Проектирование фундаментов вокзала

_i , h_i -- соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта. Определяют дополнительные вертикальные напряжения на границах выделенных слоев по оси Z, проходящей через центр подошвы фундамента, по формуле

_zg = p_o;

где -- коэффициент, принимаемый по приложению;

p_o -- дополнительное вертикальное давление на основание Р -- среднее давление под подошвой фундамента;

Вычисляют значения модуля деформации грунта каждого слоя с учетом природного напряженного состояния;

Вычисляют значения деформации каждого слоя сжимаемой толщи основания, а затем определяют осадку фундамента суммированием деформаций отдельных слоев по формуле

где s -- конечная (стабилизированная) осадка фундамента;

s_i -- осадка i-го слоя грунта основания;

-- безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,08;

п -- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания;

_zp,i --среднее значение дополнительного напряжения в i-м слое грунта;

h_i -- толщина i-го слоя;

E_i -- модуль деформации i-го слоя грунта.

Расчет осадки Ф5 оформим в табличном виде:

h_i  0,4 Ч2,56; 1,024; примем 1 м.

;

P₀=P-=294,6-174,7=199,9кН

Таблица 5

Расчет осадки свайного фундамента Ф5

Предельная деформация основания 10 см.

Полная осадка фундамента =1,791 см.

Рис. 9. Эпюры напряжений в основании свайного фундамента Ф5.

Для фундамента Ф6:

_Iimt=(7,6Ч2,4+20,4Ч3,5)/5,9=15,2

Таким образом, расстояние от граней крайних свай :

c= h tg (_IImt / 4)=5,9 tg(15,2/4)=0,39м.

Определяем размеры подошвы условного фундамента в плане и его вес без выделения свай в ростверке:

b_M=1,1+0,39 Ч2=1,88м.

b_M=1,0+0,39 Ч2=1,78м.

_IIM =17,5Ч3,0+20Ч3,5/6,5 =18,85кН/м³

_IM =20Ч0,5+9,43Ч3+9,03Ч2+9,34Ч9/14,5=9,68 кН/м³

G_M =1,88Ч1,78Ч6,5Ч18,85=410,02кН

Среднее давление под подошвой массива :

P_IIM=(N₀₁+G_M)/A_M=212+410,02/1,88Ч1,78=185,9 кПа

= 1,1 k_z = 1,0 c = 21,5 кПа M = 0,53

= 1,0 b_м = 1,88 м ^I_II = 18,85 кН/м³ M_g = 3,13

k = 1,1 d = 6,5 м _II = 9,68 кН/м³ M_c = 5,72

R _M=516,1кПа >P_м=185,9 кПа, что удовлетворяет условию.

Расчет осадки Ф6 оформим в табличном виде:

h_i  0,4 Ч1,88=0,752; примем 0,7 м.

;

P₀=P-=185,9-122,5=63,4кН

Таблица 6

Расчет осадки свайного фундамента Ф6

Предельная деформация основания 10 см.

Полная осадка фундамента =3,656 см.

Рис. 10. Эпюры напряжений в основании свайного фундамента Ф6.

4. СРАВНЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ВАРИАНТА

4.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства фундаментов по первому и второму вариантам

Выбор основного варианта производится путём сопоставления стоимости устройства фундамента на естественном основании со стоимостью свайного фундамента.

Для сравнения разработанных вариантов фундаментов необходимо выполнить следующие работы:

Определить объем работ на устройство фундамента. Объемы работ определяются аналитическим или графоаналитическим способом с учетом геометрических размеров фундамента, вида грунта и технологических особенностей возведения фундамента, т.е. необходимости размещения на бровке откоса водопонизительных установок, наличия шпунтового ограждения, устройства временных съездов в котлован и т.п.

Выписать расценки в условных ценах на элементы фундамента, и определить стоимость устройства фундамента по предлагаемой таблице.

В качестве основного варианта выбирается вид фундамента с меньшей стоимостью, по которому и даются рекомендации по производству работ, выбору механизмов и вычерчиваются технологические схемы.

Проведем расчет стоимости устройства фундаментов Ф5 и Ф6 (см. табл. 7 и 8)

Таблица 7

Расчет стоимости устройства 1 м.п. фундамента Ф5

Таблица 8

Расчет стоимости устройства 1 м.п. фундамента Ф6

4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного

Технико-экономическое сравнение вариантов производится по следующим показаниям:

а) экономической эффективности;

б) возможности выполнения работ в сжатые сроки;

в) возможности выполнения работ в зимнее время;

г) материалоемкости (расходу равноценных материалов);

д) величинам осадок и их неравномерностей;

е) необходимости осушения при устройстве котлованов и фундаментов.

Проанализировав расчеты стоимости устройств фундаментов на естественном основании (мелкого заложения) и свайного фундамента, можно сделать вывод, что более целесообразно, исходя из экономических соображений, применять фундаменты мелкого заложения.

Для наглядности конечную стоимость для двух вариантов фундаментов представим в виде процентов.

На устройство монолитного фундамента под колонну мелкого заложения Ф5 будет затрачено на 6% меньше, чем на свайный фундамент.

На устройство ленточного фундамента мелкого заложения Ф6 будет затрачено на 63% меньше, чем на свайный фундамент.

Поэтому для возведения фундамента выбираем вариант фундаментов мелкого заложения.

4.3 Рекомендации по производству работ, технике безопасности (по выбранному варианту)

Возведение оснований и сооружений производится по проектной документации, утвержденной в установленном порядке, проекту производства работ (ППР), разработанному для конкретного сооружения с резолюцией заказчика, разрешающей начало работ, с учетом норм безопасности при транспортных, грузоподъемных, строительно-монтажных и электротехнических работах.

Контроль за исполнением требований нормативно-технических документов и проектной документации осуществляется производителем работ.

ППР составляется на основе проектной документации и должен содержать: состав подготовительных работ, технологические схемы организации земляных работ, схемы движения механизмов, последовательности устройства оснований, фундаментов и их бетонирования, требования к составу и способу приготовления бетонной и песчано-гравийной смесей и способам их транспортировки и укладки, методы контроля качества устройства оснований и изготовления фундаментов.

Применение железобетона для устройства фундаментов позволяет значительно уменьшить глубину его заложения. На основании технико-экономического сравнения вариантов устройства фундаментов, мы приняли в качестве основного фундамент мелкого заложения ленточного типа (Ф6) и монолитный железобетонный фундамент под колону (Ф5).

Подготовку основания начинают с перенесения осей теодолитом непосредственно на основание или обноску с последующей разметкой осей на месте установки фундаментов.

Устройство монолитного фундамента под колонну начинают с подбора инвентарной опалубки. Транспортирование бетонной смеси осуществляется автобетоносмесителями.

При укладке бетонной смеси в малоармированные фундаменты применяют жесткие бетонные смеси с осадкой конуса 1…3см.

В ступенчатые фундаменты с общей высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 м² смесь подают через верхний край опалубки, предусматривая меры против смещения анкерных болтов и закладных деталей. При виброуплотнении внутренние вибраторы погружают в смесь через открытые грани нижней ступени и переставляют их по периметру нижней ступени в направлении к центру фундамента. Аналогично ведут виброуплотнение бетона второй и и третьей ступени, после чего их заглаживают. В стаканы бетонную смесь можно укладывать сразу же после окончания укладки в ступенях. Смесь в стакан подают через верх опалубки. Уплотняют её внутренними вибраторами, опуская их сверху.

В процессе выдерживания осуществляют уход за бетоном, который должен обеспечить поддержание температурно-влажностного режима, необходимого для нарастания прочности бетона. Свежеуложенный бетон поддерживают во влажном состоянии путем периодических поливок и предохраняют летом от солнечных лучей, а зимой от мороза защитными покрытиями.

Распалубливание фундаментов следует производить аккуратно., с тем чтобы обеспечить сохранность опалубки для повторного применения, а также избежать повреждений бетона. Распалубливание начинают после того, как бетон наберет необходимую прочность. Снимать боковые элементы опалубки, не несущие нагрузок, можно по достижении бетоном прочности, обеспечивающей сохранность углов, кромок и поверхностей. Боковые щиты фундаментов снимают через 48...72 ч. Эти сроки устанавливают на месте в зависимости от вида цемента и температурно-влажностного режима твердения бетона.

Несущие элементы опалубки снимают по достижении бетоном прочности, обеспечивающей сохранность конструкции. Эта прочность при фактической нагрузке менее 70% от нормативной составляет 70%

Удалению несущей опалубки должно предшествовать плавное и равномерное опускание поддерживающих лесов -- раскружаливание. Для этого опускают опорные домкраты или ослабляют парные клинья. Запрещается рубить или спиливать нагруженные стойки.

Разбивка сборных железобетонных ленточных фундаментов начинается с того, что на обноске натягивают проволоку для определения осей здания. Затем укладывают угловые фундаментные блоки и на расстоянии 15 мм от них маячные блоки. Между угловыми и маячными блоками по линии фундамента на расстоянии 5 мм от его грани натягивают проволоку причалку, по которой устанавливают промежуточные блоки. Одновременно с укладкой маячных блоков в плане нивелируют их положение по вертикали, устанавливая нивелировочную рейку дважды на каждом блоке на концах осевой линии. Отклонение от проектных отметок на должны превышать ±10 мм.

К работам по монтажу ленточных фундаментов разрешается приступать только после выполнения всех земляных работ и разбивки осей фундаментов.

Фундаментные блоки складываются в штабеля не более чем в четыре ряда. Общая высота штабеля должна быть не более 2,5 м. Штабели следует располагать вне призмы обрушения, но не ближе одного метра от бровки котлована.

Расстояние между смежными штабелями должно быть не менее 2 см. В продольном направлении следует устраивать через каждые два штабеля проходы шириной не менее 0,7 м. Поперечные проходы шириной 1 м необходимо устраивать не реже чем через 25 м.

Отклонение проектных размеров блоков не должны превышать по длине ±15 мм; по ширине ±15 мм, по толщине ±10 мм.

Перед укладкой блоки должны быть тщательно очищены от грязи и наледи, подъемные петли выправлены, металлические закладные части очищены от ржавчины.

Фундаментные блоки поднимают двух или четырехветвевым стропом. Блок, подаваемый краном, следует остановить на высоте 0,2-0,З м над местом установки, развернуть в необходимом направлении и плавно опустить. При монтаже блоков следует выверять отметки верха блоков-подушек, горизонтальность верха блока в поперечном направлении, правильность установки блоков на основание. Горизонтальность блоков-подушек в поперечном направлении следует проверять, уложив на блок правило с уровнем. Устраняют отклонения, заново устанавливая блок. Правильность установки маячных блоков подушек проверяют отвесом, рядовых блоков-подушек -- по причалке и монтажному зазору между устанавливаемым и уже установленным блоком.

После окончательной выверки положения блока производят расстроповку. Монтажные петли после укладки 4-5 блоков срезают заподлицо с поверхностью бетона или несколько ниже.

При монтаже ленточных фундаментов из блоков-подушек места сопряжений продольных и поперечных стен надо заделывать бетонной смесью.

Вслед за укладкой и выверкой блоков наружные пазухи фундаментов заполняются грунтом с тщательным его трамбованием, не допускающим сдвига блоков, с последующей поливкой водой.

При монтаже сборных ленточных фундаментов отклонения от проектного положения не должны превышать:

по отметкам обрезов фундаментов ±10 мм;

по смещению осей конструкций ±10 мм;

- отклонение поверхностей и углов фундаментов от вертикали ±10 мм;

- отклонение рядов блоков от горизонтали на ±10 мм и длины ±10 мм;

- толщина горизонтальных швов между блоками до 20 мм.

При сдаче - приёмке фундаментов производится геодезическая проверка положения осей фундаментов в плане, отметок опорных поверхностей.

Для точной фиксации положения конструкций при их установке на каждом фундаменте должны быть нанесены разбивочные оси. Величины отклонения осей от проектных не должен превышать:

а) смещения относительно разбивочных осей фундаментов колонн мм;

б) отклонение в отметках верхних опорных поверхностей фундаментов от проектных мм.

Основные мероприятия по охране окружающей среды, по технике безопасности при выполнении строительно-монтажных работ предусматриваются проектом организации строительства. В проекте организации строительства. В проекте организации строительства предусматривается технологическая последовательность операции и организации рабочего места.

Весь ход строительно-монтажных работ должен быть согласованным с соответствующими органами охраны природы.

Геологическую среду в проектном решении оснований сооружений следует рассматривать как часть природной среды, находящуюся в сфере деятельности человека, которая включает рельеф, грунты, подземную гидросферу, физические поля, геологические процессы и явления.

Проектные решения на строительство оснований и фундаментов не должны допускать ухудшения геологической и природной среды в целом и, как правило, следующих неблагоприятных последствий:

деградации ландшафтов и микроклимата; исчезновения редких видов растительности, животного мира, кормовых угодий и заповедников;

уничтожения малых форм рельефа и его расчленения;

возникновения или активизации опасных геологических процессов;

водной и ветровой эрозии;

повреждения сельскохозяйственных угодий и растительности;

изменения режима сезонного промерзания толщ оснований отапливаемых зданий и сооружений;

иссушения усадки (дегидратации, термоусадки) минеральных веществ пылеватых фракций в основаниях объектов с горячими технологическими процессами;

изменения соотношения между стоками поверхностных и подземных вод, непредусмотренного затопления и подтопления земель;

изменения обводненности грунтов, приводящей при понижении уровня воды к дополнительной осадке оснований, деструкционному разуплотнению органического вещества; при повышении уровня подземных вод в пылевато-глинистых грунтах -- к размоканию и изменению конструкции, просадке, выщелачиванию и суффозии грунта.

Выполнение строительно-монтажных работ, не предусмотренных проектным решением и приводящих к изменению окружающей среды, по п. 11.2 СНБ не допускается.

Литература

1. Вотяков И.Ф. Механика грунтов, основания и фундаменты: Задания на курсовой проект и указания по его выполнению для студентов специальности «промышленное и гражданское строительство».-Гомель: БелГУТ, 1996.-62 с.

2. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. - Л.: Стройиздат.,1988.- 415 с.

3. Лапшин Ф.К. Основания и фундаменты в дипломном пректирование: Учебное пособие для вузов.- Саратов: Издательство Сарат. Ун-та, 1986.- 224 с.

4. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит. спец. вузов/ С.Б. Учова.- 3-е изд., испр.- М.:Высш. Шк., 2004.- 566 с.: ил.

5. СНБ 5.01.01-99 Основания и фундаменты зданий и сооружений.- Мн: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 1999- 36 с.

Размещено на Allbest.ru