Проектування пальових і стрічкових фундаментів

Проектування пальових і стрічкових фундаментів

1. Вихідні дані на проектування
У відповідності з завданням в курсовому проекті необхідно запроектувати фундаменти для ремонтного цеху в двох варіантах:
1)Фундамент мілкого закладення на природній основі
2)Пальовий фундамент
Схема будівлі представлена на малюнку 1.1.
Навантаження, що діють на рівні обрізу фундаменту, наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1.
Нормативні навантаження на обрезах фундаменту Варіанти схем будівель та їх призначення Номер фундаменту Навантаження
N11, кН M11, Fh11, кН
5. Ремонтний цех 1
2
5 1090
750
1560 42
-
-200 -
-
-12

Варіант геологічного розрізу наведено в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2.
Варіанти геологічних розрізів Номер геологічного розрізу Номери грунтів
Відмітка підошви шару Відмітка У. П. В.
9 9
0,4 35
4,4 25
12,4 39
-6,400
                    

Нормативні характеристики ґрунтів наведено у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3.
Нормативні характеристики грунтів Номер грунту Найменування грунту Удель-ний
вага ,
Питома вага годину-
тиц грун-
та
Влаж-
ність
W, частки
одиниць Влаж-
ність на кордоні
текучес-ти Wl, % Влаж-
ність на межі-це раска-тива-ня WP, % Удель-
ве зчеплення, кПа Кут
внут-
рен-
нього
тре-
ня ,
град Модуль
загальної
де-фор-
мації
E, кПа
9 Супісок 17,2 26,7 0,19 22 16 2 18 4000
35 Глинис-тий грунт 19,1 27,2 0,18 30 18 25 21 19000
25 Пісок 17,3 26,0 0,10 - - 4 30 10000
39 Глинис-
тий грунт 20,0 27,3 0,21 35 19 38 20 30000

Таблиця 1.4.
Гранулометричний склад піщаних ґрунтів №№ грунтів Розмір частинок, мм
> 10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 < 0,1
25 - - 5 10 11 11 33 30

Фундаменти проектуються в Завитинске. Геологічний розріз будівельного майданчика представлений на рисунку 1.2.
Нормативна глибина промерзання становить 232 див.
Рівень підземних вод – 6,4 м.

Малюнок 1.2. – Геологічний розріз

2. Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика
На основі вихідних даних про ґрунти визначаються відсутні (обчислювані) характеристики грунтів кожного шару основи і результати обчислень записуються у таблицю 2.1, де дані необхідні для розрахунку формули.
Таблиця 2.1.
Зведена таблиця фізико-механічних властивостей ґрунтів Показник Позначення одиниця виміру Номер геологічного
шару Формула для
розрахунку
1-й 2-й 3-й 4-й
Питома вага твердих частинок
Питома вага грунту
Вологість
Питома вага скелета грунту
Коефіцієнт пористості
Питома вага грунту в підвішеному стані
Ступінь вологості
Межа плинності
Межа розкочування
Число пластичності
Показник плинності
Модуль загальної деформації
Кут внутрішнього тертя ґрунту
Питоме зчеплення

З завдання
Те ж
Те ж
Показник Позначення одиниця виміру Номер геологічного
шару Формула для
розрахунку
1-й 2-й 3-й 4-й
Найменування піщаних грунтів по e і Sr
найменування глинистих грунтів по Ip і Il
Розрахунковий опір грунтів R0, кПа Супісок пластичний
Не нормується Су-глинок підлозі-твердий
255 Пісок пилуватий, середньої щільності, маловлажный
250 Су-глинок напівтвердий
257,3

Суглинок напівтвердий:

Суглинок напівтвердий:

Будуємо геологічну колонку і епюру розрахункових тисків.

Малюнок 2.1. – Геологічна колонка і епюра R0
В усіх наступних розрахунках використовуються розрахункові характеристики грунтів X
,
де Хп – нормативне значення даної характеристики ґрунту; - коефіцієнт надійності по грунту.

Таблиця 2.2.
Розрахункові характеристики грунтів Номер
шару
ґрунту Найменуван-
ня грунту Норм. 1,3 1,1 Норм. 1,1 1,05 Норм. 1,1 1,05 1,0
СН СІ CII EII
1 Супісок
пластичний 2 1,54 1,82 15 16,36 17,14 17,2 15,64 16,38 4000
2 Суглинок
напівтвердий 25 19,23 22,73 21 19,09 20,00 19,1 17,36 18,19 19000
3 Пісок пило-
ватый, середовищ-
нею щільності, маловлажный 4 3,08 3,64 30 27,27 28,57 17,3 15,73 16,48 10000
4 Суглинок
напівтвердий 38 29,23 34,55 20 18,18 19,05 20,0 18,18 19,05 30000

3. Проектування фундаментів мілкого закладення на природній підставі
3.1. Визначення глибини закладення підошви фундаменту

Глибина закладення підошви фундаменту повинна прийматися з урахуванням таких чинників:
призначення і конструктивних особливостей проектованого споруди, навантажень і впливів на його фундаменти;
глибини закладення фундаментів прилеглих споруд, а також глибини прокладки інженерних комунікацій;
існуючого і проектованого рельєфу забудовуваної території;
інженерно-геологічних умов майданчика будівництва (фізико-механічних властивостей грунтів, характеру нашарувань, наявність шарів, схильних до ковзання, кишень вивітрювання, карстових порожнин та ін);
гідрогеологічних умов майданчика і можливих їх змін у процесі будівництва і експлуатації;
можливого розмиву ґрунту біля опор споруд, що зводяться в руслах річок (мостів, переходів, трубопроводів і ін);
глибини сезонного промерзання грунту.
Конструктивними особливостями зводяться споруд є:
величина і характер навантажень, що передаються на фундаменти;
наявність підземних поверхів, підвалів, підпіль, приямків та інших пристроїв, заглиблених в грунт;
характер конструкцій, через які навантаження передається на фундаменти (колона каркаса, інженерні болти, несучі стіни, розпірні конструкції);
чутливість надземних конструкцій до можливого розвитку нерівномірних осад.

