Расчёт дренажа здания Федерации профсоюзных организаций Саратовской области

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Расчёт дренажа здания Федерации профсоюзных организаций Саратовской области

Куверин И.Ю.

Основной причиной снижения несущей способности оснований фундаментов зоны исторической застройки г. Саратова является повышение уровня подземных вод, наиболее интенсивно проявляющееся на территории города с 60-х годов в связи с хозяйственной деятельностью человека, так как при подмачивании резко снижаются показатели прочностных и деформационных свойств просадочных грунтов, являющихся основаниями зданий центральной части Саратова. В связи с этим при реконструкции и ремонте исторических зданий центральной части города требуется повышение несущей способности оснований их фундаментов. Один из путей решения данного вопроса состоит в понижении уровня грунтовых вод. Представленная статья посвящена расчёту дренажа здания Федерации профсоюзных организаций Саратовской области.

Ключевые слова: здание, фундамент, подземные воды, грунт, дренаж, нагрузка, несущая способность.

CALCULATION OF DRAINAGE OF THE BUILDING OF THE FEDERATION OF TRADE UNION ORGANIZATIONS OF THE SARATOV REGION

KuverinI.Yu.

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov

The main reason for the decrease in the bearing capacity of the foundations of the historical development zone of the city of Saratov is the increase in the level of groundwater, which has been most intensively manifested in the city since the 1960s in connection with human economic activity, since under soaking the parameters of the strength and deformation properties of subsidence soils are drastically reduced , which are the foundations of the buildings of the central part of Saratov. In connection with this, during the reconstruction and repair of historic buildings in the central part of the city, an increase in the bearing capacity of the foundations of their foundations is required. One way to solve this issue is to lower the water table. The article is devoted to the calculation of drainage of the building of the Federation of Trade Union Organizations of the Saratov region.

Keywords: building, foundation, groundwater, ground, drainage, load, bearing capacity

Основной причиной снижения несущей способности оснований фундаментов зоны исторической застройки г. Саратова является повышение уровня подземных вод, наиболее интенсивно проявляющееся на территории города с 60-х годов в связи с хозяйственной деятельностью человека, так как при подмачивании резко снижаются показатели прочностных и деформационных свойств просадочных грунтов, являющихся основаниями зданий центральной части Саратова. В связи с этим при реконструкции и ремонте исторических зданий центральной части города требуется повышение несущей способности оснований их фундаментов. Один из путей решения данного вопроса состоит в понижении уровня грунтовых вод. Представленная статья посвящена расчёту дренажа здания Федерации профсоюзных организаций Саратовской области.

Здание построено в 1909-1910 гг. по проекту архитектора Ю.Н. Терликова для Губернского казначейства и казенной палаты. Здание являются объектом историко-культурного наследия, в начале ХХ века в этом здании жил и работал Михаил Булгаков [7, 8].

Для организации дренажа отдельного здания от подтопления наиболее приемлемым вариантом является организации контурного (кольцевого) дренажа (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема устройства кольцевого дренажа: 1 - перфорированные трубы, 2 - фильтрующая обсыпка, 3 - смотровой колодец, 4 - самотечный коллектор, 5 - станция перекачивания (при необходимости), 6 - напорный коллектор (безнапорный при отсутствии позиции 5)

Контурный дренаж устраивается для защиты от подтопления грунтовыми водами здания. Дренажная система должна обеспечивать понижение исходного уровня грунтовых вод (УГВ), до уровня, обеспечивающего требую норму осушения на 0,77 м ниже точки опоры фундамента.

Расчет выполнен согласно РМД 50-06-2009 Санкт-Петербург «Дренажи в проектировании зданий и сооружений» [9] с учетом выражения предложенного для расчета радиуса депрессии R, в [6] при расчёте.

Исходные данные [7, 8, 11]:

Размеры здания в плане 31,62Ч57,74 м

Отметка отмостки - примем для удобства расчётов 0 м

Отметка точки опоры фундамента - 3,1 м

УГВ = - 2,8 м

Отметка залегания водоупора - 12,3 м

Угол внутреннего трения грунта - 13?

Поскольку при определении требуемого уширения внутренних несущих стен было принят однородный состав грунта основания, минимальное расстояние от опоры фундамента до уровня грунтовых вод согласно п. 5.6.10 СП 22.13330.2011 [15] должно составлять половину ширины уширенного фундамента, а именно 0,77 м. Поэтому примем с учетом возможного поднятия уровня грунтовых воды в центре несовершенного дренажа глубину заложения дрен от опор фундамента - 0,97 м и от уровня планировки - 4,07 м.

