Проектирование фундамента здания
Оглавление
Исходные данные
. Проектирование фундаментов мелкого
заложения
. Проектирование свайных фундаментов
. Сравнение вариантов фундаментов
. Разработка технологии возведения
фундаментов
. Мероприятия по охране труда и
технике безопасности
Список используемой литературы
Исходные
данные
Геометрическая схема здания
Вес надфундаментной части сооружения 1300 кН.
Высота сооружения 15 м.
Геологический разрез и характеристики грунтов:
Геологический разрез
Средняя температура по месяцам:
Месяц
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
T 0C
|
- 14
|
- 11
|
-6
|
0
|
+8
|
+14
|
+19
|
+12
|
+7
|
-1
|
-5
|
- 9
|
1.
Проектирование фундаментов мелкого заложения
Таблица 1
Характеристики грунтов
Показатели
|
Обозначение
|
Номер геологических слоев
|
Формула для расчета
|
|
|
1-й
|
2-й
|
3-й
|
4-й
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
Удельный вес частиц грунта
|
γS,
кН/м3
|
26,4
|
26,5
|
27,5
|
27,1
|
Из задания
|
Удельный вес грунта
|
γ,
кН/м3
|
19,9
|
19,7
|
19,5
|
19,7
|
Из задания
|
Влажность грунта
|
w, доли единицы
|
0,21
|
0,23
|
0,29
|
0,21
|
Из задания
|
Удельный вес скелета грунта
|
γd,
кН/м3
|
16,5
|
16,0
|
15,1
|
16,3
|
|
Коэффициент пористости
|
е
|
0,6
|
0,66
|
0,82
|
0,66
|
|
Удельный вес во взвешенном
состоянии, γw=10
кН/м3
|
γsb,
кН/м3
|
10,25
|
9,94
|
13,6
|
14,1
|
|
Степень влажности
|
Sr, доли единицы
|
0,92
|
0,92
|
2,75
|
2,71
|
|
Граница раскатывания
|
WP, доли единицы
|
-
|
-
|
0,18
|
0,14
|
Из задания
|
Граница текучести
|
WL, доли единицы
|
-
|
-
|
0,36
|
0,27
|
Из задания
|
Число пластичности
|
Ip, доли единицы
|
-
|
-
|
0,18
|
0,13
|
|
Показатель текучести
|
IL, доли единицы
|
-
|
-
|
0,61
|
0,54
|
|
Фундамент 1. Ленточный
Принимаем за основание 2 слой грунтов - песок крупны. Согласно таблице
1.7. [10] глубину заложения фундамента не зависит от глубины промерзания
грунтов. Поэтому принимаем решение задать глубину заложения фундамента 2,2 м.
А = NIIобщ/(R0- γсрd);
общ - вертикальная нагрузка на обрез фундамента, по второй группе
предельных состояний, кН;
γср - среднее значение удельного веса фундамента и
грунта, принимаемое равным 20 кН/м3;- глубина заложения фундамента,
м.
R0 =600кПа для 2 слоя грунта - расчетное сопротивление грунта.
А = 1300/(600 - 20*2,2) = 2,34 м2.= А/l,
где l = 1 пог.м.
= 2,34 /1 = 2,4 м.
Принимаем ж/б фундамент, с размерами подушки:=2,4 м; l=1м; h=0,3 м;
Вес фундамента
Gf = Vfγф = (2,4*1*0,3+0,5*1*2,4)*24 = 46,1
кН/пог.м.
Вес грунта на уступах фундамента
Gg = (bld - Vf)γср = (2,4*1*2,2-0,5*1*1,8)*20=87,6
кН/пог.м.
Напряжения по подошве фундамента:
=(NIIо + Gf + Gg )/ А =(1300+46,1+87,6)/2,4=597 кПа
Расчетное сопротивление грунта:
R= γc1 γc2 /k(Mγkzb
γII +Mqd1
γII`+(Mq-1) db γII`+MccII)
где γc1 =1,4 и γc2=1,4 -коэффициенты условий работы основания
сооружения, принимаемые по табл.3 СНиП;=1,1 -коэффициент, равный 1, если φ
и с определены
непосредственными испытаниями, и 1,1, если они приняты по таблицам СНиП;
Mγ=2,11; Mq=9,44; Mc=10,80 -
коэффициенты, принимаемые по табл.4 СНиП в зависимости от φII=38;- коэффициент, равный 1при b≤10
м,=2,4 - ширина подошвы фундамента, м,
γII и γII`- осредненные расчетные значения
удельного веса грунтов, залегающих ниже и выше подошвы фундамента, кН/м3;
φII =38 и cII=0 - угол внутреннего трения
и удельное сцепление грунта под подошвой фундамента, кПа;
db-глубина подвала(расстояние
от уровня планировки до пола подвала), м;-глубина заложения фундаментов, для
зданий без подвалов-от уровня планировки до подошвы, для зданий с подвалами
d1=hs+hcfγcf/
γII
толщина слоя грунта выше
подошвы фундамента с стороны подвала, м;толщина пола подвала, м;
γcf-удельный вес конструкции пола подвала, кН/м3.