Визначаємо глибину закладення під колону 1 перетином 600x400 мм:
d1=0,15+НФ=0,15+0,6+0,05+0,2=1м=1,05 м
d2 не розраховується, так як фундамент закладається в грунті, що володіє несучою здатністю.
- дана величина в розрахунок не приймається, так як глибина закладення фундаменту нижче глибини промерзання грунту.
Порівнюючи дані глибини закладення фундаменту по конструктивним міркувань приймаємо глибину закладення d1=1,05 м, һФ=0,9 м.
Визначаємо глибину закладення фундаменту під колону 2 перетином 400х400 мм:
d1=0,15+НФ=0,15+0,4+0,05+0,2=0,8 м=0,9 м
d2=h1+0,5=0,4+0,5=0,9 м – в розрахунку не враховується, так як фундамент закладається в грунті, що володіє несучою здатністю.
d3 – не розраховується, так як глибина закладення фундаменту нижче глибини промерзання грунту.
Порівнюючи дані глибини закладення фундаменту по конструктивним міркувань приймаємо глибину закладення d1=0,9 м, һФ=0,75 м.
Визначаємо глибину закладення фундаменту під колону 5 перетином 400х400 мм:
d1=0,15+НФ=0,15+0,4+0,05+0,2=0,8 м=0,9 м
d2=h1+0,5 – в розрахунку не враховується, так як фундамент закладається в грунті, що володіє несучою здатністю.
d3 – не розраховується, так як глибина закладення фундаменту нижче глибини промерзання грунту.
Порівнюючи дані глибини закладення фундаменту по конструктивним міркувань приймаємо глибину закладення d1=0,9 м, һФ=0,75 м.
3.2. Визначення розмірів підошви фундаменту
Визначимо площу підошви фундаменту під колону 1 у першому наближенні:

де N0II – розрахункова навантаження, прикладена до обрізу фундаменту, кН; R0 – розрахунковий опір грунту основи, кПа; - середня питома вага грунту і матеріалу при наявності підвалу; d1 – глибина закладання фундаменту від планувальної позначки, м.

Визначимо коефіцієнт співвідношення сторін Кп:

Визначимо площу підошви фундаменту під колону 2 у першому наближенні:

Визначимо коефіцієнт співвідношення сторін Кп:

Визначимо площу підошви фундаменту під колону 5 перетином 400х400 мм в першому наближенні:

Визначимо коефіцієнт співвідношення сторін Кп:

3.3. Визначення розрахункового опору грунту основи
Переріз №1
За отриманою у пункті 3.2 величиною b і глибині закладення d1, визначаємо розрахунковий опір грунту основи R, кПа:

Для середнього тиску по підошві PCP < R
< R (382,618 кПа)
Для максимального крайового тиску Pmax 1,2 R
Для мінімального крайового тиску Pmin 0
 
PMAX=274,087 кПа < 1,2 R (459,142 кПа)
PMIN=216,473 кПа > 0
Недовантаження фундаменту, отже необхідно зменшити розміри до 1,5х2,1 м

PMAX=420,362 кПа < 1,2 R (454,542 кПа)
Недовантаження становить
PMIN=313,702 кПа > 0
Остаточно приймаємо розміри підошви фундаменту для колони 1: 1,5х2,1 м
Ексцентриситет е0:

Відносний ексцентриситет е1:
-
крайові тиску допускається не перевіряти.
Перетин №2
За отриманою у пункті 3.2 величиною b і глибині закладення d1, визначаємо розрахунковий опір грунту основи R, кПа:

; ; k=1; ; ; ; kZ=1; b=1,8 м;

Для середнього тиску по підошві PCP < R
< R (373,391 кПа)
Недовантаження складає
Отже необхідно зменшити розміри до 1,5х1,5 м

< R =369,564 кПа
Недовантаження становить
Остаточно приймаємо розміри підошви фундаменту для колони 1: 1,5х1,5 м
Переріз №5
За отриманою у пункті 3.2 величиною b і глибині закладення d1, визначаємо розрахунковий опір грунту основи R, кПа:

; ; k=1; ; ; ; kZ=1; b=2,7 м;

Для середнього тиску по підошві PCP < R
< R (382,637 кПа)
Для максимального крайового тиску Pmax 1,2 R
Для мінімального крайового тиску Pmin 0
 
PMAX=292,958 кПа < 1,2 R (459,164 кПа)
Недовантаження становить
PMIN=216,473 кПа > 0
Недовантаження фундаменту, отже необхідно зменшити розміри до 2,4х2,4 м

< R=378,8 кПа

PMAX=375,639 кПа < 1,2 R (454,56 кПа)
Недовантаження становить
PMIN=202,027 кПа > 0
Недовантаження фундаменту, отже необхідно зменшити розміри до 2,1х2,4 м

< R=374,984 кПа

PMAX=440,903 кПа < 1,2 R (449,981 кПа)
Недовантаження становить
PMIN=214,143 кПа > 0
Остаточно приймаємо розміри підошви фундаменту для колони 5: 2,1х2,4 м

Розрахункова осаду фундаменту під колону 1 менше граничної, отже перепроектування фундаменту не потрібно.
Розрахунок опади фундаменту під колону 5:

Малюнок 3.6. – Схема до розрахунку опади фундаменту під колону 5
PMAX=440,903 кПа

Розрахункова осаду фундаменту під колону 5 менше граничної, отже перепроектування фундаменту не потрібно.

