Расчет и конструирование фундаментов промышленных зданий

Обновлено: 18.05.2024

Проектирование оснований и конструирование фундаментов промышленных зданий и сооружений

Характеристика объекта строительства. Рельеф площадки и оценка ее инженерно-геологических условий. Определение физических свойств грунтов, расчет коэффициента пористости, консистенции, плотности. Проверка прочности подстилающего слоя и осадок фундамента.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	13.10.2009
Размер файла	113,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Краткая характеристика объекта строительства

Проектируемое здание - производственное. Ширина здания 30м., длина- 78м., высота основного здания от уровня чистого пола до низа несущих конструкций - 12м, пристроя - 6м. Здание не имеет подвала.

В целом здание имеет размеры в плане 78х30м.

Наружные стены в основном здании и пристрое из «Сэндвич» панелей с базальт. утеплит. 300мм., конструктивная схема здания - каркасная (колонны сечением 0,4х0,4м и 0,6х0,8м). Перекрытия - многопустотные плиты толщиной 220мм. Покрытие - ребристые плиты толщиной 300мм. Кровля рулонная из 4-х слоев рубероида на битумной мастике.

Площадка строительства находиться в городе Оренбурге. Глубина промерзания грунтов 1,75м.

Рельеф площадки спокойный.

Инженерно условия выявлены по средствам бурения 4-х скважин.

При бурении выявлены следующие слои: 1) песок серый - 3.1м.,

2) супесь серожелтая - 2.66м., 3) суглинок желтый - 4.6м., 4) глина коричневая - 9.5м., 5) песок - 2м. Слои расположены повсеместно.

Подошва слоев находиться на глубине:

- песок серый 3.1м.

- супесь серожелтая 5.76м.

- суглинок желтый 10,36м.

- глина коричневая 19.86м.

По СНиП 2.02.01-83 предельная осадка , относительная разность осадок .

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Инженерно - геологические условия выявлены посредствам бурения шурфа, а также статическим зондированием Геологические испытания проводились в летнее время года в полевых условиях.

Оценивая данные инженерно-геологических условий, следует заметить, что грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Все они, могут служить естественным основанием.

Грунтовые воды находятся на глубине 1.3м и могут повлиять на устройство фундаментов мелкого заложения. Поэтому следует оградить фундамент гидроизоляцией.

В результате лабораторных исследований была составлена таблица физико-механических свойств грунтов.

Производство работ

Глубина заложения фундамента равна 1.2 м от поверхности земли (см расчет глубины заложения фундамента). Установившаяся глубина грунтовых вод 1.3 м. Исходя из этого, при устройстве котлована в откачке грунтовых вод нет необходимости, поэтому ограничимся только гидроизоляцией фундамента.

Кальницкий А.А., Пешковский Л.М. "Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений" 1975

Кальницкий А.А., Пешковский Л.М.
Расчет и конструирование железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений.
Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1975.

В книге излагаются вопросы расчета и конструирования железобетонных фундаментов гражданских и промышленных зданий и сооружений. Рассматриваются вопросы расчета по предельным состояниям грунтов оснований и конструкций фундаментов под различные сооружения, в том числе, сооружения с высокорасположенными центрами тяжести (дымовые трубы, элеваторы, водонапорные башни и др.).
Предназначается для студентов инженерно-строительных вузов» а также может быть использована инженерами проектировщиками.

Оглавление
От авторов (3)

Глава I. Основы расчета железобетонных фундаментов по предельным состояниям (5)
§ 1. Общие положения (5)
§ 2. Расчетные характеристики грунтов оснований (6)
§ 3. Материалы для железобетонных фундаментов (14)
§ 4. Расчет конструктивных элементов железобетонных фундаментов по первой группе предельных состояний (16)
§ 5. Расчет конструктивных элементов железобетонных фундаментов по второй группе предельных состояний (23)

Глава II. Конструктивные формы фундаментов (23)
§ 6. Понятие о жестких и гибких фундаментах (28)
§ 7. Основные виды железобетонных фундаментов (31)

Глава III. Одиночные (столбчатые) фундаменты (35)
§ 8. Общие сведения (35)
_А. Виды одиночных фундаментов (35)
_Б. Основные указания по конструированию (41)
§ 9. Расчет одиночных железобетонных фундаментов под центральную вертикальную нагрузку (45)
_А. Определение размеров подошвы фундамента . . .
_Б. Расчет фундамента по второй группе предельных состояний (деформациям грунта основания) (50)
_В. Расчет фундаментов по первой группе предельных состояний (прочности материала конструкции) (52)
_Г. Расчет по второй группе предельных состояний (60)
§ 10. Расчет одиночных железобетонных фундаментов на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил и изгиба¬ющих моментов (65)

Глава IV. Ленточные фундаменты под колонны и стены (97)
§11. Общие положения (97)
§ 12. Основы расчета ленточных балочных фундаментов (99)
§ 13. Конструирование ленточных балочных фундаментов (102)
§ 14. Порядок расчета ленточных балочных фундаментов (104)
§ 15. Основы расчета ленточных фундаментов под стены (105)
§ 16. Конструирование ленточных фундаментов под стены (106)
§ 17. Расчет фундаментных блоков-подушек (109)
§ 18. Проектирование и расчет прерывистых фундаментов (114)
§ 19. Учет горизонтального давления грунта на стены подвалов (118)
§ 20. Конструкция пола подвальных помещении ниже уровня грунтовых вод (119)

Глава V. Фундаментные балки и плиты на упругом основании (122)
§ 21. Общая часть (122)
§ 22. Расчет фундаментных балок на местном упругом основании (теория Винклера-Циммермана) (133)
§ 23. Расчет фундаментных балок и плит по теории Б. Н. Жемочкина (160)
§ 24. Расчет балок по теории М.И. Горбунова-Посадова (178)
§ 25. Расчет фундаментных балок по теории И.А. Симвулиди (192)
§ 26. Расчет железобетонных рандбалок (обвязок) с учетом упругих свойств кладки (206)

Глава VI. Фундаменты сооружений с высокорасположенными центрами тяжести (217)
§ 27. Общие положения (217)
§ 28. Расчеты круглых в плане фундаментов под отдельно стоящие круглые (многогранные) сооружения башенного (колонного) типа (220)
_А. Определение размеров подошвы фундамента (220)
_Б. Расчет тела фундамента по прочности материала (228)
§. 29. Расчеты кольцевых фундаментов под отдельно стоящие круглые или многогранные сооружения башенного (колонного) типа (232)
_А. Определение размеров подошвы фундамента (232)
_Б. Расчет тела кольцевого фундамента по прочности материала (238)
§ 30. Расчет фундаментов под градирни (241)

Расчет монолитных фундаментов кольцевого очертания (241)
Литература (256)
___________________________________________________________________

Расчеты оснований и фундаментов гражданских и промышленных здании

Пешковский Л.М.
Расчеты оснований и фундаментов гражданских и промышленных здании
1963

Настоящая книга является пособием для решения практических задач расчета оснований и фундаментов гражданских и промышленных зданий. Вследствие этого изложение теоретического материала дано только в объеме, необходимом
для сознательного решения поставленных задач, и тогда, когда он необходим для конкретного расчета.
В книгу включен весь материал, необходимый для расчета оснований и фундаментов гражданских и промышленных зданий, сооружаемых в обычных грунтовых условиях.
Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность рецензентам, труд которых способствовал улучшению содержания книги.
___________________________________________________________________________
За сканы огромное спасибо Timonicheff.

Привет студент

Расчет и конструирование фундаментов промышленного здания

Содержание

Исходные данные для проектирования. 3

Схема здания и варианты нагрузок. 4

Геологический разрез. 5

1 Оценка инженерно-геологических условий площадки. 7

1.2 Определение расчетных физико-механических характеристик…………. 11

2.1 Определение глубин заложения подошвы фундаментов. 11

2.2 Определение требуемых размеров подошв фундаментов. 14

2.3 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по прочности. 15

2.4 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по деформациям. 18

3 Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием забивных свай. 23

3.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка. 23

3.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем. 23

3.3 Определение несущей способности забивных свай. 25

3.4 Определение требуемого количества свай в ростверках. 26

3.5 Конструирование ростверка. 28

3.5.1 Ростверк под колонну. 28

3.5.2 Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю. 29

3.6 Определение осадки фундамента из забивных свай. 31

3.6.1 Определение размеров условного фундамента. 31

3.6.2 Расчет деформаций фундаментов на забивных сваях. 34

4 Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием буронабивных свай. …39

4.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка. 39

4.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем. 39

4.3 Определение несущей способности буронабивных свай. 41

4.4 Определение требуемого количества свай в ростверках. 43

4.5 Конструирование ростверка. 44

4.5.1 Ростверк под колонну. 44

4.5.2 Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю. 45

4.6 Определение осадки фундамента из буронабивных свай. 46

4.6.1 Определение размеров условного фундамента. 46

4.6.2 Расчет деформаций фундаментов на буронабивных сваях. 49

6 Конструирование фундаментов в нерассчитываемых сечениях………………..55

Список использованной литературы. 58

1 Оценка инженерно-геологических условий площадки

1.1 Определение механических характеристик грунтов

Наименование грунта №132 – суглинок

1) Определение числа пластичности:

2) Определение показателя консистенции:

(суглинок мягкопластичный, т.к. ).

3) Определение плотности сухого грунта:

4) Определение коэффициента пористости:

5) Определение степени влажности:

, так как , то грунт на-

так как , то грунт непросадочный

6) Определение коэффициента пористости:

7) Определение показателя просадочности:

8) Определение модуля деформации:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 1 /1/);

9)Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 3 /1/).

10)Удельный вес грунта равен:

Наименование грунта №79 – песок средней крупности

1) Определение плотности сухого грунта:

2) Определение коэффициента пористости:

3) Определение степени влажности:

4) Определение модуля деформации:

Рисунок 1 – Результаты компрессионных испытаний грунта №79

По данным компрессионных испытаний:

5) Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 2 приложения 3 /1/).

6) Удельный вес грунта равен:

Наименование грунта №38 – глина

1) Определение числа пластичности:

2) Определение показателя консистенции:

(глина полутвердая, т.к. ).

3) Определение плотности сухого грунта:

4) Определение коэффициента пористости:

5) Определение степени влажности:

, так как , то грунт влажный; так как , то грунт может быть просадочным.

6) Определение коэффициента пористости:

7) Определение показателя просадочности:

8) Определение модуля деформации:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 1 /1/);

9)Определение расчетного сопротивления грунта основания:

(в соответствии с таблицей 3 приложения 3 /1/).

10)Удельный вес грунта равен:

Таблица 1 – Сводная таблица расчетных характеристик грунтов основания

Полное наименование грунта

Суглинок мягкопластичный, насыщенный водой,непросадочный

Песок слажный, средней крупности, средней плотности

Глина влажная, полутвердая

Вывод о несущем слое: в качестве несущего основания под фундамент мелкого заложения нельзя использовать следующие грунты:

пески рыхлые;
пылевато-глинистые грунты в текучем состоянии ( );
грунты с модулем общей деформации и расчетным сопротивлением .

Все три грунта пригодны для использования в качестве основания.

1.2 Определение расчетных физико-механических характеристик

Таблица 2 – Расчетные физико-механические характеристики грунтов

Угол внутреннего трения

2 Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения

2.1 Определение глубин заложения подошвы фундаментов

Выбор глубины заложения проводится в соответствии с пунктом 2.25 /1/.

1) Инженерно-геологические условия строительной площадки;

- все слои в качестве естественного основания:

- первый слой слабый, остальные несущие:

-первый и третий слой несущий, а второй слабый:

2) Климатические условия

расчетное значение глубины промерзания грунта

коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений, определяется по табл. 1 /1/

нормативная глубина промерзания, определяемая по п. 2.26 и п. 2.27 /1/, также его можно определить по справочникам.

величина, принимаемая равной, м, для:

суглинков и глин – 0,23;

супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;

песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30;

крупнообломочных грунтов – 0,34;

- безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе. Принятых по СНиП по строительной климатологии и геофизике. А при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства – по результатам наблюдений гидрометеорологических станций, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

Конструктивные особенности фундамента и проектируемого здания

Сечение 2-2 (с подвалом):

где по п.2.27 /1/; по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология».

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента равной .

Рисунок 2 – Фундамент мелкого заложения в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

где по п.2.27 /1/; по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология».

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента равной .

Рисунок 3 – Фундамент мелкого заложения в сечении 4-4

2.2 Определение требуемых размеров подошвы фундаментов

Сечение колонн 30´40 см.

Требуемая площадь подошвы фундамента определяется:

где N – сжимающая нагрузка;

- определенное значение удельного веса грунта, лежащего на обрезе фундамента и удельного веса самого грунта. Принимается:

для сечения без подвала;

для сечения с подвалом.

Если в сечении есть момент, то

Опрокидывающий момент может присутствовать в двух случаях:

Присутствует в задание;
Сечение расположено так, что с одной стороны грунт, а с другой – подвал.

Сечение 2-2 (с подвалом):

Сечение 4-4 (без подвала):

Так как колонны прямоугольные, то и фундаменты в первом приближении принимаем прямоугольными:

2.3 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по прочности

Сечение 2-2 (с подвалом)

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента .

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Среднее значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

Вычисляем по формуле (7) /1/:

и - коэффициенты условий работы, принимаемые по такбл.3 /1/;

- коэффициент, принимаемый равным: k=1, если прочностные характеристики грунта ( и с) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 /1/;

- коэффициенты, принимаемые по табл.4 /1/;

- коэффициент, принимаемый равным,

где b- ширина подошвы фундамента, м;

- осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешанного действия воды), кН/м 3 (тс/м 3 );

- то же, залегающих выше подошвы;

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа/м 3 (тс/м 3 );

- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:

- толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

- толщина конструкции пола подвала, м;

- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м 3 (тс/м 3 );

- глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной В<20м и глубиной свыше 2м принимается , при ширине подвала B>20м - ).

Так как и , то в расчет принимаем .

Равнодействующая сил давления грунта:

Приведенная высота грунта:

Максимальное и минимальное давление под подошвой фундамента:

Следовательно, увеличиваем длину подошвы фундамента l=2,7м.

Окончательно принятые размеры подошвы фундамента в сечении 2-2

b=1,8м, l=2,7м. А=4,86м 2 .

Сечение 4-4 (без подвала)

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента γ_II =17,8 кН/м 3 .

Среднее значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента

Среднее значение угла внутреннего трения:

Вычисляем R 4-4 по формуле (7) /1/:

Среднее давление под подошвой фундамента:

Окончательно принятые размеры подошвы фундамента в сечении 4-4

b=1,2м, l=1,2м. А=1,44м 2 .

2.4 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по деформациям

Проверка принятых подошв фундаментов осуществляется по методу послойного суммирования.

Толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои

b- ширина подошвы фундамента.

– расстояние от основания фундамента до соответствующей точки.

Считается, что осадка фундаментов происходит от действия дополнительного давления

где, - вес лоя грунта, расположенного выше подошвы фундамента.

дополнительное вертикальное напряжение в i-ой точке;

коэффициент рассеивания напряжения, определяемый по табл.1 приложения 2/1/.

средние вертикальное напряжение:

вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

модуль деформации i-ого слоя.

осадка i-ого слоя грунта.

Определение полной осадки фундамента

– предельно-допустимая осадка фундамента, определяемая по приложению 4 /1/.

Расчет осадки фундамента приведен в таблице 3,4.

Рисунок 4 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 4-4

Рисунок 5 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 2-2

3 Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием забивных свай

3.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка

Сечение 2-2 (с подвалом):

- высота плитной части;

Принимаем глубину заложения подошвы ростверка .

Сечение 4-4 (без подвала):

коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений, определяется по табл. 1 /1/,

нормативная глубина промерзания, определяемая по п. 2.26 и п. 2.27 /1/, также его можно определить по справочникам.

Принимаем глубину заложения подошвы ростверка .

3.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем

Сечение 2-2 (с подвалом):

Нижний конец сваи попадает в 2-й слой грунта, в котором находится подошва ростверка.

Принимаем сваю , сечение 30´30 см.

Сечение 4-4 (без подвала):

Нижний конец сваи попадает во 2-й слой грунта, в котором находится подошва ростверка.

Принимаем сваю , сечение 30´30 см.

Рисунок 6 – Расчетная схема забивной сваи в сечении 2-2

Рисунок 7 – Расчетная схема забивной сваи в сечении 4-4

3.3 Определение несущей способности забивных свай

Сечение 2-2 (с подвалом):

- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м 2 ), принимаемое по табл.1/2/

А - площадь опирания на грунт сваи, м 2 , принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто или по площади поперечного сечения камуфлетного уширения по его наибольшему диаметру, или по площади сваи-оболочки нетто;

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

- расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа (тс/м 2 ), принимаемого по табл.2 /2/;

- толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

- коэффициенты условий работ грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл.3 /2./

Для сваи сечением 30´30 см погружаемой дизель-молотом:

Сечение 4-4 (без подвала):

Для сваи сечением 30´30 см погружаемой дизель-молотом:

3.4 Определение требуемого количества свай в ростверке

Сечение 2-2 (с подвалом):

– размер поперечного сечения сваи.

Требуемое количество свай в ростверке равно:

Принимаем 1 сваю в ростверке.

Рисунок 8 – Количество свай в ростверке в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

– размер поперечного сечения сваи.

Требуемое количество свай в ростверке равно:

Принимаем 1 сваю в ростверке.

Рисунок 9 – Количество свай в ростверке в сечении 4-4

3.5 Конструирование ростверка

3.5.1 Ростверк под колонну

Сечение 2-2 (с подвалом):

Так как по расчету получилось 1 свая в ростверке сечением 300х300мм, то примем следующие размеры ростверка b=l=900мм.

Рисунок 10 – Ростверк в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

Рисунок 11 – Ростверк в сечении 4-4

3.5.2 Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю

Сечение 2-2 (с подвалом):

Условие не выполняется, увеличиваем длину сваи. Примем l=7м.

Рисунок 12 – Фундамент в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

3.6 Определение осадки свайных фундаментов

3.6.1 Определение размеров условного фундамента

Условный фундамент – та часть грунта, которая включается в работу.

Сечение 2-2 (с подвалом):

Рисунок 13 – Условный фундамент в сечении 2-2

Ширина условного фундамента:

Рисунок 14 – Условный фундамент в сечении 2-2

3.6.2 Расчет деформаций фундаментов на забивных сваях

Проверка принятых подошв фундаментов осуществляется по методу послойного суммирования.

Толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои

b- ширина подошвы фундамента.

– расстояние от основания фундамента до соответствующей точки.

Считается, что осадка фундаментов происходит от действия дополнительного давления .

где, - вес слоя грунта, расположенного выше подошвы фундамента.

дополнительное вертикальное напряжение в i-ой точке;

коэффициент рассеивания напряжения, определяемый по табл.1 приложения 2/1/.

средние вертикальное напряжение:

вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

модуль деформации i-ого слоя.

осадка i-ого слоя грунта.

Определение полной осадки фундамента

– предельно-допустимая осадка фундамента, определяемая по приложению 4 /1/.

Расчет осадки фундамента приведен в таблицах 5,6.

Рисунок 15 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 4-4

Рисунок 16 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 2-2

4 Расчет и конструирование свайных фундаментов с использованием буронабивных

4.1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка

Сечение 2-2 (с подвалом):

- высота плитной части;

Принимаем глубину заложения подошвы ростверка .

Сечение 4-4 (без подвала):

коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений, определяется по табл. 1 /1/,

нормативная глубина промерзания, определяемая по п. 2.26 и п. 2.27 /1/, также его можно определить по справочникам.

Принимаем глубину заложения подошвы ростверка .

4.2 Определение требуемых длин свай и составление расчетных схем

Сечение 2-2 (с подвалом):

Нижний конец сваи попадает в 3-й слой грунта, но подошва ростверка находится во 2-м слое.

Принимаем сваю . Поперечное сечение сваи круглое d=0,4м, с уширением на конце D=0,6м. Высота уширения равна D=0,6м.

Сечение 4-4 (без подвала):

Нижний конец сваи попадает во 2-й слой грунта, в котором находится подошва ростверка.

Принимаем сваю . Поперечное сечение сваи круглое d=0,4м, с уширением на конце D=0,6м. Высота уширения равна D=0,6м.

Рисунок 17 – Расчетная схема буронабивной сваи в сечении 2-2

Рисунок 18 – Расчетная схема буронабивной сваи в сечении 4-4

4.3 Определение несущей способности буронабивных свай

Сечение 2-2 (с подвалом):

- коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый равным 1;

- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м 2 ), принимаемое по табл.1/2/

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

- толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

Для сваи d=40см и уширением D=60см:

Сечение 4-4 (без подвала):

Для сваи d=40см и уширением D=60см:

4.4 Определение требуемого количества свай в ростверке

Сечение 2-2 (с подвалом):

– размер поперечного сечения сваи.

Требуемое количество свай в ростверке равно:

Принимаем 1 сваю в ростверке.

Рисунок 19 – Количество свай в ростверке в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

– размер поперечного сечения сваи.

Требуемое количество свай в ростверке равно:

Принимаем 1 сваю в ростверке.

Рисунок 20 – Количество свай в ростверке в сечении 4-4

4.5 Конструирование ростверка

4.5.1 Ростверк под колонну

Сечение 2-2 (с подвалом):

Так как по расчету получилось 1 свая в ростверке диаметром d=400мм, то примем следующие размеры ростверка b=l=900мм.

Рисунок 21 – Ростверк в сечении 2-2

Сечение 4-4 (без подвала):

Так как по расчету получилось 1 свая в ростверке d=400мм, то примем следующие размеры ростверка b=l=900мм.

Рисунок 22 – Ростверк в сечении 2-2

4.5.2 Определение фактической нагрузки, действующей на одну сваю

Сечение 2-2 (с подвалом):

Сечение 4-4 (без подвала):

4.6 Определение осадки свайных фундаментов

4.6.1 Определение размеров условного фундамента

Условный фундамент – та часть грунта, которая включается в работу.

Сечение 2-2 (с подвалом):

Рисунок 23 – Условный фундамент в сечении 2-2

Ширина условного фундамента:

Сечение 4-4 (без подвала):

Ширина условного фундамента:

Рисунок 24 – Условный фундамент в сечении 4-4

4.6.2 Расчет деформаций фундаментов на забивных сваях

Проверка принятых подошв фундаментов осуществляется по методу послойного суммирования.

Толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои

b- ширина подошвы фундамента.

– расстояние от основания фундамента до соответствующей точки.

Считается, что осадка фундаментов происходит от действия дополнительного давления .

где, - вес слоя грунта, расположенного выше подошвы фундамента.

дополнительное вертикальное напряжение в i-ой точке;

коэффициент рассеивания напряжения, определяемый по табл.1 приложения 2/1/.

средние вертикальное напряжение:

вертикальное напряжение от собственного веса грунта.

модуль деформации i-ого слоя.

осадка i-ого слоя грунта.

Определение полной осадки фундамента

– предельно-допустимая осадка фундамента, определяемая по приложению 4 /1/.

Расчет осадки фундамента приведен в таблицах 7,8.

Рисунок 25 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 2-2

Рисунок 26 – Расчетная схема осадки фундамента в сечении 4-4

5 Технико-экономическое сравнение

Фундаменты мелкого заложения

Устройство подготовки (песок)

Устройство монолитного фундамента

Фундаменты с использованием забивных свай

Устройство подготовки (тощий бетон)

Устройство свайного фундамента:

Фундаменты с использованием буронабивных свай

Устройство подготовки (тощий бетон)

Устройство свайного фундамента:

Средняя стоимость одного фундамента в условных единицах:

- Фундамент мелкого заложения – 90,904;

- Фундамент с использованием забивных свай – 70,46;

- Фундамент с использованием буронабивных свай – 64,93.

По результатам технико-экономического сравнения выявили, что фундаменты с использованием буронабивных свай являются более экономически выгодными.

6 Конструирование фундаментов в нерассчитываемых сечениях

Примем в сечении 1-1: 1 сваю диаметром d=400мм и уширением D=600мм, длиной 4м. Ростверк - 900х900мм.

Примем в сечении 3-3: 1 сваю диаметром d=400мм и уширением D=600мм, длиной 4м. Ростверк - 900х900мм.

Примем в сечении 1-1: 1 сваю диаметром d=400мм и уширением D=600мм, длиной 4м. Ростверк - 900х900мм.

7 Выбор гидроизоляции

Для гидроизоляции столбчатых фундаментов в здании используем гидроизоляционный материал Гидротэкс-К.

Основная модификация для поверхностной обработки конструкций при производстве гидроизоляционных работ.
Окрасочная безусадочная гидроизоляция с высоким сопротивлением гидростатическому давлению воды и воздействию агрессивных сред (для устройства внутренней и наружной гидроизоляции механизированным способом).

Сухая дисперсная строительная гидроизоляционная проникающая капиллярная смесь «Гидротэкс-К»предназначена для защиты бетонных, железобетонных и каменных конструкций зданий и сооружений от водопроницания и воздействия агрессивных сред. Рекомендована к применению для устройства и восстановления гидроизоляции при отсутствии активной инфильтрации грунтовых или техногенных вод через конструкции.

Область применения

Является основной модификацией и применяется при устройстве гидроизоляции в реконструируемых и вновь возводимых зданиях и сооружениях различного назначения (гражданского, промышленного, специального).

Подготовка поверхности бетонных, железобетонных и каменных конструкций к производству гидроизоляционных работ

Первичная очистка поверхности конструкций:

Поверхности бетонных, железобетонных и каменных конструкций очищаются от поверхностной пленки цементного камня, штукатурки, краски, масел, различных защитных слоев и прочее, вручную (стальными щетками) или механизированным способом (при помощи перфоратора, эл/дрели, пескоструйным аппаратом или водоструйным аппаратом высокого давления). До структурно прочного основания. Первичная очистка поверхности конструкций позволяет выявить не видимые ранее дефекты (трещины, каверны, напорные течи и т.д.).

Вертикальные и горизонтальные швы бетонных блоков, холодные швы бетонирования, швы примыкания: пол – стена; потолок – стена, расшиваются на глубину не менее 20 мм. Раскрытие швов производится под прямым углом до боковых граней конструкций, но не менее 20 мм. ( устройство штрабы 20×20 мм, по всей длине шва). Швы кирпичной кладки расшиваются на глубину не менее 5 мм. Вводы коммуникаций разделываются под прямым углом на глубину не менее 50-70 мм.

Шириной от края гильзы не менее 50 мм. (устройство штрабы по всей длине окружности). Из тела конструкции удаляются все инородные включения (торчащая арматура, закладные детали от использованной опалубки и т.д.) и разделываются под прямым углом на глубину не менее 20 мм. Произвести очистку разделанных мест. Оголенная арматура очищается от бетона и отслаивающейся ржавчины.

Разделка мест напорных течей и устройство дренажа:

Перед нанесением готовой к применению гидроизоляционной смеси «Гидротэкс-К», необходимо определить места напорных течей, свищей и произвести их разделку. При помощи устройства дренажа понизить давление напорной воды.

Финишная очистка поверхности конструкций:

Производится водоструйными машинами высокого давления (ВСМ Б3; А3; А5; Д5) или водопроводной водой из шланга (при отсутствии водоструйных машин), с целью удаления остатков очистки, обеспыливания, предварительного насыщения поверхности конструкций водой.

Заделка расшитых и разделанных мест в конструкциях:

Расшитые и разделанные места (швов, примыканий, вводов коммуникаций, технологические отверстия) в конструкциях. А также поверхностные дефекты (каверны глубиной более 20мм., трещины и т.д.). Прямые и острые углы примыканий выполнять в виде выкружек.

Заделка разделанных и подготовленных мест напорных течей:

Заделать места напорных течей готовой к применению гидроизоляционной смесью ТМ «Гидротэкс-Б».

Выравнивание поверхности:

Производить готовой к применению гидроизоляционной смесью ТМ «Гидротэкс-Р». При выравнивании поверхности, каверны глубиной менее 20мм зделать готовой к применению гидроизоляционной смесью на всю глубину. Произвести выравнивание поверхности полутерком.

Основным условием подготовленной поверхности конструкций является структурно прочное основание, открытые капиллярные поры бетона.

Поверхность конструкций считается подготовленной, если она чиста, на ощупь шероховата, обильно увлажена.

Гидроизоляционные работы производить не ранее чем через трое суток, после выполнения работ по подготовке поверхности конструкций.

Список использованной литературы

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1985. – 40 с.
СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1986. – 45 с.
Далматов Б.И. – Механика грунтов, основания и фундаменты. – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. – 415 с. ил.
Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений /под ред. Б.И. Далматова. – М.: Изд-во АСВ; Спб.: СПбГАСУ, 1999. – 340 с.; ил.
Цытович Н.А. Механика грунтов – 3-е изд., доп. – М.: Высш. школа, 1979. – 272 с., ил.

Фундаменты для промышленных зданий и сооружений: типы конструкций и особенности устройства

В отличие от гражданских зданий, конструкциям промышленных приходится испытывать не только статические нагрузки (от собственного веса и массы оборудования), но и динамические, вибрационные. Соответственно, фундаменты промышленных зданий должны иметь большой запас прочности и проектироваться не только на основании гидрометеорологических и геолого-геодезических изысканий, но и с учётом технологических и эксплуатационных особенностей сооружения.

При том, что способов осуществления задачи обычно имеется несколько, во время проектирования возможные вариации сравнивают и выбирают тот, который обеспечит наиболее выгодные технико-экономические показатели.

Выбор, определяемый расчётом

На выбор конструктива фундамента при проектировании промышленных зданий сначала влияет тип основания, на который ему предстоит опираться. Оно может быть как естественным, так и искусственным (насыпным) и иметь разные несущие способности.

Согласно с результатами полученных изысканий, определяется тип и конструкционные особенности фундамента, материал его исполнения, размеры в сечении и глубина заложения.

Примечание! Если нужно разрабатывается перечень мероприятий, которые помогают уменьшить зависимость сооружения в процессе эксплуатации от протекающих в грунтовых основаниях деформационных процессов.

Предельные состояния грунтов

Естественные и насыпные основания обязательно просчитываются по двум видам предельного состояния:

Деформациям – рассчитываются в любом случае. В расчётах учитывается совокупное действие нагрузок и влияние внешних факторов (например, грунтовых вод, способных ослабить прочность грунта).
Несущей способности. Такие расчёты производятся, когда есть опасность воздействия горизонтальных нагрузок – например, сейсмических, либо здание находится на скальном основании или в непосредственной близости с откосом и сместить положение фундамента невозможно. При проектировании подпорных стенок такой расчёт выполняется обязательно.

Кроме того, при проектировании необходимо предусматривать вероятность изменения гидрогеологии участка застройки не только в процессе исполнения работ, но и в будущем, при использовании здания. Проблемы могут вызваны:

естественными колебаниями отметки зеркала подземных вод, как сезонных, так и многолетних;
образованием верховодки (локализации поверхностной воды в пустотах грунта выше УГВ);
техногенными изменениями, влияющими на уровень залегания подземной воды;
степенью её агрессивности как по отношению к грунту, так и к материалам заглубляемых конструкций.

Гидрогеология

Возможные изменения гидрогеологической обстановки и вероятности подтопления на участке застройки должны оцениваться в процессе инженерных изысканий. Во всяком случае, для зданий I и II класса (жилые и общественные), это обязательно. При неблагоприятном развитии событий, проект сразу же предусматривает работы по укреплению грунта, дренажу и водопонижению, либо усиленной гидроизоляции (о способах гидроизоляции фундаментов читайте в статье).

На заметку! При закладке фундаментов ниже пьезометрического уровня (в случае с напорными водами), необходимо принять меры, предупреждающие их прорыв. Это чревато вспучиванием днища котлована и всплытием уже установленных конструкций.

Примечание: нормативные данные по глубине промерзания получают путём извлечения усреднённого показателя из суммы данных не менее чем за 10 зимних сезонов. Наблюдения производятся на площадке с ровным рельефом, очищенной от снежного покрова. Такие данные, как и сведения об уровнях грунтовых вод, отражаются на карте.

Вернуться к оглавлению

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Примечание: первый вариант применяется для колонн сечением 300*300 мм (тип 1Ф), второй – для колонн 400*400 мм (тип 2Ф).

Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

Глубина котлована под фундамент

Донышко выемки, в которую устанавливается колонна, обычно делается на 5 см ниже, чтобы иметь возможность нивелировать отклонения от размеров путём добавления пескоцементного раствора. Верх подколонника чаще всего проектируется в одном уровне с планировочной отметкой грунта, составляющей -150 мм.
Высота такого фундамента определяется высотой подколонной части, и находится в рамках 1200 -3000 мм (через каждые 300 мм). Высота ступеней при этом остаётся неизменной. Фундаменты с высокими подколонниками применяют при закладке здания с подвалом, так как их подошва должна находиться ниже уровня пола помещения.
Их усиление производится сварной стальной сеткой с ячейкой 200*200 мм (защитный слой бетона не менее 35 мм) и горячекатанной арматурой с периодическим профилем класса А-II. Подколонная часть армируется аналогично колонне, которая будет в неё устанавливаться.

При заливке стаканов на объекте, для монолита применяются бетоны класса В15-В20. Обычно его используют под стальные вертикальные конструкции. Тогда подколонники делают без стакана, а вместо выемки в сплошном теле фундаментного башмака имеются анкерные болты для крепления колонны.

Фундаменты стальных колонн могут заглубляться и ниже трёхметровой отметки. Тогда могут применяться сборные подколонники (серия 1.411.1-3). Их нижние концы фиксируют на башмаке фундамента, а в верхней части подколонника предусматривают крепления под вертикальный элемент каркаса.

Монолитный фундаментный стакан может быть двойным в тех случаях, когда необходимо установить две смежные колонны. При этом одна из них вполне может быть стальной, а другая железобетонной.

Вернуться к оглавлению

Фундаменты для опоры сплошных стен

В зданиях, где основные нагрузки от веса здания воспринимает не каркас, а сплошные стены из блоков или кирпича, фундаменты представляют собой сборную или монолитную ленту. Лента может опираться как на грунт, так и на точечные опоры – столбы или сваи (в этом случае опорную ленту называют ростверком (о строительстве фундамента с ростверком рассказано в нашей статье)).

Сборная и монолитная лента

Лента может быть монолитной, но в целях сокращения сроков строительства на крупных промышленных объектах чаще проектируют сборные фундаменты. Они собираются из неармированных бетонных или железобетонных блоков, плит, подушек, а также укрупнённых или доборных элементов.

Перед бетонированием в опалубку предварительно монтируется объёмный арматурный каркас.

Столбы и фундаментные балки

Если основание вполне прочное, а здание одноэтажное и больших нагрузок не создаст, вместо более дорогой сплошной ленты проектируют фундаменты столбчатого типа.

Это монолитные бетонные столбы, расположенные в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними, с минимальным расстоянием 3 м (максимум 6 м).

Все опоры связываются между собой фундаментными балками – железобетонными или металлическими, которым и предстоит воспринимать нагрузку от веса стен.

Чтобы уменьшить их деформацию, под балками может быть устроена подсыпка из песка или шлака, толщина которой может достигать полуметра.

Читайте также: