайного фундамента (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 21 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 334 м.
рис.10 – Схема к расчету осадки свайного фундамента как условного фундамента на линейно деформируемом основании методом послойного суммирования
3. Фундамент на песчаной подушке
) Выбираем материал для песчаной подушки
Задаем удельный вес скелета песка в теле подушки γd = 17 кНм3 и удельный вес частиц грунта γs = 266 кНм3.
– коэффициент пористости
В качестве материала для подушки принимаем песок средней крупности средней плотности сложения с расчетным сопротивлением R0 = 400 кПа и модулем деформации E=39 Мпа (по прил. Б СП 22.13330.2010).
) Выбираем глубину заложения
) Определение предварительной площади подошвы фундамента
Выбираем типовой фундамент ФСМ 7.4.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.11 – Конструкция фундамента ФСМ 7.4.2.1
b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента м;
b0 = 1м и d0 = 2 м – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента которые соответствуют значению
k1 = 0125 – коэффициент значение которого зависит от разновидности грунта
Т.к. условие не выполняется необходимо изменить размеры фундамента. Проверим фундамент ФСМ 6.4.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.12 – Конструкция фундамента ФСМ 6.4.2.1
) Назначение толщины подушки и её проверка
Должно выполнятся условие
– первое приближение
Вертикальные напряжения на уровне подошвы подушки:
Площадь условного фундамента
Ширина условного фундамента
Расчетное сопротивление грунта на уровне подошвы подушки
– второе приближение
Ширина песчаной подушки
α – угол распределения напряжений в теле подушки
рис. 13 – Схема образования пирамиды продавливания
) Определение значения конечной осадки
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 63 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 084 м принимаем hi = 05 м.
Таблица 7. Расчет осадки фундамента на песчаной подушке (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 37 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 68 м.
рис.14 – Схема к расчету осадки фундамента на песчаной подушке
Объем работ и затраты на строительство фундамента
1. Фундаменты на естественном основании
Таблица 8 – Расчет затрат по возведению фундамента на естественном основании
Затраты на ед. измер. руб.
Поправочные коэф-ты для различных видов работ
Разработка грунта экскаваторами
Водоотлив мокрого грунта из котлованов
Укладка блоков при глубине котлована более 4 м
Блоки жб фундаментные
Таблица 9 – Расчет затрат по возведению свайного фундамента
Забивка жб свай гусеничным копром в грунт 1-й группы
(сваи длиной до 12 м)
Устройство монолитных жб фундаментов общего назначения под колонны объемом до 10 м3
Таблица 10 – Расчет затрат по возведению фундамента на песчаной подушке
Укладка блоков при глубине котлована до 4 м
Песок для строительных работ (ср. крупности)
Уплотнение песка пневматическими трамбовками
Конструирование и расчет фундаментов на естественном основании
N0II – расчетное значение вертикальной нагрузки на обрез фундамента №3 для расчета по второму предельному состоянию кН;
γm – среднее значение удельного веса материала фундамента и грунта на его ступенях принимаемое для фундаментов сооружений c подвалом равным 17 кНм3.
рис.18 – конструкция ленточного фундамента
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 1 м.
– нагрузка от веса грунта на левой части ступени фундамента
– нагрузка от веса грунта на правой части ступени фундамента
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 3 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 04 м принимаем hi = 04 м.
Таблица 11. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 31 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 57 м.
рис.19 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
Слагаемое будет равно нулю т.к. отсек с рассматриваемым фундаментом №4 не имеет подвала (db = 0 d1 = d) поэтому формула для расчета сопротивления принимает следующий вид:
Выбираем типовой фундамент ФСМ 4.1.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.20 – Конструкция фундамента ФСМ 4.1.2.1
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 18 м.
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 54 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 072 м принимаем hi = 05 м.
Таблица 12. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 24 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su = 8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 37 м.
рис.21 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
Выбираем типовой фундамент ФСМ 8.2.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.22 – Конструкция фундамента ФСМ 8.2.2.1
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 27 м.
Т.к. условие не выполняется необходимо изменить размеры фундамента. Проверим фундамент ФСМ 7.2.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.23 – Конструкция фундамента ФСМ 7.2.2.1
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 72 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 096 м принимаем hi = 05 м.
Таблица 13. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 35 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 546 м.
рис.24 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
Выбираем типовой фундамент ФСМ 6.1.3.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.25 – Конструкция фундамента ФСМ 6.1.3.1
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 21 м.
Т.к. условие не выполняется необходимо изменить размеры фундамента. Проверим фундамент ФСМ 4.1.2.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.26 – Конструкция фундамента ФСМ 4.1.2.1
Таблица 14. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Осадка фундамента составляет 33 см т. е. меньше предельно допустимой осадки su=8 см (согласно СНиП 2.02.01 прил. 4).
Сжимаемая толща Hс = 43 м.
рис.27 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
Выбираем типовой фундамент ФСМ 10.4.3.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.28 – Конструкция фундамента ФСМ 10.4.3.1
Вычисление расчетного сопротивления грунтового основания фундамента с учетом принятой ширины подошвы b = 33м.
Т.к. условие не выполняется необходимо изменить размеры фундамента. Проверим фундамент ФСМ 9.4.3.1 из серии 1.412.1-11 (вып.0).
рис.29 – Конструкция фундамента ФСМ 9.4.3.1
) Определение значения конечной осадки
Делим массив грунта под подошвой фундамента глубиной 3b = 9 м на однородные элементарные слои толщиной hi 04b = 12 м принимаем hi = 1 м.
Таблица 15. Расчет осадки фундамента на естественном основании (по СНиП 2.02.01)
Сжимаемая толща Hс = 56 м.
рис.29 – Схема к расчету осадки фундамента на естественном основании
6. Определение деформаций основания
При расчётах выполнявшихся по принятому варианту определялись абсолютные осадки оснований для указанных в задании фундаментов. Зная величины этих осадок для двух или нескольких фундаментов можно определить и относительную разность осадок ΔsL и сравнить её с предельной разностью осадок (ΔsL)u установленной для рассматриваемого здания или сооружения.
При этом должно соблюдаться условие:
s1 и s2 – величины абсолютных осадок оснований рассчитанных для одного и другого фундамента см;
L – расстояние между осями рассматриваемых фундаментов см;
– предельная относительная разность осадок установленная по прил. Д
Относительная разность осадок между 1 и 5 фундаментом
Относительная разность осадок между 2 и 6 фундаментом
Относительная разность осадок между 4 и 3 фундаментом
7. Определение несущей способности основания
Должно выполняться условие
– коэффициент условий работы
– коэффициент надежности
По таблице 7 из СНиП 2.02.01-83
Рекомендации по производству работ нулевого цикла
Перед началом установки фундамента на естественном основании нужно подготовить территорию.
Земляные работы включают подготовительные вспомогательные и основные работы (процессы). К подготовительным относятся: подготовка территории (валка деревьев корчевка пней уборка камня срезка кустарников снос строений и др.); обеспечение водоотвода и осушение территории; геодезическая разбивка прокладка дорог.
К вспомогательным работам относятся: устройство временных креплений котлованов и траншей водоотлив понижение уровня грунтовых вод искусственное закрепление слабых грунтов.
Основными процессами в комплексе земляных работ являются отрывка котлованов и траншей планировка площадок отсыпка насыпей с уплотнением грунтов транспортирование грунта в отвал подчистка и планировка дна котлованов отделка откосов.
Детальная разбивка котлованов или отрывка грунта под отдельно стоящие фундаменты делается на основании рабочих чертежей подземной части здания после геодезической разбивки и закрепления реперами или рисками на соседних зданиях его основных осей и проектных горизонтов.
Водоотвод поверхностных сточных вод осуществляется во избежание обводнения строительной площадки. Для этого необходимо обеспечить перехват этих вод до поступления их на строительную площадку ускорить сток «своих» вод.
Для этого необходимо устраивать по возможности дренажи. Для ускорения стока «своих» вод площадке при вертикальной планировке придается соответствующий уклон и устраивается сеть открытого или закрытого водостока (зумпфы) стенки которых при необходимости укрепляются деревянным коробом с фильтрующей обсыпкой и производится откачка воды откачивания воды применяются центробежные и самовсасывающие центробежные насосы
Для предотвращения затопления котлованов и траншей являющихся искусственными водосборниками к которым активно начинает притекать вода во время дождей и таяния снега их необходимо защищать водоотводными канавами с нагорной стороны и оградительными обвалованиями а также надлежащей планировкой территории прилегающей к выемке
В открытых выемках необходимо сразу же возводить фундаменты и вслед за этим незамедлительно произвести обратную засыпку пазух фундаментов или траншей с тщательным уплотнением.
Растительный слой необходимо срезать лишь в местах предусмотренных проектом и непосредственно при выполнении планировочных работ так как не защищенный растительным слоем (дерном) грунт усиленно впитывает воду и увлажняется. Излишки грунта следует своевременно вывозить со строительной площадки.
Устройство креплений стенок котлована можно не производить в данном случае можно сделать откос.
При рытье котлована используют одноковшовый экскаватор обратной лопатой. Разработку котлована ведут лобовой проходкой с применением транспортного средства. Территория разбивается на захватки. На первой захватки после окончания разработки грунта зачищать дно котлована с помощью бульдозера или вручную под отдельно стоящие фундаменты и в последующей работе монтировать фундаменты и одновременно с монтажом отрывать грунт под отдельно стоящие фундаменты на второй захватке.. Часть грунта отвозят на автосамосвалах марки. Оставшийся грунт грузится в кавальер для обратной засыпке.
Укладка и уплотнения грунтов выполняют при планировочных работах возведении различных насыпей обратных засыпках и пазухах фундаментов. Для получения наибольшей плотности уложенного грунта наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующей осадки его укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований.
Основным параметром характеризующий процесс уплотнения грунта является принятие трамбовочного оборудования и зависит от рода уплотняемого грунта.
Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей так как работы ведет в стеснённых условиях. В этом случаях грунт на ширину 08 м от фундамента уплотняют слоями 15 20 см пневматическими и электрическими трамбовками а верхний слой – более производительными малогабаритными катками. Уплотнения грунта производится с помощью трамбовочной машины.
Список используемой литературы
ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»
СП 131.13330.2011 «Строительная климатология»
СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»
СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»
СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства»
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
Серия 1.412.1-11 Фундаменты сборно-монолитные на естественном основании под железобетонные колонны одноэтажных и многоэтажных производственных зданий
Выпуск 0. Материалы для проектирования Проектный ин-т №1. – 1992. – 67 с.
Серия 1.415.1-2 Балки фундаментные железобетонные для наружных и внутренних стен производственных зданий промышленных предприятий
Выпуск 1. Балки для стен зданий с шагом колонн 6 м ЦНИИпромзданий Госстроя СССР. – 1987. – 60 с.
ГОСТ 19804 - 2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления»
СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»
СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»
Серия 1.411.1-7 Фундаменты свайные под железобетонные и стальные колонны одноэтажных производственных зданий
Выпуск 0-1. Фундаменты под железобетонные колонны. Материалы для проектирования ЦНИИпромзданий. – 1993. – 42 с.
СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции»
Основания фундаменты и подземные сооружения: справочник проектировщика Под. общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова – М.: Стройиздат 1985.