3.6. Перевірка міцності підстильного шару грунту підстави
Так як у межах стисливої товщі основи грунт з малим модулем деформації відсутня, то перевірку міцності слабкого шару ґрунту проводити не потрібно.
3.7. Розрахунок стійкості фундаментів на плоский зрушення
Метою розрахунку основ за несучою здібності є забезпечення міцності і стійкості підстав, а також недопущення зрушення по підошві фундаменту і його перекидання.
Розрахунок стійкості фундаментів на зрушення по підошві проводиться при дії великих горизонтальних навантажень, діючих на фундамент (горизонтальні сили і бічний тиск ґрунту засипки на фундаментну стінку в підвальних приміщеннях).
Так як горизонтальна сила FhII=12 кН невелика, а стінка з фундаментних блоків відсутня, то розрахунок стійкості фундаментів на плоский зрушення не потрібно.
3.8. Розрахунок стійкості фундаментів на дію дотичних сил морозного пученія грунту
Так як будівля ремонтного цеху проектується з підвалом і всі проектовані фундаменти знаходяться в підвалі на глибині, де відсутня промерзання, то перевірку стійкості фундаментів на дію дотичних сил морозного пученія грунту можна не проводити.

4. Проектування пальових стрічкових і кущових фундаментів
4.1. Визначення розрахункових навантажень
Розрахунок пальових фундаментів і підстав їх виробляють по граничним станам двох груп:
1) по першій групі – по міцності конструкцій паль, пальових ростверків; по несучій здатності ґрунту основи пальових фундаментів паль; по стійкості підстав пальових фундаментів в цілому при горизонтальних навантаженнях або підставах, обмежених спадними укосами;
2) по другій групі – по опадів підстав пальових фундаментів від вертикальних навантажень; за переміщенням паль від дії вертикальних, горизонтальних навантажень і моментів; по освіті чи розкриття тріщин в елементах залізобетонних конструкцій.
При виконанні розрахунків по першій групі граничних станів приймають розрахункові навантаження, які обчислюють за формулами:
; ,
де NI , MI –відповідно розрахункові значення навантаження і моменту, що діють на палі; - коефіцієнт надійності за навантаженням ( ); Nn , Mn – відповідно нормативні значення навантаження та моменту.
Для фундаменту 1:

Для фундаменту 2:

Для фундаменту 5:

4.2. Призначення розмірів ростверку і глибини його закладення
Розрахунок пальового варіанти фундаментів починається з складання розрахункової схеми, де зображується геологічний розріз з основними характеристиками грунтів. Надалі за вказаною розрізу вибирається опорний шар для паль і довжина паль.
При проектуванні пальового фундаменту під його мінімальні розміри у плані визначаються кількістю паль в кущі. Приймаємо мінімальні розміри ростверку в плані 1,5х1,5 м. Розміри ростверків по висоті приймаються кратними 15 див. Відмітка відсікання приймається на 15-20 см нижче планувальної позначки або позначки підлоги приміщення.
Глибина закладення підошви ростверку залежить від факторів, зазначених для фундаментів мілкого закладення, але в першу чергу від конструктивних особливостей будівлі і споруди та від пучиноопасности верхнього шару грунту, в якому буде розташовуватися ростверк.
4.3. Вибір типу паль і їх попередніх розмірів
Вибір типу паль залежить від інженерно-геологічних умов будівельного майданчика, величини і характеру навантажень, що діють на фундаменти, наявності в будівельних організаціях необхідного сваебойного обладнання, обмеженості умов будівництва.
Палі за характером роботи поділяють на палі-стійки і висячі (палі тертя). Паля-стійка працює як низька стійка. Вона передає навантаження тільки нижнім кінцем на великоуламкові, скельні або малосжимаемые пилувато-глинисті грунти. Коли під нижнім кінцем палі залягають стискувані грунти, навантаження передається на грунти підстави і бічною поверхнею, і паля є висячої чи палею тертя. Такі палі економічніші при малому поперечному перерізі і великій довжині. Вибір типу паль виробляють на підставі даних інженерно-геологічних вишукувань.
У проекті використовуємо палі З 6 30 – палі квадратного поперечного перерізу діаметром 30 см і довжиною 6м.

