Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
«Проектирование оснований и фундаментов промышленного здания»
Содержание
Введение
Оценка инженерно геологических условий строительной площадки.
Краткая характеристика района строительства
Расчёт недостающих физико-механических характеристик грунтов основания.
Выбор проектных вариантов фундаментов.
Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании.
3.1. Определение глубины заложения фундамента.
3.2. Определение размеров подошвы фундамента методом последовательных приближений.
3.3. Определение фактического расчётного сопротивления грунта основания по формуле СНиП
3.4. Определение фактического давления на уровне подошвы фундамента и выполнение проверок.
3.5. Конструирование фундамента.
3.6. Определение осадки методом послойного суммирования
Проектирование свайного фундамента.
4.1. Выбор вида и типа свай, определение глубины заложения ростверка и посадка свайного фундамента на геологический разрез
4.2. Определение несущей способности свай.
4.3. Определение допускаемой нагрузки на сваю.
4.4. Определение количества свай и конструирование свайного ростверка.
4.5. Определение фактической нагрузки на сваю, выполнение проверок.
4.6. Расчёт свайного фундамента по 2-й группе предельных состояний
Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента.
Расчёт фундамента крайнего ряда для основного варианта.
Рекомендации по устройству гидроизоляции и по производству работ нулевого цикла с обеспечение сохраняемости природной структуры грунтов основания.
Заключение
Список литературы.
Введение
При проектировании фундаментов группы сооружений (зданий) или отдельного объекта прежде всего оцениваются инженерно-геологические и гидрологические условия возможной территории строительства. Объекты на этой территории желательно размещать таким образом, чтобы застраивались благоприятные площадки (с грунтами наиболее высокого качества, с уровнем грунтовых вод ниже проектной отметки подошвы фундаментов, со спокойным рельефом местности). Инженерно-геологические условия площадки строительства оценивают на основании тщательного изучения материалов изысканий, в том числе данных лабораторных и полевых испытаний грунтов, данных статического и динамического зондирования и т.д.
Используя все полученные данные, уточняют значения рекомендованные геологами расчётных характеристик грунтов для каждого слоя.
Рассматривают различные методы устройства фундаментов и улучшения грунтов в основании возводимых сооружений. Таким образом, даже при однородном грунте можно наметить и рассмотреть несколько вариантов устройства фундаментов. Эти варианты могут различаться по конструкции фундаментов, глубине заложения их подошвы, ширине подошвы и т.д.
В данном курсовом проекте предлагается два типа фундаментов: фундамент мелкого заложения на естественном основании и свайный фундамент с заглублением нижнего конца в крупный песок.
Оценка инженерно геологических условий строительной площадки.
Краткая характеристика района строительства.
Строительная площадка располагается в городе Симферополь, на которой проектируется промышленное здание, высотой 8,5 метров, имеющее два пролёта по 18 метров. Размеры здания в осях 48х36 метра. Колонны имеют прямоугольное сечение 0,8х0,5 метра, расположенные с шагом 12 метров. Строительная площадка имеет спокойный рельеф. Грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов.
Основание сооружения состоит из трёх видов грунтов: 1) глина, с мощностью слоя от 2,2 до 4,72 метра; 2) песок, с мощностью слоя от 4,72 до 6,11 метров; 3) глинистый сланец, с мощностью слоя от 1,11 до 2,22 метра (рис. 1)
Подземные воды залегают на глубине 1,05 м и будут влиять на устройство котлованов и возведение фундаментов.
Рисунок 1. Геологический разрез
1.2. Расчёт недостающих физико-механических характеристик грунтов основания.
Грунт№1: Глина
Плотность грунта г/см3 (по заданию);
Плотность частиц содержащихся в грунте г/см3 (по заданию);
Природная влажность (по заданию);
Коэффициент уплотнения грунта МПа-1 (по заданию);
Угол внутреннего трения грунтаград (по заданию);
Коэффициент сцепления грунта МПа (по заданию);
Влажность на границе раскатывания (по заданию);
Влажность на границе текучести (по заданию);
- Определим вид пылевато-глинистого грунта по числу пластичности
грунт: глина.
- Определяем коэффициент пористости:
- Плотность грунтов в сухом состоянии:
г/см3
- Степень влажности будет равна:
- грунт влажный (по табл. СНиП)
- Удельный вес грунта:
- Определяем показатель текучести грунта:
глины полутвердые (по табл. СНиП)
- Определяем коэффициент относительной сжимаемости:
глина средне сжимаемая (по табл. СНиП)
- Определяем модуль общей деформации грунта:
; где для глин = 0,43
- Определение расчётного сопротивления:
кПа ,
Вывод о свойствах грунта: глина влажная, полутвёрдая, средне сжимаемая. Целесообразна в использовании в качестве несущего слоя.