Расчетная схема кольцевого дренажа несовершенного типа изображена на рисунке 2.

Заглубление дренажа должно обеспечить требуемую норму осушения, защиту сети от промерзания и разрушения. При заложении дренажа ниже отметок подошвы фундамента (рисунки 1, 2)защищаемого (или соседнего близкорасположенного здания, сооружения) минимальное расстояний между дренажом и стеной здания (сооружения) необходимо рассчитать по нижеприведенной формуле:

=0+1/2+(4,07-3,1)/tg(13?)=4,72 м (1)

гдеlmin- наименьшее расстояние от здания, м;

b - уширение фундамента, м;

B - ширина дренажной траншеи, м;

H - глубина заложения дрены, м;

h- глубина заложения фундамента, м;

ц- угол внутреннего трения грунта, град.

Рисунок 2 - Расчетная схема кольцевого дренажа несовершенного типа

Для нахождения величины расхода дренажных вод Q и депрессионной кривой внутри и вне контура hц и hx необходимо рассчитать величину радиуса депрессии дренажа R. Для расчета данной величины воспользуемся наиболее совершенной формулой, приведённой в [6]:

Приведенная формула расчета радиуса депрессии, учитывает все необходимые факторы, которые оказывают влияние на положение уровня грунтовых вод при защите территорий от подтопления с помощью устройства дренажа.

Данными факторами являются:

размеры защищаемого сооружения (площадь, учитывается в приведенном радиусе r0);

высота непониженного УГВ над водоупором (H, м);

глубина погружения дрены под непониженный УГВ (h, м);

превышение несовершенной дрены над водоупором (T, м),

коэффициент фильтрации (К, м/сут);

коэффициент инфильтрации (W, м/сут),

водоотдача дренируемых грунтов (м).

ro рассчитывают по формуле:

29,26 м (2)

где F - площадь ограниченная контуром, м2.

Значение коэффициента фильтрации К примем по данным таблиц 23- 25 [5] K=0,01.

Коэффициент инфильтрации (W, м/сут) найдем по таблице 4 [10]. При среднегодовом количестве осадков в Саратове около 460 мм [12] W=0,0037 м/сут.

Для определения водоотдачи дренируемых грунтов (м) предварительно по числу пластичности - 16,0 (таблица 2.1) определим тип грунта в соответствии с таблицей 3 [14], затем по данным таблицы 5 [10] примем м=0,1.

Метод определения радиуса депрессии основан на использовании величины среднего уклона депрессионной кривой Iср:

м, (3)

где (4)

t=1 сутки.

Далее для данного значения радиуса депрессии R находятся значения расхода дренажных вод Q, депрессионной кривой внутри и вне контура: hу и hx.

Для нахождения расхода дренажных вод Q необходимо воспользоваться формулой:

=

(5)

где ц = ц1-ц2, значения ц1 и 2определяют по графику рисунков 13 [9], А.5 [13];

ц = ц1-ц2=4,3-4,1=0,2 (6)

rg рассчитывают по формуле

м (7)

где b - ширина траншеи дренажа, м

Для нахождения превышения пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в дрене в центре контурного дренажа необходимо применить формулу:

(8)

где F - расчетная функция, определяется по рисунку 13 [9], А.5 [13];

0,20

Таким образом при глубине заложения дрен от подошвы фундамента на 0,97 м. (4,07 м от уровня планировки) минимальное расстояние от опоры фундамента до УГВ составит 0,77 м.

Превышение пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в несовершенной дрене hxна расстоянии x от оси дренажа, м [10].

(9),

где hвыс- высота высачивания - разрыва между уровнем воды в дрене и на контакте дренажной обсыпки с грунтом (рисунок 3), м;

, (10)

где - расход (дебит) воды на 1 погонный метр дренажа, определяют по формуле (11):

(11)

=0,118 м

Рисунок 3 - Расчет высоты высачивания воды [10]

Результат расчёта кривой депрессии вне контура дренажа представлен в таблице 1 и на рисунке 4.

Таблица 1 - Результаты расчета кривой депрессии вне контура дренажа

Рисунок 4 - Депрессионная кривая вне контура дренажа: 1 - уровень грунтовых вод,

2 - превышение пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в дрене hx

дренаж здание подтопление

Как видно из полученных данных по расчету кривой депрессии вне контура дренажа, дренаж при расстоянии 30,2 м от центра дренажа уже не оказывает влияния на уровень грунтовых вод и таким образом не оказывает влияния на близлежащие строения.

Определение диаметра труб.

Расчетное значение диаметра dp может быть определено по зависимости [2]

(12)

Исходя из имеющейся номенклатуры принимаем диаметр дренажных труб 50 мм.

В результате расчёта определены основные параметры дренажа здания Федерации профсоюзных организаций Саратовской области. Практическая реализация предлагаемого дренажа может позволить в совокупности с другими мероприятиями сохранить данный памятник архитектуры и повысить его коммерческую стоимость [1, 3, 4, 16].

Список литературы

Гнетова, В.С., Трушин, Ю.Е. Обоснование применяемых методов и оценка рыночной стоимости коммерческих помещений многоэтажного здания по ул. Советская г. Саратова // Современные технологии в строительстве, теплоснабжении и энергообеспечении. Материалы международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова», кафедра «Строительство и теплогазоснабжение». ООО «Амирит». 2015. -С. 80-83.

Криулин К.Н. Дренажные системы в ландшафтном и коттеджном строительстве. СПб., 2013. 120 с.

Куверин, И. Ю. Повышение достоверности оценки стоимости и инвестиционной привлекательности объектов недвижимости / И. Ю. Куверин // Технологии XXI века: проблемы и перспективы развития : сб. ст. междунар. науч.-практ. конф., г. Кемерово, 15 августа 2017 г. Кемерово, 2017. С. 32-37.

Куверин, И. Ю. Совершенствование методологии расчёта стоимости и инвестиционной привлекательности объектов недвижимости / И. Ю. Куверин // Internationalinnovationresearch : сб. ст. X Междунар. науч.-прак. конф., г. Пенза, 7 августа 2017 г. 2017. С. 95-98.

Методические рекомендации по сбору инженерно-геологической информации и использованию табличных геотехнических данных при проектировании земляного полотна автомобильных дорог. М.: Союздорпроект, 1981. 53 с.

Подольский А.А., Криулин К.Н. Оценка повышения уровня грунтовых вод в центре дрен системы кольцевого дренажа. // Наука без границ. 2017. № 5 (10). С. 134-140.

Редков, В.И. Деформации несущих конструкций объектов культурного наследия при неравномерных осадках грунтовых оснований / В. И. Редков // Архитектура, градостроительство, историко-культурная и экологическая среда городов центральной России, Украины и Беларуси: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти заслуженного архитектора РФ В. Н. Городкова, г. Брянск, 12-13 марта 2014 г. / Брян. гос. инженер.-технол. акад. Брянск, 2014. С. 142-147.

Редков, В.И. Деформированное состояние бескаркасных зданий при сверхнормативных неравномерных осадках грунтовых оснований / В. И. Редков, Е. Г. Палькина // Совершенствование методов расчета строительных конструкций и технологии строительства : сб. науч. тр. / СГТУ. Саратов, 2010. С. 177-188.

РМД 50-06-2009 Санкт-Петербург. Дренажи в проектировании зданий и сооружений. СПб. : Правительство Санкт-Петербурга, 2009.

Руководство по проектированию водоотвода и дренажа летных полей аэродромов. М.: Аэропроект, 1982. 203 c.

Савинов, А. В. Применение свай, погружаемых вдавливанием, для усиления и устройства фундаментов в условиях реконструкции исторической застройки г. Саратова: учеб. пособие по спецкурсам для студ. спец. 290300 / А. В. Савинов. Саратов: СГТУ, 2000. 124 с.

Саратов // Википедия - свободная энциклопедия. Дата обновления 6.11.2017. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Саратов#Население (дата обращения: 06.11.2017).

Свод правил СП 103.13330.2012 «СНиП 2.06.14-85. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод» Актуализированная редакция СНиП 2.06.14-85 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. N 269). Дата введения 1 января 2013 г.

СН 449-72 Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог. М., 1972.

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. - М., 2010.

Трушин Ю.Е., Гнетова В.С. Прогнозирование стоимости объекта коммерческой недвижимости // Современные технологии в строительстве, теплоснабжении и энергообеспечении. Материалы международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова», кафедра «Строительство и теплогазоснабжение». ООО «Амирит». 2017. С. 215-219.

Размещено на Allbest.ru