Малюнок 4.1. – Розрахункова схема пальового фундаменту під колону 1

Малюнок 4.2. – Розрахункова схема пальового фундаменту під колону 2
4.4. Визначення несучої здатності паль по грунту
Допустиме навантаження на палю визначається з умови її несучої здатності по грунту і матеріалу. При визначенні числа паль на фундамент використовується менше значення допустимої навантаження на палю.
Пальові фундаменти і окремі палі по несучій здатності грунтів основи (несуча здатність паль по грунту) розраховуються за формулою:
,
де N – повна розрахункова вертикальна навантаження на палю, яка складається з розрахункових навантажень: N01 – додається в рівні обрізу фундаменту; NP1 – ваги ростверку; NГР1 – ваги грунту на консолях ростверку.
Розрахуємо несучу здатність палі для фундаменту під колону 5, до обрізу якого прикладається найбільша навантаження.
У проекті N знаходиться за формулою:

=1872 кН+50,625 кН=1922,625 кН

Малюнок 4.3. – Розрахункова схема до оцінки несучої здатності висячих забивний палі по грунту
Несуча здатність висячих паль визначається як сума опорів грунтів підстав під нижніми кінцями паль і їх боковій поверхні за формулою:
,
де , , - зовнішній периметр поперечного перерізу палі.

Таблиця 4.1
Визначення Характеристика ґрунту zi, м hi, м fi
1,15 0,5 32,9 16,45
Пісок пилуватий, середньої щільності, маловлажный 2,4 2 22,6 45,2
4,4 2 27,4 54,8
6 1,2 31 37,2

Розрахунковий опір під нижнім кінцем палі R:
R=

4.5. Визначення несучої здатності палі за матеріалом
Несуча здатність палі за матеріалом на стиск для залізобетонних паль визначається за формулою:

де Fm – несуча здатність палі за матеріалом, кПа; - коефіцієнт умов роботи палі =1 (при розмірі поперечного перерізу палі більше 200 мм); - коефіцієнт, що враховує умови навантаження, гнучкість та інше (для паль, повністю знаходяться в грунті, =1); Rb – розрахунковий опір бетону при осьовому стиску (призмова міцність), кПа; А – площа поперечного перерізу палі, м2; Rst – розрахунковий опір арматури стиску, кПа; AS – площа всіх поздовжніх стрижнів арматури.
Rb=14500 кПа
RАРМ=280000 кПа
ЅАРМ=
Sb=0,09м2

Для подальшого розрахунку приймаємо несучу здатність палі по грунту Fd=383,1 кПа
4.6. Визначення кількості паль у ростверку
Необхідну кількість паль визначається за формулою:
,
де N1 – повна розрахункова навантаження, що передається на палі, наведена до підошви плити ростверку, кН; Fd – несуча здатність палі по ґрунту; - коефіцієнт надійності ( =1,4); - коефіцієнт, що враховує роботу паль при наявності моменту зовнішніх сил в рівні підошви ростверку і приймається рівним 1,1 – 1,2.
 
Необхідно збільшити довжину паль до 12 м для зменшення їх кількості у ростверку.
 
Рисунок 4.4 – Розрахункова схема до оцінки несучої здатності палі по грунту для колони 5
Таблиця 4.2
Визначення Характеристика ґрунту zi, м hi, м fi
1,15 0,5 36,05 18,025
Пісок пилуватий, середньої щільності, маловлажный 2,4 2 44,4 88,8
4,4 2 54,2 108,4
6,4 2 58,8 117,6
8,4 2 62,6 125,2
Суглинок напівтвердий
IL=0,30 10 1,2 46,0 55,2

Розрахунковий опір під нижнім кінцем палі R:
R=

палі довжиною по 10 м
Розрахуємо несучу здатність палі для фундаменту під колону 2:
У проекті N знаходиться за формулою:

=900 кН+50,625 кН=950,625 кН
Таблиця 4.3.
Визначення Характеристика ґрунту zi, м hi, м fi
1,15 0,5 36,05 18,025
Пісок пилуватий, середньої щільності, маловлажный 2,4 2 44,4 88,8
4,4 2 54,2 108,4
6,4 2 58,8 117,6
8,4 2 62,6 125,2
Суглинок напівтвердий
IL=0,30 10,1 1,4 46,1 92,2

Малюнок 4.5. – Розрахункова схема до оцінки несучої здатності палі по грунту під колону 2

Розрахунковий опір під нижнім кінцем палі R:
R=

палі довжиною 10м
Розрахуємо несучу здатність палі для фундаменту під колону 1:
В проекті N знаходиться за формулою:

=1308 кН+50,625 кН=1358,625 кН
Таблиця 4.4.
Визначення Характеристика ґрунту zi, м hi, м fi
1,225 0,35 36,575 18,2875
Пісок пилуватий, середньої щільності, маловлажный 2,4 2 44,4 88,8
4,4 2 54,2 108,4
6,4 2 58,8 117,6
8,4 2 62,6 125,2
Суглинок напівтвердий
IL=0,30 10,4 2 46,1 92,2
12,075 1,35 48,075 64,90125

 
Малюнок 4.6. – Розрахункова схема до оцінки несучої здатності палі по грунту під колону 1
Розрахунковий опір під нижнім кінцем палі R:
R=

палі довжиною 12 м
4.7. Конструювання пальових фундаментів
Пальові фундаменти залежно від розміщення паль в плані слід проектувати у вигляді:
а) одиночних паль – під окремо стоячі опори;
б) пальових стрічок – під стіни будівель і споруд при передачі на фундамент розподілених по довжині навантажень з розташуванням паль в два ряди і більше;
в) пальових кущів – під колони з розташуванням паль в плані на ділянці квадратної, прямокутної та інших форм;
г) суцільного пальового поля під важкі споруди зі палями, рівномірно розташованими під всією спорудою та об'єднаними суцільним ростверком, підошва якого спирається на грунт.