Грунт№2: Песок крупный
Плотность грунта г/см3 (по заданию);
Плотность частиц содержащихся в грунте г/см3 (по заданию);
Природная влажность (по заданию);
Коэффициент уплотнения грунта МПа-1 (по заданию);
Угол внутреннего трения грунтаград (по заданию);
- Определяем коэффициент пористости:
песок плотный (по табл. СНиП)
- Плотность грунтов в сухом состоянии:
г/см3
- Степень влажности будет равна:
- грунт насыщенный водой (по табл. СНиП)
- Определяем плотность грунтов во взвешенном состоянии состоянии:
г/см3
- Удельный вес грунта:
- Определяем коэффициент относительной сжимаемости:
песок средне сжимаемый (по табл. СНиП)
- Определяем модуль общей деформации грунта:
; где для глин = 0,74
- Определение расчётного сопротивления:
кПа ,
Вывод о свойствах грунта: песок крупный, плотный, насыщенный водой, средне сжимаемый. Грунт целесообразен в использовании в качестве несущего слоя.
Грунт№3: Сланец глинистый размягчаемый
Прочность на сжатие (R) = 95кг/см2.
Грунт целесообразен в использовании в качестве несущего слоя.
Все данные о физико-механических свойствах грунтов сведены в табл.1.
Таблица 1.
|
№ п/п |
Наименование грунта |
Мощность слоя, м |
Физические характеристики |
Механические характеристики |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
W |
WL |
WP |
e |
Sr |
Ip |
IL |
деформационные |
прочностные |
||||||||||||
|
m0, МПа-1 |
mV, МПа-1 |
Ek, МПа |
Eд, МПа |
о |
С, МПа |
R0 кПа |
||||||||||||||||||
|
0 |
Растительный слой |
0,5 |
1,4 |
— |
— |
— |
14 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1 |
Глина влажная, полутвёрдая, средне сжимаемая |
2,2-4,7 |
2,12 |
2,71 |
1,81 |
— |
21,2 |
27,1 |
18,1 |
— |
0,17 |
0,4 |
0,15 |
0,5 |
0,75 |
0,25 |
0,08 |
0,05 |
0,033 |
13,3 |
13,3 |
21 |
0,06 |
600 |
|
2 |
Песок крупный, плотный, насыщенный водой, средне сжимаемый |
4,72-6,1 |
2,04 |
2,68 |
1,76 |
1,1 |
20,4 |
26,8 |
17,6 |
11 |
0,16 |
— |
— |
0,52 |
0,82 |
— |
— |
0,04 |
0,026 |
28,48 |
28,48 |
42 |
— |
600 |
|
3 |
Сланец глинистый размягчённый, Rсж= 95 кг/см2 |
2,2-4,72 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Выбор проектных вариантов фундаментов.
При проектировании фундаментов группы сооружений (зданий) или отдельного объекта прежде всего оцениваются инженерно-геологические и гидрологические условия возможной территории строительства. Объекты на этой территории желательно размещать таким образом, чтобы застраивались благоприятные площадки (с грунтами наиболее высокого качества, с уровнем грунтовых вод ниже проектной отметки подошвы фундаментов, со спокойным рельефом местности). Инженерно-геологические условия площадки строительства оценивают на основании тщательного изучения материалов изысканий, в том числе данных лабораторных и полевых испытаний грунтов, данных статического и динамического зондирования и т.д.
Используя все полученные данные, уточняют значения рекомендованные геологами расчётных характеристик грунтов для каждого слоя.
Рассматривают различные методы устройства фундаментов и улучшения грунтов в основании возводимых сооружений. Таким образом, даже при однородном грунте можно наметить и рассмотреть несколько вариантов устройства фундаментов. Эти варианты могут различаться по конструкции фундаментов, глубине заложения их подошвы, ширине подошвы и т.д.
В данном курсовом проекте предлагается два типа фундаментов: фундамент мелкого заложения на естественном основании и свайный фундамент с заглублением нижнего конца в крупный песок (рис 2)
Рисунок 2. Варианты фундаментов
Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании.
3.1. Определение глубины заложения фундамента.
Глубина заложения фундамента зависит от различных факторов. Подошва фундамента должна располагаться ниже расчётной глубины промерзания.
;
где - величина нормативной глубины сезонного промерзания, определяемая по СниПу2.02.01-83 , пп. 2.26 и 2.27 (для г. Симферополь =0,5м);
- коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов не отапливаемых сооружений по таблице СНиПа 2.02.01-83.
Определяем глубину заложения фундамента исходя из конструктивных особенностей здания. В зданиях без подвала предварительное заглубление подошвы фундаментов (рис. 3):
м;
где 0,2 – минимальное расстояние от подошвы фундамента до подошвы стакана фундамента;
0,05 – расстояние от подошвы стакана фундамента до подошвы колонны;
– наибольшая сторона сечения колоны.
Рисунок 3. Предварительное заглубление фундамента мелкого заложения.
По СНиП выбираем конструкцию фундамента: трехступенчатый фундамент с размерами 450х300х300 мм.
Рисунок 4. Посадка здания на геологический разрез
3.2. Определение размеров подошвы фундамента методом последовательных приближений.
Расчёт размеров фундамента производится по 2-й группе предельных состояний, т.е. по нормативным нагрузкам.
Определяем площадь подошвы фундамента:
где -предварительное расчётное сопротивление грунта основания, принятое по таблицам СНиП;
- вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента;
- осреднённый удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (=20…..21 кН/м3);
- глубина заложения фундамента.
Так как нагрузка приложена внецентренно, то длина и ширина фундамента будет равна:
;
;
3.3. Определение фактического расчётного сопротивления грунта основания по формуле СНиП
Полученная ширина подошвы столбчатого фундамента является предварительной, т.к. ширина определена исходя из табличного значения расчетного сопротивления основания. По этому размеру приняв фундамент, находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.
– коэффициент надежности приняый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта заданны в проекте, по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.
- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
- коэффициент, при .
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где - мощности ниже лежащих слоев.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где , - мощности выше лежащих слоев.
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
, - приведенная глубина заложения .
- т.к. здание без подвала
3.4. Определение фактического давления на уровне подошвы фундамента и выполнение проверок.
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента:
- условие не выполняется, следовательно увеличиваем сторону подошвы фундамента и находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента :
- условие выполняется
Находим максимальное давление на грунт под подошвой фундамента:
- условие выполняется.
3.5. Конструирование фундамента.
Рисунок 5. Фундамент мелкого заложения среднего ряда по стороне b
Рисунок 6. Фундамент мелкого заложения среднего ряда по стороне l
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента равными:
;;.
3.6. Определение осадки методом послойного суммирования
Ширина фундамента , длинна фундамента l=3,3 м, глубина заложения , η=0,7.
Среднее давление под подошвой .
Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем дополнительное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем толщины элементарного слоя грунта:
м
м
Дальнейший расчет осадки фундамента ведется в табличной форме:
Таблица 2
|
№ п/п |
Наименование грунта |
,м |
,м |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
м |
||
|
1 |
глина влажная, полутвёрдая, средне сжимаемая |
0,909 0,909 0,909 |
0 0,909 1,818 2,727 |
0 0,699 1,398 2,097 |
1 0,852 0,554 0,341 |
493,17 420,15 273,2 168,17 |
18,6 37,87 57,14 76,41 |
3,72 7,57 11,43 15,3 |
13300 |
0,056 |
|
2 |
песок крупный, плотный, насыщенный водой, средне сжимаемый |
1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 |
3,756 4,785 5,814 6,843 7,872 |
2,751 3,681 4,472 5,264 6,055 |
0,227 0,139 0,099 0,073 0,056 |
111,95 68,55 48,83 36 27,61 |
87,73 99,048 110,37 121,69 133 |
17,55 19,81 22,1 24,34 26,6 |
28480 |
0,0104 |
Осадка фундамента i-го слоя определяется по формуле:
,
Полная расчетная осадка фундамента получается суммированием величин осадок каждого слоя:
Она должна быть меньше величины предельно допустимой осадки фундамента данного типа.
При принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
После чего строятся эпюры природного и дополнительного давлений (Рис. 7)
Проектирование свайного фундамента.
4.1. Выбор вида и типа свай, определение глубины заложения ростверка и посадка
Выбор вида, типа свай, определяется глубиной заложения и посадки свайного фундамента на геологический разрез.
При данном характере загружения свайного фундамента в заданных инженерно-геологических условиях, целесообразно применение призматических свай квадратного поперечного сечения.
Определение глубины заложения ростверка.
Сопряжение сваи с ростверком принимается жёсткое и глубина заложения определяется следующим образом:
Рисунок 8. Свайный фундамент
м
Определяем требуемую длину сваи:
м
- мощность первого слоя под подошвой ростверка.
Принимаем сваю С4-20
4.2. Определение несущей способности сваи по грунту.
Для внецентренно сжатых фундаментов по формуле СНиП определяем несущую способность сваи:
где - -коэффициент условия работы;
, - коэффициенты условия работы сваи в грунте, зависящие от метода погружения сваи в грунт;
– расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи (по СНиП);
А – площадь опирания сваи на грунт;
U=0,8 м – наружный периметр сечения сваи;
– расчётное сопротивление грунтов по боковой поверхности сваи (по СНиП);
– толщина i-го слоя грунта
4.3. Определение расчетной нагрузки, допускаемой на сваю по грунту.
где - коэффициент безопасности по грунту.
4.4. Определение количества свай и конструирование свайного ростверка.
где - расчетная нагрузка на фундамент по 1 предельному состоянию.
Рисунок 9. Свайный куст
4.5. Определение фактической нагрузки на сваю, выполнение проверок.
где - расчетный момент, возникающий на фундамент по 1 предельному состоянию
где - расчетная поперечная сила, действующая на фундамент по 1 предельному состоянию
- вес ростверка по 1 предельному состоянию
- вес грунта на свесах фундамента.
- объём железобетонного ростверка,
- удельный вес железобетона.
у – расстояние от центра тяжести ростверка до наиболее удалённой сваи
- сумма расстояний от центра тяжести ростверка до каждой сваи
Условие выполняется, следовательно количество, сечение и длина сваи удовлетворяет требованию.
4.6. Расчёт свайного фундамента по 2-й группе предельных состояний
Расчёт по второй группе предельных состояний производится как для условного фундамента на естественном основании (Рис 10 и 11).
СНиП 2.02.03-85 рекомендует для определения размеров условного фундамента, заменяющего свайный, проводить наклонные плоскости под углом от точки пересечения наружной грани свай с подошвой ростверка. Здесь - средневзвешенное расчётное (по деформациям) значение угла внутреннего трения толщи грунтов в пределах длины сваи.
(град.)
(град.)
мм
- рабочая длина сваи
мм
мм
мм
м2.
Приняв условный фундамент, находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
Рисунок 10. Свайный фундамент по стороне b.
Рисунок 11. Свайный фундамент по стороне l.
- коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.
– коэффициент надежности приняый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта заданны в проекте, по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.
- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
- коэффициент, при .
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где - мощности ниже лежащих слоев.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где - мощности выше лежащих слоев.
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
, - приведенная глубина заложения .
- т.к. здание без подвала
4.7. Определение фактического давления на уровне подошвы условного фундамента и выполнение проверок.
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента:
Находим максимальное давление на грунт под подошвой фундамента:
- условие выполняется.
Находим минимальное давление на грунт под подошвой фундамента:
- условие выполняется.
4.8. Расчёт осадки свайного фундамента.
Ширина фундамента , длинна фундамента l=3 м, глубина заложения , η=0,7.
Среднее давление под подошвой .
Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем дополнительное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем толщины элементарного слоя грунта:
м
Дальнейший расчет осадки фундамента ведется в табличной форме:
Таблица 3.
|
№ п/п |
Наименование грунта |
,м |
,м |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
м |
||
|
1 |
песок крупный, плотный, насыщенный водой, средне сжимаемый |
0,88075 0,88075 0,88075 0,88075 |
0 0,88075 1,7615 2,64225 3,523 |
0 0,734 1,468 2,202 2,938 |
1 0,842 0,464 0,267 0,165 |
659,41 484,01 305,97 176,06 108,8 |
98,92 108,61 118,29 127,98 137,67 |
19,78 21,72 23,66 25,59 27,53 |
28480 |
0,0417 |
Осадка фундамента i-го слоя определяется по формуле:
Полная расчетная осадка фундамента получается суммированием величин осадок каждого слоя. Она должна быть меньше величины предельно допустимой осадки фундамента данного типа.
При принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
После чего строятся эпюры природного и дополнительного давлений (рис 12).
5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов по укрупненным показателям .
Технико-экономическое сравнение вариантов производится по экономической эффективности (приведенные затраты, сметная стоимость, расход основных материалов и т.д.)