R=1,4*1,4/1,1*(2,11*1*2,4*26,5+9,44*2,2*12,6+0+0)=705кПа,=597кПа<
R=705кПа,
Недонапряжения грунта основания:
(R- pII)/R=(705 -597)/ 705 *100%=15%
Условие удовлетворяется, значит фундамент подобран правильно.
Назначаем фундаментные подушки ФЛ 24.12-2 и фундаментные блоки ФБС
24.5.6-Т.
2.
Проектирование свайных фундаментов
Фундамент 2.
Свайный под наружную несущую стену здания
. Глубина погружения сваи
Определяем в качестве несущего слоя четвертый слой - супесь. В
соответствии со СНиП нижний конец сваи должен быть заглублен в такой грунт не
менее чем на 0,5 м.
Глубину заложения ростверка принимаем 2,2 м. Принимаем сваю забивную по
ГОСТ 19804.1-79 сплошного квадратного сечения с минимальным размером 0,30 м.
При свободном сопряжении сваи с ростверком глубина заделки сваи в
ростверк может быть принята равной 0,05 м.
Принимаем марку сваи С8-30.
Тогда глубмна погружения сваи определяется:
= 8,0 +2,2 = 10,2 м
Заглубление нижнего конца сваи в несущий грунт составит при этом 0,6 м.
. Определение несущей способности сваи по грунту
Fd = γс (γсR RА+U∑
γсffihi),
Свая погружена забивным молотом на глубину 10,2 м.
А-площадь поперечного сечения сваи, опираемого на грунт, принимаемая
равной площади брутто для сплошных, м2;- расчетное сопротивление
грунта под нижним концом сваи, кПа, R=1500 кПа
Таблица 2
hi, м
|
Z,м
|
fi, кПа
|
gс
|
gс fi hi
|
2
|
3,2
|
42
|
1
|
84
|
2
|
5,2
|
17
|
1
|
34
|
2
|
7,2
|
18,6
|
1
|
37,2
|
2
|
9,2
|
26,5
|
1
|
53
|
Fd=1*(1*1500*0,09+1,2*208,8)=385 кН.
Тогда расчетная нагрузка, передаваемая на сваю будет равна
N = Fd/γk,
где γk - коэффициент надежности при определении Fd расчетом,
принимаемый равным 1,4, по результатам полевых испытаний 1,25.
= 385 /1,4 = 275 кН.
Определение шага забивки свай.
= N/N0I =275/1300= 0,18 м
где N0I = NII*1,2=1300*1,2=1560кН
Определяем количество рядов свай:
= N0Ilp/N=1560*0,18/275=1,02,
принимаем 2 ряда.
3. Конструируем ленточный ростверк
=1*1,0*2,2=2,2 м3=2,2*24=52,8 кН/пог м
Производим проверку:
N=(Gp+ N0I)*lp/ nр≤ Fd* γk
N=(52,8+1560)*0,18/2=145 кН=145кН<275кН
Условие выполняется, значит ростверк выбран верно.
. Сравнение вариантов фундаментов
здание фундамент свайный заложение
Таблица 3. Технико-экономическое сравнение фундаментов различных типов
Наименование вида работ и
элементов конструкции
|
Единицы измерения
|
Стоимость работ, руб
|
Трудоемкость, чел/дн
|
Сборный ф-т
|
Монолитный ф-т
|
Свайный ф-т Забивные сваи
|
Свайный ф-т буронабивные
сваи
|
|
|
|
|
Объем, м3
|
Стоимость, руб
|
Трудоемкость, чел/дн
|
Объем, м3
|
Стоимость, руб
|
Трудоемкость, чел/дн
|
Объем, м3
|
Стоимость, руб
|
Трудоемкость, чел/дн
|
Объем, м3
|
Стоимость, руб
|
Трудоемкость, чел/дн
|
Разработка грунта в
траншеях глубиной до 3м
|
м3
|
1,8
|
0,23
|
6,75
|
12,15
|
1,55
|
6,75
|
12,15
|
1,55
|
7,02
|
12,6
|
1,6
|
4,29
|
7,7
|
0,98
|
Щебеночная кладка
|
м3
|
11,5
|
0,13
|
-
|
-
|
-
|
0,14
|
1,65
|
0,02
|
0,15
|
1,7
|
0,02
|
0,06
|
0,7
|
0,008
|
Песочная кладка
|
м3
|
4,8
|
0,11
|
0,14
|
0,67
|
0,02
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Устройство сборн. ж\б ф-тов
из бетона класса B20
|
м3
|
59,2
|
0,55
|
0,51
|
30,2
|
0,28
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Устройство буронабивных
свай с уширением
|
м3
|
87,6
|
2,36
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10,96
|
84
|
25,3
|
Устройство монолит. ж\б
ф-тов и ростверков из бетона класса В20
|
м3
|
29,6
|
0,72
|
-
|
-
|
-
|
0,51
|
15
|
0,36
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Погружение ж\б сваи из
бетона класса В30 в грунты, длиной до 12м
|
м3
|
9,03
|
1,05
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1,24
|
112
|
1,3
|
-
|
-
|
Итого:
|
-
|
-
|
-
|
-
|
43,02
|
1,85
|
-
|
28,8
|
1,93
|
-
|
126,3
|
2,92
|
-
|
112,4
|
26,3
|
Наиболее экономичным, как мы видим из таблицы является монолитный ж/б
фундамент.
4. Разработка технологии возведения фундаментов
. Определение объёмов земляных работ
Определение средней глубины траншеи по формуле
Нк=hп-hт=2,6-0,4=2,2 м
где hп - средняя отметка поверхности земли
hт - средняя отметка дна траншеи
Допустимое отношение высоты откоса траншеи к её заложению 1:m=1:0,5
Таблица 4
Ведомость объёмов работ
№ пп.
|
Наименование видов работ.
|
Единица измерения
|
Объём работ
|
Примечания
|
1
|
Снятие растительного слоя
грунта I группы.
|
м3
|
43,2
|
-
|
2
|
Разработка грунта II группы
в траншее. Vт
|
м3
|
179,5
|
-
|
3
|
Зачистка дна траншеи.
|
м3
|
16,3
|
-
|
4
|
Транспортирование грунта.
|
м3
|
108,5
|
-
|
5
|
Засыпка пазух фундаментов с
послойным уплотнением грунта.
|
м3
|
144,2
|
-
|
2. Выбор машин и механизмов для земляных работ
Выбор экскаватора
Экскаватор, оборудованный обратной лопатой, выбирают по рабочим
характеристикам с учётом объёма разрабатываемого грунта и глубины котлована.
Назначаем ориентировочную вместимость ковша, в зависимости от объёма земляных
работ q=0,4 м3.
Принимаем высоту копания экскаватора равной глубине траншеи. Hт=2,2 м.
По рабочим характеристикам экскаватора подбираем экскаватор оборудованный
обратной лопатой, марки "HITACHI", модель EX100-5, тип S-EA120.
Выбор автосамосвалов
Для экскаватора гидравлического обратная лопата марки
"HITACHI", модель EX100-5, тип S-EA120 с вместимостью ковша 0,4 м3,
при дальности транспортирования 10 км требуемая грузоподъёмность автосамосвала
должна составлять не менее 10 т.
По техническим характеристикам этому требованию соответствует
автосамосвал марки HITACHI-AH250 грузоподъёмностью 23 т.
Определяем число машино-смен nэ работы экскаватора при отрывке траншеи по
формуле
где - эксплуатационная сменная производительность экскаватора
- продолжительность рабочей смены, 8ч.
- единица измерения, по ЕНиР
- норма машинного времени, по ЕНиР
Определяем продолжительность цикла работ одного автосамосвала
где - время погрузки автосамосвала, мин,
- грузоподъёмность автосамосвала;
- средняя плотность разрабатываемого грунта;
- время разгрузки автосамосвала, принимается равным 1-2 мин;
- время нахождения автосамосвала в пути в обоих
направлениях, мин,
Рассчитываем количество автосамосвалов, необходимых для обеспечения
работы экскаватора
Определяем общее количество машино-смен работы автосамосвалов
.
3. Потребность в материально-технических ресурсах
Таблица 5
Машины и механизмы
Наименование
технологического процесса
|
Наименование машины, тип,
марка
|
Основная техническая
характеристика
|
Количество, шт.
|
Снятие растительного
грунта, зачистка дна траншеи
|
Бульдозер ДЗ-42
|
С неповоротным отвалом,
управление гидравлическое. На базе трактора ДТ-75
|
1
|
Разработка грунта в траншее
|
Экскаватор HITACHI EX100-5
|
Одноковшовый с
гидравлическим приводом на гусеничном ходу. Оборудован обратной лопатой. Ковш
- 0,4 м3
|
1
|
Транспортирование грунта
|
Автосамосвал HITACHI- AH250
|
Грузоподъёмность 23 т
|
3
|
Таблица 6
Потребность в технологической оснастке, инструменте, инвентаре,
приспособлениях и средствах защиты
№ пп.
|
Наименование
|
Марка, техническая
характеристика
|
ГОСТ
|
Количество, шт.
|
1
|
Теодолит
|
Т-15
|
ГОСТ 10529
|
1
|
2
|
Нивелир
|
Н-10
|
ГОСТ 10528
|
1
|
3
|
Рейка нивелирная
|
Рн-10
|
ГОСТ 11158
|
3
|
4
|
Вешка геодезическая
|
Стандартная
|
|
3
|
5
|
Рулетка измерительная
|
РС-20
|
ГОСТ 7502
|
2
|
6
|
Рулетка трёхметровая
|
|
|
2
|
7
|
Топор
|
А-2
|
ГОСТ 18378
|
2
|
8
|
Молоток плотничный
|
МПЛ
|
ГОСТ 11042
|
2
|
9
|
Лопата штыковая
|
ЛКО-1
|
ГОСТ 3620
|
4
|
10
|
Лопата совковая
|
ЛС-1
|
ГОСТ 3620
|
4
|
5. Мероприятия по охране труда и технике безопасности
. Управление охраной труда в организации осуществляет ее руководитель.
Для организации работы по охране труда руководитель организации создает службу
охраны труда.
. Служба охраны труда организации подчиняется непосредственно
руководителю организации или по его поручению одному из его заместителей.
. Службу рекомендуется организовывать в форме самостоятельного
структурного подразделения организации, состоящего из штата специалистов по
охране труда во главе с руководителем (начальником) Службы.
. Служба осуществляет свою деятельность во взаимодействии с другими
подразделениями, а также с федеральными органами исполнительной власти и
органом исполнительной власти соответствующего субъекта Российской Федерации в
области охраны труда. Органами государственного надзора и контроля за
соблюдением требований охраны труда и органами общественного контроля.
. Работники Службы в своей деятельности руководствуются законами и иными
нормативными правовыми актами об охране труда Российской Федерации и
соответствующего субъекта Российской Федерации, соглашениями (генеральным,
региональным, отраслевым), коллективным договором, соглашением по охране труда,
другими локальными нормативными правовыми актами организации.
Основные задачи службы охраны труда:
. Основными задачами Службы являются:
.1. Организация работы по обеспечению выполнения работниками требований
охраны труда.
.2. Контроль за соблюдением работниками законов и иных нормативных
правовых актов об охране труда, коллективного договора, соглашения по охране
труда, других локальных нормативных правовых актов организации.
.3. Организация профилактической работы по предупреждению
производственного травматизма, профессиональных заболеваний и заболеваний,
обусловленных производственными факторами, а также работы по улучшению условий
труда.
.4. Информирование и консультирование работников организации, в том числе
ее руководителя, по вопросам охраны труда.
.5. Изучение и распространение передового опыта по охране труда,
пропаганда вопросов охраны труда.
Список
используемой литературы
1. Госстрой СССР. СНиП 12.03-2001.
Безопасность труда в строительстве. Общие требования. М.: Стройиздат, 2001.
2. Госстрой СССР. СНиП 12.04-2002.
Безопасность труда в строительстве. Строительное производство. М.: Стройиздат,
2002.
3. ВНИПИ труда в строительстве Госстроя
СССР. Рекомендации по расчету состава бригад в жилищно-гражданском, промышленном
и сельскохозяйственном строительстве. М.: Стройиздат, 2007.
4. Гусев В.А. и др. Организация
строительства жилых и общественных зданий. Справочник проектировщика. Киев:
Будивельник, 2005.
5. Монтаж железобетонных конструкций
сборных гражданских зданий. Справочник. М.: Стройиздат, 2009.
6. Дикман Л.Г. Организация
жилищно-гражданского строительства. Справочник строителя. М.: Стройиздат, 2010.
7. Швиденко В.И. Монтаж стальных
конструкций. М.: Высшая школа, 2006.
8. Швиденко В.И. Монтаж высотных зданий.
Киев: Будивельник, 1999.
9. Миловзоров В.А. Организация
строительства промышленных и гражданских зданий и сооружений. Методические
указания по дипломному проектированию. Новосибирск: НИСИ, 1999.
10.Шутов Е.Д.,
Бухаров А.В. учебное пособие для выполнения курсовой работы по дисциплине
"Основания и фундаменты" - Балашиха, ВТУ Спецстрой Россия, 2009.