Малюнок 4.7. – Конструювання пальового фундаменту під колону 1

Малюнок 4.8. – Конструювання пальового фундаменту під колону 2

Малюнок 4.9. – Конструювання пальового фундаменту під колону 5
4.8. Визначення фактичного навантаження на палі
Розрахунок полягає у визначенні фактичних навантажень, діючих на палі палевого фундаменту, і порівнянні їх з розрахунковою навантаженням, що допускається на палю (по грунту). Для центрально навантаженого пальового фундаменту перевіряється умова

Для позацентрово навантаженого пальового фундаменту:
,
де NI, MxI, MyI - відповідно розрахункове вертикальне навантаження, моменти відносно центральних осей X і Y плану пальового фундаменту в площині підошви ростверку; X і Y – відстані від центральних осей до найбільш віддаленої паль, для якої обчислюється фактична навантаження; XI, YI – відстань від центральних осей до осі кожної осі палі фундаменту.
Необхідно дотримуватися умова:
Якщо , необхідно збільшити число паль або їх довжину з метою підвищення несучої здатності паль по грунту.
Не слід допускати недовикористання несучої здатності паль більш ніж на 15 %, перевантаження паль від постійних і тривалих навантажень більш ніж на 5 %.
При NФ < 0 слід розрахувати палі на выдергивающую навантаження (при цьому необхідно, щоб NФMIN < Nb).
Розрахунок пальового фундаменту № 1

704,4 < 765,82 кН , умова виконується з 8 % недовикористанням несучої здатності палі.
Розрахунок пальового фундаменту № 2

450 < 697,26 кН , умова виконується з 35,5 % недовикористанням несучої здатності палі. Зменшення кількості паль до 1 не проводиться з конструктивних міркувань.
Розрахунок пальового фундаменту № 5

588 < 664, 9, умова виконується з 11,6 % недовикористанням несучої здатності паль.
4.9. Розрахунок паль на горизонтальні навантаження
Розрахунок паль на спільну дію вертикальних, горизонтальних навантажень і моментів повинен включати:
а) розрахунок деформацій паль, який зводиться до перевірки дотримання умов:

де UP і - розрахункові величини горизонтального переміщення голови палі і кута її повороту; UU і - гранично допустимі величини зазначених деформацій;
б) розрахунок стійкості ґрунту основи, навколишнього палю;
в) перевірку перерізів паль на міцність (тріщиностійкість).
Суворе рішення зазначених завдань дається в СНиП 2.02.03 – 85 і керівництві до нього.
В даному курсовому проекті розрахунок паль на горизонтальне навантаження не проводиться.

4.10. Перевірка тисків на підставі пальового фундаменту як умовно масивного
Розрахунок кущових пальових фундаментів під промислові та цивільні будівлі по деформаціям проводиться як для умовно масивного фундаменту на природній основі. Перед розрахунком опади перевіряють міцність фундаменту на рівні вістря палі.
Межі умовного фундаменту визначаються знизу – площиною ПЕКЛО, що проходить через нижні кінці паль; з боків – вертикальними площинами АБ і ДВ, що відстоять від зовнішніх граней крайніх рядів вертикальних паль на відстані зверху - поверхнею планування грунту БВ. Тут - робоча довжина палі, яка дорівнює сумі товщин шарів грунту, прорезаемых висячими палями:

де - розрахункові значення кута внутрішнього тертя ґрунту в
межах відповідних ділянок палі h1, h2, ...,hn.

Малюнок 4.10. – Розрахункова схема до перевірки тиску в підставі пальового фундаменту 1

Розрахунком перевіряється умова:

де NII – сума розрахункових навантажень у площині підошви пальового фундаменту, кН;
R – розрахункові опору грунту підстави умовного масиву в рівні вістря палі;
NII=N0II+NPII+NCBII+NГРII,
де N0II – задана навантаження, прикладена до обрізу ростверку, кН; NPII – вага ростверку, кН;
NCBII – вага паль, кН; NГРII - вага грунту в обсязі умовного масиву, кН;

де bP, lP, dP - відповідно ширина, довжина і висота ростверку, м; - питома вага бетону, приймається рівним 24 кН/м3 .

Вага палі визначається за формулою:

де nC – кількість паль у ростверку; d – розмір поперечного перерізу палі, м; l – довжина палі, м; - питома вага залізобетону, приймається рівним 25 кН/м3 .

Вага грунтового масиву визначається за формулою:

де h1, h2, ...hn – потужність шарів грунту в межах від підошви ростверку до вістря палі, м; - питома вага відповідних шарів грунту в межах робочої довжини палі, кН/м3, з урахуванням вісового дії води.

перевірка виконується.
4.11. Розрахунок осідання основи пальового фундаменту як умовно масивного
Розрахунок опади кущового пальового фундаменту умовно масивного проводиться так само, як фундаменту дрібного закладення.
Розрахунок осідання пальового фундаменту 1 методом пошарового підсумовування деформацій:
PII= 268 кПа – фактичне середнє тиск;
- природний тиск на рівні підошви;
- додатковий тиск;
h1=0,4 by= - товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви

S=0,506 см < SU = 8 см - умова виконується.
Розрахунок осідання пальового фундаменту 2 методом пошарового підсумовування деформацій:
PII= 212,67 кПа – фактичне середнє тиск;
- природний тиск на рівні підошви;
- додатковий тиск;
h1=0,4 by= - товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви

S=0,4122 см < SU = 8 см - умова виконується.
Розрахунок осідання пальового фундаменту 5 методом пошарового підсумовування деформацій:
PII= 254,87 кПа – фактичне середнє тиск;
- природний тиск на рівні підошви;
- додатковий тиск; h 1=0,4 by= - товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви

S=0,7917 см < SU = 8 см - умова виконується.

5. Техніко-економічне порівняння варіантів фундаментів
Техніко-економічне порівняння варіантів дозволяє зробити вибір найбільш ефективного варіанту.
Економічне порівняння виконується наступним чином. По розрахованим варіантів визначають обсяги, м3: земляних робіт, фундаменту, підготовки під фундамент, ростверку і паль, зворотного засипання грунту. Для полегшення розрахунків обсяги робіт визначаються на один фундамент під колону. При цьому необхідно враховувати вказівки норм допустимої величини крутизни укосів в залежності від виду грунту і глибини розробки котловану.
Знаючи всі обсяги будівельних робіт, можна визначити вартість зведення фундаментів дрібного закладення і пальового. Подібні розрахунки проводять у відповідності з ЕРЕР стосовно до району проектування. В даному курсовому проекті використовуються укрупнені розцінки.

Варіант 1 з меншою вартістю вважається більш ефективним, тому виробництво робіт по влаштуванню фундаментів буде присвячено влаштування стовпчастих фундаментів дрібного закладення.
Виробництво робіт з улаштування фундаментів, що споруджуються у відкритих котлованах
В даному розділі на основі вивченого курсу "Технологія будівельного виробництва" даються короткі вказівки із виробництва робіт при пристрої фундаментів, що споруджуються у відкритих котлованах, в порядку їх технологічній послідовності.
5.1 Підготовчі роботи
Підготовчі роботи передбачають очищення території майданчика від пнів, будівель, сміття, планування території, влаштування водовідвідних споруд, перенесення підземних комунікацій, влаштування тимчасових доріг, підведення електроенергії для роботи машин і освітлення, огородження території будівництва, пристрій складських та службових приміщень і т. д.
5.2 Геодезичні роботи
 

Перед початком виконання робіт необхідно провести розбивку осей будівель, тобто прив'язку головних разбиваемых ліній до координат будівельної сітки, після чого здійснюється розбивка котловану і траншей під фундаменти. Осі головних, розбивочних ліній являють собою поздовжні і поперечні осі будівлі, потім відміряють відстані до осей стін або колон. Ці осі закріплюють на відстані 2 – 3 м від бровки котловану на спеціально встановленій обноску, яка влаштовується з стовпів з прибитими до неї дошками. Верхня кромка стовпчиків повинна мати гостру поверхню. Верхні кінці всіх дощок повинні знаходитися на одній позначці. Осі стін і котлованів повинні бути позначені і пронумеровані фарбою, а в дошки вбиті цвяхи, до яких кріпиться дріт для перенесення кордону котловану або осі фундаменту в котлован. На поверхні землі контури котловану відзначають кілочками.

Розробка грунту
 

Розробка грунту в котлованах здійснюється трьома основними способами: механічним (екскаваторами, бульдозерами, скреперами), гидромеханическим (із застосуванням землесосних снарядів і гідромоніторів) і вибухом.
У практиці міського будівництва найбільш поширеним є механічний спосіб розробки грунту, коли грунт відвозиться автомобілями або розробка проводиться у відвал. Грунт у котлованах не добирається до проектної позначки на 20-25 см.
Вибір механізму для уривки котловану здійснюється з урахуванням виду грунту. При маловологих грунтах і неглибоких котлованах у разі, коли відвальний ґрунт залишається на місці споруди, для облаштування котлованів можуть застосовуватися бульдозери, екскаватори з прямою і зворотною лопатою і драглайны. При дуже вологих і насичених водою грунтах, уривка може проводитися лише з поверхні, так як установка екскаватора на дні котловану і рух автомобілів, отвозящих грунт, призводять до порушення структури ґрунту, є підставою споруди.
5.4 Підготовка підстави
Підготовка підстави є відповідальним процесом при зведенні фундаментів. Безпосередньо перед зведенням фундаментів проводиться розробка недобору грунту в котловані малими засобами механізації.
При влаштуванні монолітних фундаментів, коли нерівності дна котловану заповнюються розчином або бетоном і тим самим забезпечують контакт фундаменту з основою, зачистка може виконуватися з деякими нерівностями. У зимовий час останній шар грунту слід видаляти безпосередньо перед укладанням фундаменту.
Якщо була допущена розробка грунту нижче проектної відмітки дна котловану, то роблять підсипку місцевим грунтом з ущільненням його до природної щільності. Якщо немає механізмів для ущільнення, то підсипають пісок, щебінь або гравій.
Якщо дно котловану було замочено після його уривки, то розмоклий грунт повинен бути видалений до глибини, при якій він зберіг свою природну вологість. Після цього підсипають місцевий грунт з ущільненням до проектної позначки. Можна не зрізати розмоклий грунт, а втрамбовывать в нього цегляний щебінь, який "відсмоктує" воду з грунту і зменшує його вологість. Поверхня щебеню покривають так званої "стяжкою" у вигляді тонкого шару шару цементного розчину.
При збірних фундаментах на дно котловану укладають шар крупного піску товщиною 10-15 см. Ширина піщаної підготовки повинна бути на 50 – 60 см більше ширини підошви фундаменту. Потім шаблоном (дошкою) розрівнюють пісок і ущільнюють його механічними трамбівками або вручну.
Закінчення робіт з підготовки підстави фіксується спеціальним актом приймання котловану. В акті повинна бути зазначена глибина котловану. Вид і стан ґрунту, відповідність з характеристиками, зазначеними в проекті.
Монтаж збірних і бетонування монолітних фундаментів
Монтаж збірних фундаментів може здійснюватися або з бровки котловану, або з дна котловану, або комбінованим способом. Вибір способу монтажу залежить від багатьох факторів, головними з яких є ґрунтові умови майданчика, конфігурація будівлі і його розміри, вид механізму та його параметри. Монтаж фундаментів може проводитися тракторними, автомобільними або баштовими кранами.
Вибір типу крана для монтажу фундаментів здійснюється в залежності від максимальної ваги конструкції і вильоту стріли крана.
Зведення монолітних фундаментів, що застосовуються під колони або стовпи, здійснюється в опалубці. Комплексний процес спорудження окремих монолітних фундаментів включає пристрій опалубки, збірку і установку арматурних каркасів, подачу і ущільнення бетонної суміші і догляд за нею.
В залежності від місцевих умов та наявного обладнання зведення монолітних фундаментів може здійснюватися по будь-якій технологічній схемі. При цьому вантажопідйомність кранів на максимальному вильоті гака повинна бути не менше 3 тонн. Необхідний виліт гака крана визначається для кожного об'єкта окремо.
Якщо фундаменти зводяться нижче рівня грунтових вод, то після закінчення бетонування слід припинити відкачку води.
Опалубка знімається з фундаментів після затвердіння бетону до такої міцності, при якій можна не побоюватися відколювання кутів і кромок. Як правило розпалублення проводиться через 3 – 4 дні.
Бетонні фундаменти при мінімальній добовій температурі -30 С повинні зводитися з теплого бетону. Для цього інертні матеріали і вода підігріваються, після чого готується бетон. Потім повинні бути передбачені заходи, що забезпечують твердіння його, у всякому разі, до 50 % проектної міцності. Це досягається застосуванням одного з наступних способів підігріву бетону: пароподогрев, електропрогрів або обігрів бетону в тепляках.
При укладанні фундаментів багатоповерхових будівель можна застосовувати при невеликих негативних температурах способи, що прискорюють твердіння бетону, додаванням в нього хлористого кальцію, зберігаючи неможливість виморожування вологи.
5.5 Засипання пазух котлованів
Зворотна засипка пазух котлованів повинна проводитися відразу після спорудження фундаментів, а зворотне засипання пазух стін підвалів – після влаштування перекриттів над підвалом.
Щоб уникнути потрапляння поверхневих вод в пазухи котлованів ущільнення ґрунту рекомендується виконувати негайно після засипки його в пазухи. Засипка грунту в пазухи котлованів і його ущільнення повинно проводитися пошарово. При цьому слід застосовувати пневмо - і электротрамбовки, трамбующие і вибротрамбующие навісне малогабаритне обладнання. Засыпаемый в пазухи грунт не повинен містити органічних включень. Товщина шарів при заповненні пазух не повинна бути більше 10 див.
Щоб уникнути пошкодження фундаментів грунт навколо них в обмежених умовах повинен бути ущільнений механічними трамбівками на ширину 1 м від обрізів фундаментів або інших підземних споруд і на висоту не менше 0,4 м над верхом фундаменту. У цих місцях забороняється трамбувати грунт ближче ніж на 1 м від обрізу фундаментів трамбующими і вибротрамбующими машинами.
Пазухи, розташовані нижче рівня ґрунтових вод, засипаються піском з коефіцієнтом фільтрації не менше 5 м в добу.
Уздовж зовнішніх стін будівлі влаштовують вимощення з водонепроникних матеріалів і на 15 см вище позначки – горизонтальну ізоляцію приміщень від ґрунтової вологи.

5.6 Техніка безпеки при зведенні фундаментів
Перш ніж приступити до зведення фундаментів, всі робітники, зайняті на монтажі, повинні пройти спеціальний інструктаж з техніки безпеки. Знання правил техніки безпеки робітниками і інженерно-технічними працівниками повинні перевірятися не рідше 1 рази в рік.
Основні положення з техніки безпеки повинні бути відображені в проекті організації робіт по будівництву об'єкта. З цими положеннями слід ознайомити весь персонал, зайнятий монтажними роботами. Для цього потрібно перед початком робіт вивісити плакати, що вказують безпечні прийоми монтажу, попереджувальні написи; зазначити місця складування елементів. Небезпечні для руху людей і механізмів зони повинні бути обгороджені або обладнані попереджувальними сигналами.
Здійснювати монтажні роботи у нічний час допускається лише при хорошому штучному освітленні. Висвітлювати треба не лише місця установки елементів, але і приоб'єктні склади, а також зони переміщення конструкцій.
Переміщати збірні елементи над робочими місцями забороняється.
Строповку блоків слід проводити тільки за монтажні петлі, закладені в блоках, а підйом їх здійснювати спеціальними траверсами або стропами, міцність і надійність яких повинні періодично перевірятися.
Перед підйомом блоку робітник повинен переконатися у правильності його стропування, після чого слід підняти блок на висоту не більше 30 см і переконатися у надійності його закріплення. Піднімати і опускати блок слід плавно, без ривків і розкачування, строго по вертикалі. Під час підйому і опускання не допускається перекручення троса крана. Щоб уникнути цього, слід утримувати блок в певному положенні за допомогою відтяжок. Не допускається підтягування або підштовхування елементів під час їх підйому і опускання.
Якщо виникає у цьому необхідність, то підтягування можна допустити при нерухомому положенні стріли або крана і троса у випадку, коли блок знаходиться на відстані не більше 50 см по вертикалі від місця укладання. Під час підйому блоку та подачі до місця укладання в зоні його рухи не повинні перебувати люди.
Перед установкою блоку він повинен бути опущений над місцем укладки приблизно на 0,5 м від поверхні грунту, після чого здійснюється центрування і установка блоку в робоче положення. Зняття крюков з петель блоку дозволяється після повного закінчення вивірки і утановки елемента на своє місце.
Залишати підняті блоки на час перерви в роботі не допускається. При горизонтальному переміщенні піднятого елемента він повинен відбуватися на висоті не менше 1 м від верху самого високого предмета, що знаходиться на його шляху.
Особливу увагу має приділятися надійності установки крана. Баштові крани допускаються до роботи після огляду їх шляхів. Не можна приступати до роботи, якщо підкранові шляхи будуть мати відхилення від нормального положення. В період відтавання грунту підкранові шляхи перевіряються 2 рази в день.
Самохідні крани, що встановлюються на бровки котловану, повинні знаходитися на такій відстані від краю укосу, при якому забезпечується його стійкість. У зимовий час робочі місця, проходи, трапи і т. п. повинні очищатися від снігу, льоду, сміття та посипатися піском. Не допускається піднімати елементи, що примерзли до землі або один до одного.

Пальовий фундамент.

Зведення будь-якої споруди завжди розпочинається з основи споруди фундаменту. Тому підвищені вимоги міцності, довговічності і надійності пред'являються саме до конструкції фундаменту. Сучасне будівництво дуже часто застосовує пальові фундаменти. В основному, такий тип фундаменту найбільш підходить для будівництва будинків на пухких грунтах, які схильні до сповзання. Для фундаментів з паль застосовуються різні його види, які можуть угвинчуватися, убиватися, або вдавливаться у грунт, шляхом вибропогружения. Основна функція паль – це переймати навантаження від стін будівлі і потім передавати її в нижній шар ґрунту.
Палі виготовляють у вигляді загострених стовпів, які вкручують, або убивають за допомогою малогабаритного устаткування. Пальовий фундамент, на відміну від стовпчастого, має більший розмір своєї конструкції і більшу несучу здатність. Конструкція фундаменту і спосіб розміщення паль здійснюється в залежності від діючих навантажень, умов будівельного майданчика, властивостей грунту, та деяких інших техніко-економічних показників. Наприклад, фундамент може бути виготовлений з пальових стрічок, суцільного пальового поля або одиночних паль.
 

Для виготовлення паль використовується такі будівельні матеріали: бетон, деревина, сталь, залізобетон або комбінований матеріал. Найбільш економічними є дерев'яні палі, але вони піддаються гниттю у вологих ґрунтах. Найбільш довговічними є залізобетонні палі, які володіють великими несучими здібностями, однак вони й коштують дорожче.
Найбільш популярними сьогодні є гвинтові палі. Такі палі містять металеві лопаті, і тому вони буквально вкручуються в грунт. Такого типу палі володіють наступними перевагами: відносна дешевизна, економія на будівельних матеріалах, досить висока швидкість установки. Такий фундамент не вимагає земляних робіт, тому його можна встановлювати навіть взимку. Перевагою гвинтових паль є також те, що фундамент будинку можна встановлювати на будь-якій обраній місцевості, не змінюючи рельєфу, навіть на схилах.
 

За методом пристрою палі можна розділити на буронабивні, які поміщаються в грунт вже в готовому вигляді, і буроін'єкційні палі, виготовлені безпосередньо в пробурених каналах грунту.
Буроін'єкційні палі – це основний метод влаштування пальового фундаменту. Перевагами таких паль є: менша ціна, швидке і безшумне проведення робіт, відсутність сильних вібрацій і динамічних явищ на споруди, які розташовані поблизу. Буроін'єкційні палі використовують для будівництва нового фундаменту і при реконструкції, для посилення вже існуючого фундаменту. Процес виготовлення та влаштування паль передбачає наступні основні роботи: буріння свердловин, подальше її заповнення розчином, додаткове армування арматурними каркасами.
Буронабивні палі слід застосовувати при наявності на ділянці підземних вод. Технологія виготовлення такого виду паль найбільш дорога і тривала за часом. Проводяться наступні роботи: буріння свердловини, встановлення арматурного каркасу, бетонування. Поряд з цим, в плывунных грунтах проводиться установка обсадної труби. В залежності від того, як розташована конструкція, буронабивні палі несуть бічну, або вертикальне навантаження.
До недоліків пальових фундаментів відносять відносну дорожнечу, пов'язану із застосуванням спеціальної техніки і досить складною технологією пристрою. Саме тому такі палі дуже рідко використовуються в індивідуальному будівництві.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)