Таблица 4.
|
№ |
Виды работ |
Ед. изм. |
Стоим., руб |
Ф-т мелкого заложения |
Свайный фундамент |
||
|
Объем |
Ст-ть |
Объем |
Ст-ть |
||||
|
1 |
Разработка грунта в отвал экскаватором с ковшом вместимостью 1м3 |
1000м3 грунта |
82,4 |
0,043884 |
3,616 |
0,035948 |
2,962 |
|
2 |
Засыпка траншей и котлованов бульдозером с перемещением до 10 м |
1000м3 грунта |
18,9 |
0,038 |
0,723 |
0,0311 |
0,587 |
|
3 |
Уплотнение грунта пневмотрамбовками |
100м3 уплотнённого грунта |
11,6 |
0,038 |
0,441 |
0,0311 |
0,361 |
|
4 |
Устройство железобетонных фундаментов (В15) под колонны до10 м3 |
м3 |
37,4 |
0,3742 |
13,995 |
0,327 |
12,22 |
|
5 |
Погружение дизель-молотом на экскаваторе железобетонных свай длиной до 8 м в грунты II гр. |
м3 свай |
22,5 |
----- |
----- |
1,6 |
36 |
|
8 |
Общая стоимость |
руб. |
18,775 |
52,13 |
Вывод: по результатам технико-экономического сравнения более предпочтительным оказался фундамент мелкого заложения.
Расчёт фундамента крайнего ряда для основного варианта.
6.1. Определение размеров подошвы фундамента методом последовательных приближений.
Расчёт размеров фундамента производится по 2-й группе предельных состояний, т.е. по нормативным нагрузкам.
Определяем площадь подошвы фундамента:
где -предварительное расчётное сопротивление грунта основания, принятое по таблицам СНиП;
- вертикальная нагрузка в уровне подошвы фундамента;
- осреднённый удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (=20…..21 кН/м3);
- глубина заложения фундамента.
Так как нагрузка приложена внецентренно, то длина и ширина фундамента будет равна:
;
;
6.2. Определение фактического расчётного сопротивления грунта основания по формуле СНиП
Полученная ширина подошвы столбчатого фундамента является предварительной, т.к. ширина определена исходя из табличного значения расчетного сопротивления основания. По этому размеру приняв фундамент, находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
где - коэффициенты условий работы грунтового основания и здания во взаимодействии с основанием, определяемые по таблице 3 СНиПа 2.02.01-83.
– коэффициент надежности приняый равным 1 т.к. прочностные характеристики грунта заданны в проекте, по результатам непосредственных испытаний грунтов на строй. площадке.
- коэффициенты, принимаемые по таблице 4 СНиПа 2.02.01-83 в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта, находящегося непосредственно под подошвой фундамента.
- коэффициент, при .
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где , - мощности ниже лежащих слоев.
- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента, кН/м3.
где , - мощности выше лежащих слоев.
- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
, - приведенная глубина заложения .
- т.к. здание без подвала
6.3. Определение фактического давления на уровне подошвы фундамента и выполнение проверок.
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента:
Т.к. условие не выполняется увеличиваем размеры подошвы фундамента:
Находим уточненное значение расчетного сопротивления грунта основания:
Проверяем фактическое среднее давление под подошвой фундамента:
Находим максимальное давление на грунт под подошвой фундамента:
- условие выполняется.
6.4. Конструирование фундамента.
Рисунок 13. Фундамент мелкого заложения крайнего ряда по стороне b.
Рисунок 14. Фундамент мелкого заложения крайнего ряда по стороне l.
Окончательно принимаем размеры подошвы фундамента равными:
; ; .
6.5. Определение осадки методом послойного суммирования
Ширина фундамента , длинна фундамента l=3 м, глубина заложения ; η=0,7.
Среднее давление под подошвой .
Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем дополнительное давление на уровне подошвы фундамента:
Определяем толщины элементарного слоя грунта:
м; м;
Дальнейший расчет осадки фундамента ведется в табличной форме:
Таблица 5.
|
№ п/п |
Наименование грунта |
,м |
,м |
кПа |
кПа |
кПа |
кПа |
м |
||
|
1 |
глина влажная, полутвёрдая, средне сжимаемая |
0,909 0,909 0,909 |
0 0,909 1,818 2,727 |
0 0,699 1,398 2,097 |
1 0,855 0,537 0,336 |
375,18 320,78 201,47 126,1 |
18,6 37,87 57,14 76,41 |
3,72 7,57 11,43 15,3 |
13300 |
0,042 |
|
2 |
песок крупный, плотный, насыщенный водой, средне сжимаемый |
1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 |
3,756 4,785 5,814 6,843 7,872 |
2,889 3,681 4,472 5,264 6,055 |
0,208 0,140 0,10 0,072 0,056 |
78,04 52,52 37,52 27,01 21,01 |
87,73 99,048 110,37 121,69 133 |
17,55 19,81 22,1 24,34 26,6 |
28480 |
0,0077 |
Осадка фундамента i-го слоя определяется по формуле:
Полная расчетная осадка фундамента получается суммированием величин осадок каждого слоя:
Она должна быть меньше величины предельно допустимой осадки фундамента данного типа.
При принятом размере фундамента требования СНиП выполняются.
После чего строятся эпюры природного и дополнительного давлений (рис 13).
7. Рекомендации по устройству гидроизоляции и по производству работ нулевого цикла с обеспечением сохраняемости природной структуры грунтов основания
7.1. Подготовительные и вспомогательные работы
До начала производства основных работ по устройству земляных сооружений выполняют подготовительные работы: внеплощадочные и внутриплощадочные. К внеплощадочным подготовительным работам можно отнести строительство подъездных дорог, линий связи и электропередачи, выполнение вскрышных работ на участках, отведённых под карьеры и резервы, к внутриплощадочным - восстановление и закрепление геодезической разбивочной основы; расчистку территории стройплощадки; инженерную подготовку площади с выполнением работ по планировке, осушению и обеспечению стоков дождевых вод, устройству временных (или постоянных) дороги коммуникационных сетей; установку временных инвентарных бытовых помещений для обогрева рабочих, приема пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.
Подготовительным работам предшествуют организационные мероприятия на получение от заказчика-застройщика разрешительной документации на отвод земельных участков; ведение строительных работ; использование существующих транспортных и инженерных коммуникаций; вырубку деревьев и др.
Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства. Последние выполняет строительная организация.
Создание геодезической разбивочной основы является обязанностью заказчика и предполагает устройство разбивочной сети и разбивку красных линий (контуров) строительной площадк, нанесение внешней и внутренней разбивочных (геодезических) сетей сооружения, осей линейных сооружений и нивелирных сетей.
Разбивку красных линий производят для определения границ строительной площадки. Другие элементы разбивочной основы рекомендуется выполнять после расчистки и планировки территории стройплощадки.
Расчистка территории строительной площадки включает работы по уборке деревьев с корчевкой пней, уборке кустарника и валунов, освобождению территории от строений, подлежащих сносу, переносу действующих коммуникаций и т.п.
Для удобства валки деревьев и безопасности работ территорию предварительно расчищают от кустарника и мелколесья, которые выкорчевывают с помощью кусторезов, бульдозеров, тракторов-корчевателей и убирают в специально отведенные для этого места.
Выемки всех видов до начала основных земляных работ должны быть ограждены от стока поверхностных вод с помощью постоянных или временных устройств. Водоотводные устройства должны обеспечивать перехват нагорных вод вдоль границ строительной площадки для траншеи и ускорять сток воды с территории площадки. Для водоотвода устраивают кавальеры и отвалы, располагаемые с нагорной стороны, а также специальные оградительные обвалования, водоотводные осушительные канавы, производят планировку территории с уклоном. Поперечные сечения и уклоны всех водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневых вод и вод, образующихся при таянии снега.
При вертикальной планировке территории строительную разбивку закрепляют в местах срезки вешками, а в местах насыпи - сторожками.
Вспомогательные работы производят при устройстве земляных сооружений. Они включают временные крепления стен траншей и котлованов, открытый водоотлив и грунтовое водопонижение, искусственное закрепление грунтов.
7.2. Установка опалубки
На современных стройках применяют индивидуальные и уни версальные (переналаживаемые) блок-формы, представляющие со бой заранее собранные пространственные опалубочные формы.
Благодаря применению внутренних вкладышей индивидуальные формы пригодны для бетонирования нес кольких типоразмеров конструкций.
Для бетонирования замкнутых конструкций больших размеров применяют разъемные формы, поверхности которых раздвигают при распалубке и сдвигают при установке в рабочее положение
Индивидуальные разъемные блок-формы безрамной конструк ции (рис. 16) для бетонирования ступенчатых фундаментов образуют опалубочные поверхности сторон всего фундамента - жестко связанные крупные щиты опалубки одной стороны всех ступеней и подколенника. В углах поверхности примыкают друг к другу под углом 45 градусов и соединяют жесткими пластинами с ограничителями. За крепляют пластины клином, входящим в овальное отверстие пла стины.
Рисунок 16. Индивидуальная разъемная блок форма.
а - общий вид; б- отрывное устройство; в - соединение в углах; 1 - опорная пластина; 2 - ограничителя соединительной пластины; 3 - винт; 4 - пружина, 5 - створка; 6 - место установки съемных домкратов отрывных устройств: 7 - гайка
Для отрыва опалубки от бетона и раздвижки створок исполь зуют отрывные приспособления, установленные на всех плоскостях. Отрывное приспособление состоит из опорной пластины, упираю щейся в бетон при распалубке, и стержня, соединенного с пласти ной. Возвратная пружина устанавливает пластину в исходное по ложение после распалубки. Для отрыва применяют съемные вин товые домкраты со стержнем и гайкой. После распалубки съемные домкраты снимают и пружинная опорная пластина прижимается к поверхности формы. Число отрывных устройств принимают из расчета 1 шт. на 0,6 м2 опалубочной поверхности и не менее 3 шт. на опалубочные щиты ступенчатой части фундамента. Форма от рывается от бетона после ослабления креплений в углах последо вательным вращением винтовых домкратов на всех поверхностях начиная с верха формы к низу.
7.3. Установка арматуры
Во избежание повреждений арматурных заготовок при монтаже необходимо производить строповку в строго определённых точках. Монтаж арматуры следует вести в строгом соответствии с рабочими чертежами. Места строповки пространственных и длинномерных элементов должны быть определены проектом производства работ и должны быть отмечены на каркасах несмываемой краской.
Арматуру можно устанавливать только после проверки опалубки, подписания акта и составления на неё исполнительной схемы. Необходимо проверить установку закладных деталей, труб и других элементов, остающихся в бетоне.
Монтаж арматуры ведут специализированные звенья арматурщиков. Состав и количество звеньев определяется видом монтируемой арматуры и объёмом работ. Последовательность установки арматуры должна быть такой, чтобы ранее установленные элементы не затрудняли последующий монтаж и была обеспечена устойчивость установленной арматуры.
Для устройства защитного слоя между арматурой и опалубкой устраивают прокладки из бетона, пластмассы и других материалов. Монтаж сеток ведут с помощью крана.
Если арматура поступила на объект в виде отдельных стержней, то её собирают в армокаркасы у места монтажа на специальных козлах и затем помещают в опалубку.
7.4. Укладка бетона
Перед приёмом бетонной смеси следует отчистить территорию объекта и подготовить подъездные пути, настилы, пандусы. Блок бетонирования должен быть тщательно осмотрен. Для предотвращения вытекания цементного молока и раствора в щели в дощатой опалубке конопатят паклей или заделывают планками, а между стальными и фанерными щитами - шпаклюют алебастром.
Формующую поверхность опалубки смазывают, чтобы исключить прилипание к ней бетона. Активную поверхность железобетона и армоцементною опалубки-облицовки отчищают продувкой сжатым воздухом и увлажняют для лучшего сцепления ее с бетонной массой.
Одновременно с подготовкой объекта и блока бетонирования приводят в готовность механизмы (краны, и др.}.
Рисунок 17. Схема бетонирования ступенчатого фундамента
1 - опалубка ступени; 2 - опалубка пилона; 3 - схватки; 4 - настил; 5 - бадья; 8 - внут ренний вибратор;
В ступенчатые фундаменты с общей высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 м2 смесь подают через верхний урез опалуб ки (рис. 17.), предусматривая меры против смещения анкерных болтов и закладных деталей. При виброуплотнении внутренние виб раторы погружают в смесь через открытые грани нижней ступени и переставляют их по периметру ступени в направлении к центру фундамента. Аналогично ведут виброуплотнение бетона второй и третьей ступеней, после чего их заглаживают. В этих случаях, когда высота пилона фундамента небольшая, применяют малоподвиж ные бетонные смеси (осадка конуса до 3 см). Пилоны можно бето нировать сразу же после окончания бетонирования ступеней. Смесь в пилон подают через верхний урез опалубки. Уплотняют ее внутренними вибраторами, опуская их сверху. Особенно тщательно надо вести виброуплотнение в углах и на перегибах опалубки, а также в местах армирования и вблизи закладных деталей
Для нормального твердения бетона необходимо обеспечивать нормальные температурно-влажностные условия. После укладки бетона его уплотняют с помощью глубинных вибраторов. После набора бетоном необходимой прочности производится разборка опалубки. Распалубливание конструкции следует производить аккуратно, с тем, чтобы обеспечить сохранность опалубки для повторного крепления, а так же избежать повреждения бетона.
Не следует задерживать снятие опалубки, так как это снижает её оборачиваемость.
7.5. Рекомендации по устройству гидроизоляции.
Подземные воды являются слабыми растворами химических веществ. Некоторые из этих веществ при определённой концентрации образуют агрес сивную по отношению к бето ну среду. Под воздействием агрессивных подземных вод бетон фундаментов разрушает ся, арматура оголяется и кор родирует. Интенсивность про цесса зависит от степени и вида агрессивности подземных вод, водопроницаемости грунтов, скорости перемещения воды относительно фундамента, плотно сти бетона, наличия в нем трещин, особенно в зоне растяжения, и от толщины конструкции.
Для конструкций, располагающихся в грунте, установлены определенные нормы содержания химических веществ в подзем ной воде, при которых она считается агрессивной по отношению к бетону {СНиП 2.03.11—85). Избежать воздействия некоторых видов агрессивности подземных вод на бетон можно примене нием более стойких к данному виду агрессивности цемен тов (например, сульфатостойких цементов при сульфатной агрессивности воды). Хорошо сопротивляются агрессивности подземных вод очень плотные бетоны в трещиностойких кон струкциях.
Если нет гарантии получения очень плотного бетона, прихо дится изолировать фундаменты от агрессивных подземных вод (рис. 18).
Рисунок 18. Гидроизоляция фундамента от агрессивных подземных вод
Особое внимание уделяют гидроизоляции фунда мента снизу, где арматура защищена лишь небольшим слоем бетона. Для этого при устройстве монолитных фундаментов де лают подготовку 1 из щебня, втрамбованного в грунт и поли того битумом, или из асфальта. Подготовку покрывают за 2 раза битумной мастикой или мастикой из полимерных смол 2. В ис ключительных случаях по подготовке, выровненной стяжкой, укладывают рулонную гидроизоляцию на соответствующей ма стике.
Разрушение бетона с боков фундамента менее опасно, по этому в таких местах часто ограничиваются покрытием поверх ностей фундамента за 2 раза черным вяжущим или мастикой из полимерых смол 3. Дополнительно вокруг фундамента делают замок из перемятой глины 4. Когда агрессивность грунтовых вод велика или возможен разлив агрессивных химических раство ров на пол по грунту, устраивают более сложную гидроизоляцию из рулонных материалов.
При агрессивной среде тщательно изолируют стены здания для предотвращения подсоса капиллярной воды из грунта через фундамент.
Заключение
Подготовительным работам предшествуют организационные мероприятия на получение от заказчика-застройщика разрешительной документации на отвод земельных участков; ведение строительных работ; использование существующих транспортных и инженерных коммуникаций; вырубку деревьев и др.
Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства. Последние выполняет строительная организация.
Создание геодезической разбивочной основы является обязанностью заказчика и предполагает устройство разбивочной сети и разбивку красных линий (контуров) строительной площадк, нанесение внешней и внутренней разбивочных (геодезических) сетей сооружения, осей линейных сооружений и нивелирных сетей.
Разбивку красных линий производят для определения границ строительной площадки. Другие элементы разбивочной основы рекомендуется выполнять после расчистки и планировки территории стройплощадки.
Расчистка территории строительной площадки включает работы по уборке деревьев с корчевкой пней, уборке кустарника и валунов, освобождению территории от строений, подлежащих сносу, переносу действующих коммуникаций и т.п.
Для удобства валки деревьев и безопасности работ территорию предварительно расчищают от кустарника и мелколесья, которые выкорчевывают с помощью кусторезов, бульдозеров, тракторов-корчевателей и убирают в специально отведенные для этого места.
Выемки всех видов до начала основных земляных работ должны быть ограждены от стока поверхностных вод с помощью постоянных или временных устройств. Водоотводные устройства должны обеспечивать перехват нагорных вод вдоль границ строительной площадки для траншеи и ускорять сток воды с территории площадки. Для водоотвода устраивают кавальеры и отвалы, располагаемые с нагорной стороны, а также специальные оградительные обвалования, водоотводные осушительные канавы, производят планировку территории с уклоном.
Список литературы.
Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии).- 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 2008. - 415 с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (основы теории и примеры расчета): Учеб. пособ. для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 2010. - 304 с.
Основания, фундаменты и подземные сооружения / М.И. Горбунов-Посадов, В.А. Ильичев, В.И. Крутов и др.; Под общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройиздат, 2009. - 480 с., ил. -(Справочник проектировщика).
СНиП 2.02.01 - 83. Основания зданий и сооружений / Госстрой. - М.: Стройиздат. 1985. - 40с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты/Госстрой. - М.: ЦИТП Госстроя,1986. - 48 с