Курсовая работа (т): Расчет и конструирование фундаментов общественного здания

,

γ_i - удельный вес грунта i-го слоя;

h_i - толщина i-го слоя грунта

Дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

,

P_II = 177,12 кПа - среднее давление (фактическое) на уровне подошвы фундамента

σ_zg0 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента

Дополнительное (к природному) вертикальное напряжение в грунте под подошвой фундамента:

Толща грунта мощностью 4b = 4·1,34 = 5,36 м ниже подошвы фундамента разбивается на слои h = 0,5 м < 0,4b = 0,4·1,34 = 0,54 м.

Дополнительные вертикальные напряжения в грунте:

Таблица 7. Расчет осадки основания фундамента

Нижняя граница сжимаемой толщи (ВС) находится на горизонтальной плоскости, где соблюдается условие:

Для фундамента это условие начинает выполняться в 5 слое:

кПа

Осадка основания фундамента:

Неравенство выполняется, следовательно осадка основания фундамента удовлетворяет требованиям СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

5. Технико-экономическое сравнение вариантов фундамента и выбор основного варианта

Расчет стоимости возведения двух предложенных вариантов фундаментов произведен по укрупненным расценкам.

Таблица 8. Столбчатый фундамент мелкого заложения

Таблица 9. Свайный фундамент

Вывод: с учетом погрешностей в определении стоимости работ при возведении двух вариантов фундаментов, наименьшим по затратам получился свайный фундамент. Исходя из того, что уровень грунтовых вод расположен не очень удачно по отношению к подошве столбчатого фундамента мелкого заложения, то наиболее выгодным можно считать свайный фундамент.

Принимаем свайный фундамент, состоящий из 4 свай С5,5-30 по ГОСТ19804-91 и монолитного ростверка размерами 1570х1570 мм и высотой 800 мм.

6. Указания по производству работ и технике безопасности

Для создания благоприятных условий начала строительных работ предварительно выполняют подготовительные работы.

В состав работ по подготовке строительной площадки под новое строительство входят: ограждение участка; расчистка территории и снос существующих строений; перетрассировка мешающих инженерных сетей; защита территории от стока поверхностных вод; прокладка временных коммуникаций и дорог; устройство временных бытовых, складских, культурно-административных и других помещений.

Перед началом земляных работ производится разбивка, т.е. вынос разбивочных осей здания в натуре. Оси здания закрепляются с помощью инвентарной обноски.

Для последующего возведения монолитных ростверков необходимо произвести отрывку котлована на глубину 800 мм. Для этой цели используется экскаватор с обратной лопатой. Размеры котлована должны быть больше размеров здания с учетом удобства расположения в нем рабочих. Котлован в суглинках устраивают с откосами. Крутизна откосов в суглинках 1:0,5.

После отрывки котлована на его дно переносят пересечения разбивочных осей.

Забивка - основной способ погружения готовых свай. Для забивки применяют специальные установки - копры, оборудованные механическими, паровоздушными или дизельными молотами. Механические и паровоздушные молоты в массовом строительстве постепенно заменяются гидравлическими и вибрационными дизель-молотами из-за их высокой производительности и простоты эксплуатации.

Подготовительные работы включают в себя: расчистку и планировку площадки; разбивку положения свай, устройство обносок и путей передвижения копров; доставку и складирование свай, доставку оборудования; оборудование освещения площадки и рабочих мест; пробную забивку, по результатам которой корректируются схемы забивки и проект производства свайных работ.

Кроме специализированных копровых установок для погружения свай используются универсальные машины - экскаваторы, для чего их оборудуют подвешенной мачтой. Благодаря установке направляющей на стандартную крановую стрелу за короткий промежуток времени экскаватор выполняет функции сваебойной машины.

Рис. 11. Погружение готовых свай: а - с помощью экскаватора, оборудованного навесной мачтой; б - деревянных; в - железобетонных; г - стальных; д, е, ж - стального шпунта корыто-, зетаобразного и плоского профиля.

Для повышения трещиностойкости железобетонные сваи рекомендуется подвергать предварительному напряжению, а перед погружением - пропитывать составами на основе нефтебитума.

Забивка свай ведется до получения заданного проектом отказа.

Отказ - глубина погружения сваи от одного удара. Отказ измеряют с точностью до 1 мм. Осадку от одного удара в конце забивки сваи измерить трудно, поэтому отказ определяют как среднее значение при серии ударов, называемых залогом.

При погружении свай дизель-молотами и паровоздушными молотами одиночного действия залог принимается равным 10 ударам, при погружении свай молотами двойного действия и вибропогружателями залог принимают равным числу ударов за 1 мин забивки.

Процесс погружения сваи складывается из следующих операций:

подтягивание и подъем сваи с одновременным заведением ее головной части в гнездо наголовника в нижней части молота;

установка сваи в направляющих в месте забивки;

забивка сваи сначала несколькими легкими ударами с последующим увеличением силы ударов до максимальной. При отклонении положения сваи от вертикали более чем на 1 % сваю выправляют подпорками, стяжками и т.п., или извлекают и забивают вновь;

передвижение копровой установки и срезание сваи по заданной отметке.

Верх железобетонных свай срубают отбойным молотком, арматуру срезают газовой резкой. Обнажившуюся арматуру затем сваривают с арматурой ростверка.

Существуют следующие основные схемы забивки свай (рис.12): рядовая, секционная и две спиральных (от краев к середине в обычных условиях, от середины к краям при плотном грунте).

Рис.12. Схемы проходок при погружении свай: а - рядовая; б - секционная; в, г - спиральные.

После проведения срезки свай до заданной отметки приступают к устройству монолитного ростверка. Работы начинают после выполнения исполнительной съемки выполненных свайных работ.

Работы включают в себя следующие операции:

устройство опалубки;

установка арматурных каркасов;

укладка бетонной смеси, вибрирование смеси;

уход за бетоном.

После набора бетоном проектной прочности производят снятие опалубки.

Приемка свайных работ сопровождается освидетельствованием свайного основания, проверкой соответствия выполненных работ проекту, инструментальной проверкой правильности положения свай или шпунта, контрольными испытаниями свай. Отклонение положения свай от проектного не должно превышать в ростверке ленточного типа одного диаметра сваи, в свайных полях двойных размеров сваи.

При осуществлении контроля качества в процессе и при окончании устройства свайных фундаментов руководствуются следующими критериями:

от качества выполнения свайных работ зависит несущая способность свайных фундаментов, что имеет важнейшее значение для всего здания или сооружения;

устройство свай относится к скрытым работам, требующим пооперационного контроля качества в процессе их устройства.

В общем случае контролируют:

соответствие поступающих на строительную площадку изделий и материалов проекту;

соблюдение утвержденной технологии погружения забивных или устройства набивных свай;

несущую способность свай;

соответствие положения свай в плане геодезической разбивке.

Основным контролируемым параметром является обеспечение несущей способности свай. Несущую способность погруженных свай определяют статическим и динамическим методами.

Определение несущей способности сваи. Для висячих свай их несущую способность определяют способами пробных нагрузок и динамическим.

До начала производства земляных работ в проекте организации строительства разрабатываются решения по охране природы в соответствии с действующим законодательством, стандартами и документами, регламентирующими рациональное использование и охрану природных ресурсов.

Плодородный (растительный) слой почвы в основании насыпей и на площади, занимаемой различными выемками, до начала основных земляных работ должен быть снят. Размеры снятия слоя устанавливаются проектом организации строительства. Снятый грунт перемещается в отвал для использования его при рекультивации или повышении плодородия малопродуктивных земель. Растительный слой допускается не снимать:

при толщине растительного слоя менее 10 см;

на болотах, заболоченных и обводненных участках;

на почвах с низким плодородием;

при разработке траншей шириной поверху 1 м и менее.

Необходимость снятия и толщина слоя устанавливаются с учетом уровня плодородия, природной зоны в соответствия с действующими стандартами. При этом необходимо учесть, что снятие растительного слоя следует производить, когда грунт находится в немерзлом состоянии.

Способы хранения грунта и защиты его от эрозии, подтопления, загрязнения устанавливаются в проекте организации строительства.

Недопустимо использовать растительный слой для устройства перемычек, подсыпок и других постоянных и временных земляных сооружений.

Зеленые насаждения - деревья, декоративный кустарник, рельеф местности, представляющий собой экзотическое своеобразие, должны быть защищены и максимально сохранены.

Если при производстве земляных работ будут обнаружены археологические и палеонтологические объекты, то следует работы приостановить и сообщить об этом местным органам власти.

Для предохранения грунтов от промерзания применение быстротвердеющей пены не допускается:

на водосборной территории открытого источника водоснабжения в пределах зоны санитарной охраны водопроводов и водоисточников;

в пределах зоны санитаркой охраны подземных централизованных хозяйственно-питьевых водопроводов;

на территориях, расположенных выше по течению подземного потока в районах, где подземные воды используются для хозяйственно-питьевых целей;

на пашнях и кормовых угодьях.

Земляные работы в затопляемых поймах, сброс воды после намыва, подводные земляные работы осуществляются по проекту, согласованному с государственными водохозяйственными и здравоохранительными учреждениями, а в водоемах, имеющих значение, - с рыбохозяйственными, в морских акваториях - с гидрометеослужбой (учреждением).