Расчет и конструирование принятого варианта фундамента для 5 остальных сечений

8. Строим эпюры дополнительного  напряжения 

9. Определяем нижнюю  границу сжимаемой толщи грунтового  основания, для этого строим  эпюру 0,2σ_zg.

 

 Рис. 6. Схема к расчету напряжений в грунте и осадки грунта основания в сечении 4-4.

 

10. Определяем среднее  напряжение в элементарных слоях  от нагрузки сооружения   

11. Определяем величину  осадки основания как сумму  осадок элементарных слоев , где n – количество полных элементарных слоев, входящих в сжимаемую толщу;  S_i – осадка элементарного слоя, м.

где β=0,8 – безразмерный коэффициент;  h_i – высота элементарного слоя, м;

- напряжение каждого слоя, кПа; E_i – модуль деформации элементарного слоя, кПа

Все результаты вычислений сводим в таблицу 5.

 

Таблица 5.

№ элем. слоя	zi, м	кПа		αi	кПа	0,2σzg кПа	кПа	Ei кПа	Si см
1	0	30,24	0	1	336,19	6,05	316,19	18254	0,5543
	0,4	36,96	0,8	0,881	296,18	7,39
2							256,01	18254	0,4488
	0,8	43,68	1,6	0,642	215,83	8,74
3							188,1	18254	0,3297
	1,2	50,40	2,4	0,477	160,36	10,08
4							143,05	18254	0,2508
	1,6	57,12	3,2	0,374	125,73	11,42
5							114,3	18254	0,2004
	2,0	63,84	4,0	0,306	102,87	12,77
6							94,805	19498	0,1556
	2,4	70,7	4,8	0,258	86,74	14,14
7							80,855	20742	0,1247
	2,8	77,7	5,6	0,223	74,97	15,54
8							70,43	20742	0,1087
	3,2	84,7	6,4	0,196	65,89	16,94
9							62,36	20742	0,0962
	3,6	91,7	7,2	0,175	58,83	18,34
10							55,975	20742	0,0864
	4,0	98,7	8,0	0,158	53,12	19,74
11							50,6	20742	0,0781
	4,4	105,7	8,8	0,143	48,08	21,14
12							46,23	20742	0,0713
	4,8	112,7	9,6	0,132	44,38	22,54
13							42,7	20742	0,0659
	5,2	119,7	10,4	0,122	41,02	23,94
14							39,51	20742	0,0610
	5,6	126,7	11,2	0,113	38,0	25,34
15							36,82	20742	0,0568
	6,0	133,7	12,0	0,106	35,64	26,74
16							35,135	20742	0,0542
	6,4	140,7	12,8	0,10	34,63	28,14
17							33,12	20742	0,051
	6,8	147,7	13,6	0,094	31,6	29,54
18	7,2	154,7	14,4	0,88	29,58	30,94	30,59	20742	0,047

 

Основное условие проверки на деформацию S ≤ S_u=10 см

≤ S_u=10 см.  Условие выполняется.

 

6. Расчет и конструирование свайного фундамента.

 

Проектирование свайного фундамента производится в соответствии с нормами проектирования СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты»

 

Определение расчетной  нагрузки, допускаемой на сваю.

Длина сваи подбирается  из условия погружения нижнего конца  сваи на 1-2 м в нижележащий грунт  более прочной структуры. В соответствии с этим составляется расчетная схема  к определению несущей способности сваи (рис.7)

Несущая способность  забивной висячей сваи F_d определяется как сумма сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле:

где γ_с=1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

      R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа

      R=3839 кПа (по табл. 7.1 [1])

      А –  площадь опирания на грунт,  м²;  А=0,09 м²

      U – нагруженный периметр поперечного сечения свая, м; U=1,2 м;

      h_i – средняя глубина расположения слоя грунта, м

      h₁=2,4 м; h₂=3,45 м; h₃=4,75 м

      f_i – расчетное сопротивление i-го слоя грунта, кПа

      f₁=44,4 кПа; f₂=50,25 кПа; f₃=55,25 кПа (по табл. 7.2 [1]);

      γ_cR, γ_cf – коэффициенты условия работы; при погружении свая забивкой молотами γ_cR=1, γ_cf=1.

В соответствии с расчетной  схемой несущая способность сваи определяется:

Значение расчетной  нагрузки допускаемой на сваю определяется:

где γ_к – коэффициент надежности, γ_к=1,4

Расстояние между сваями под стены здания определяется по формуле:

Рис. 7. Расчетная схема к определению  несущей способности сваи.

 

При однорядном расположении свай под стены здания рекомендуется принимать расстояние между осями свай не менее 3d и не более 6d. При расчете принята свая марки С4-30 с d=0,3 м (3d=0,9 м, 6d=1,8 м). Условия выполняются.

Принимаем однорядное размещение свай с шагом 1,2 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов.

 

Здание строится в  г. Тверь. С учетом инженерно-геологических  условий площадки строительства  при рассмотрении возможных вариантов  фундаментов выявлены следующие  рациональные:

1 вариант – ленточный  сборный фундамент;

2 вариант – свайный  фундамент.

Конструкции фундаментов  представлены на рис 8 и 9.

На основании результатов  расчетов оснований и фундаментов  здания произведено конструирование  фундаментов указанных вариантов.

 

Сметная стоимость строительно-монтажных работ определяется по формуле:

где С_i – показатель единичной стоимости i-ой работы, руб.;

       V_i – объем i-ой работы по соответствующему варианту;

        Н_р – коэффициент, учитывающий накладные расходы (Н_р=1,2);

        К_п.н. – коэффициент, учитывающий плановые накопления (К_п.н=1,08)

        К_и.и – коэффициент, учитывающий изменение цен по индексу 1984 г

        (К_и.и=11,75)

        Σ(V_i С_i) – прямые затраты по сравниваемым вариантам фундаментов, руб.

 

Трудоемкость выполнения работ включает дополнительные затраты труда на обслуживание строительного процесса (К₀=1,25) и строительной площадки (К_п=1,07)

где З_i – затраты труда на единицу работ, чел./час;

     К₀ и К_п – коэффициенты, учитывающие затраты труда на обслуживание строительного процесса и площадки.

 

Продолжительность производства работ определяется по формуле:

где Н – численность  рабочих в день (Н=6 чел.);

       230 –  плановое число рабочих дней  в году.

 

 

Прямые затраты  по сравниваемым вариантам фундаментов

Таблица 6

№ п/п	Вид работ	Ед. изм.	на единицу измерения		Сборный фундамент			Свайный фундамент
			Стоимость руб.	Трудоемк. ч/час	Объем	Стоимость руб.	Трудоемк ч/час	Объем	Стоимость руб.	Трудоемк ч/час
1	Разработка грунта I гр. экскаватором	м3	0,131	0,006	12,42	1,63	0,07	13,11	1,72	0,08
2	Монтаж ж/б фундаментных плит	м3	51,4	0,331	0,30	15,42	0,10	-	-	-
3	Погружение дизель- молотом на тракторе ж/б свай длиной до 6 м в грунт  I гр.	м3	59,62	2,016	-	-	-	0,37	22,06	0,75
4	Устройство монолитных ж/б ростверков	м3	37,08	1,426	-	-	-	0,2	7,42	0,29
5	Горизонтальная гидроизоляция  –  цем. раствор 1:2	м2	0,766	0,315	0,80	0,61	0,25	0,80	0,61	0,25
6	Монтаж ж/б плит перекрытия	м3	72,6	1,547	1,46	106,00	2,26	1,46	106,00	2,26
7	Боковая гидроизоляция стен фундаментов битумной мастикой	м2	0,9	0,31	1,13	1,02	0,35	1,36	1,22	0,42
8	Засыпка пазух	м3	0,015	-	6,28	0,09	-	6,74	0,10	-
9	Бетонный слой толщиной 80 мм	м3	34,73	2,28	0,52	18,06	1,19	0,52	18,06	1,19
	ИТОГО					142,83	4,22		157,19	5,23

 

 

Наиболее экономичный вариант фундаментов определится

где К_I – капитальные вложения, руб. (с максимальными затратами)

       К_II – капитальные вложения, руб. (с минимальными затратами)

       Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Е_н=0,16

       t_I, t_II – продолжительность выполнения работ по сравниваемым вариантам.

 

Результаты расчета  технико-экономических показателей  для сравнения сведены в таблицу 7.

Таблица 7.

№ п/п	Наименование показателя	Ед. изм.	Вариант 1	Вариант 2
1	Объем работ	1 м п.	1	1
2	Сметная стоимость строительно-монтажных  работ (КI,КII)	руб.
3	Трудоемкость выполнения работ (ТрI, ТрII)	чел/дн.
4	Продолжительность производства работ	год

 

Э=(2393,69-2175,02)+0,16·2393,69·(0,00063-0,00051)=218,72 руб.

 

Экономический эффект достигается  от внедрения первого варианта фундаментов  – сборного фундамента, который и принимается  к разработке, проектированию и выполнению.

Вывод: более экономичным  является сборный фундамент.

 

 

Рис. 8. Ленточный сборный фундамент

Рис. 9. Свайный фундамент

8. Расчет и конструирование принятого варианта фундамента

для 5 остальных сечений.

 

Сечение 1-1

1)

Принимаем фундаментную плиту ближайшего большего размера  ФЛ 8.24

 

2) Конструирование ленточного фундамента из сборных элементов

 

1. Сборные  фундаментные плиты

Определив размеры подошвы фундамента по ГОСТ 13580-85, подбираем стандартные фундаментные плиты ближайшего большего размера (Приложение 4, табл.4.1.[1]).

Для сечения 1-1 выбираем плиту марки ФЛ 8.24 с параметрами:

В=800 мм, L=2380 мм, Н=300 мм, m=1,4 т.

 

2. Сборные фундаментные блоки

В зависимости от толщины  стен по ГОСТ 13579-79 выбираем марку стеновых блоков: ФБС 12.6.6-Т. Так как высота стены подвала 2,6 м принимаем 4 стеновых блока ФБС 12.6.6-Т и кирпичная кладка 0,2 м.

Параметры блока ФБС 12.6.6-Т:

В=600 мм, L=1180 мм, Н=580 мм, m=0,96 т.

 

3) Проверка напряжений  под подошвой фундамента.

                             

              П_f=5,88+32,542+2,304=40,726 кН/м

 

 

Среднее давление под  подошвой фундамента:

Расчетное сопротивление  грунта под подошвой фундамента:

Так как Р=382,88 кПа < R=385,107 кПа, условие выполняется.

 

 

Для сечения 2-2

1) ,    

Принимаем фундаментную плиту ближайшего большего размера  ФЛ 6.12

 

2) Конструирование ленточного  фундамента из сборных элементов.

1. Сборные  фундаментные плиты

Определив размеры подошвы  фундамента по ГОСТ 13580-85, подбираем стандартные фундаментные плиты ближайшего большего размера (Приложение 4, табл.4.1.[1]).

Для сечения 2-2 выбираем плиту марки ФЛ 6.12 с параметрами:

В=600 мм, L=1180 мм, Н=300 мм, m=0,52 т.

 

2. Сборные  фундаментные блоки

В зависимости от толщины стен по ГОСТ 13579-79 выбираем марку стеновых блоков: ФБС 12.6.6-Т. Так как высота стены подвала 2,6 м принимаем 4 стеновых блока ФБС 12.6.6-Т и кирпичная кладка 0,2 м.

Параметры блока ФБС 12.6.6-Т:

В=600 мм, L=1180 мм, Н=580 мм, m=0,96 т.

 

3) Проверка напряжений  под подошвой фундамента.

 

 

П_f=4,407+32,542+2,304=39,253 кН/м

 

Среднее давление под  подошвой фундамента:

Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента:

Так как Р=389,452 кПа > R=376,08 кПа, условие не выполняется.

 

 

Принимаем плиту марки ФЛ 8.24 с параметрами:  В=800 мм, L=2380 мм, Н=300 мм, m=1,4 т.

4) Проверка напряжений  под подошвой фундамента.

                         

             П_f=5,882+32,542+2,304=40,728 кН/м

 

Среднее давление под  подошвой фундамента: