Проектування пальових і стрічкових фундаментів

= 1308 кН +50,625 кН = 1358,625 кН
Таблиця 4.4.
Визначення

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 по 12 м

4.7. Конструювання пальових фундаментів

Пальові фундаменти залежно від розміщення паль в плані слід проектувати у вигляді:
а) одиночних паль - під окремі опори;
б) пальових стрічок - під стіни будівель і споруд при передачі на фундамент розподілених по довжині навантажень з розташуванням паль у 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 з палями, рівномірно розташованими під всією спорудою і об'єднаними суцільним ростверком, підошва котого 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 фактичної навантаження на палі

Розрахунок полягає у визначенні фактичних навантажень, що діють на палі пальового фундаменту, і порівнянні їх з розрахунковим навантаженням, що допускається на палю (по грунту). Для центрально навантаженого пальового фундаменту перевіряється умова

Для позацентрово навантаженого пальового фундаменту:
,
де N _I, M _xI, M _{yI -} відповідно розрахункова вертикальне навантаження, моменти щодо 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 фактичне навантаження; X _I і Y _I - відстані 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 N _Ф <0 належить розрахувати палі на висмикують навантаження (при цьому необхідно, щоб N _{Ф MIN} <N _b).
Розрахунок пальового фундаменту № 1

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

450 <697,26 кН, умова виконується з 35,5% недовикористанням несучої спроможності 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 U _P і - Розрахункові величини горизонтального переміщення голови палі і кута її повороту; _U U і - Гранично допустимі величини зазначених деформацій;
б) розрахунок стійкості грунту основи, що оточує палю;
в) перевірку перерізів паль на міцність (тріщиностійкість).
Суворе вирішення зазначених завдань дається в СНиП 2.02.03 - 85 і керівництві до нього.
У даному курсовому проекті розрахунок паль на горизонтальні навантаження не проводиться.

4.10. Перевірка тисків в основі пальового фундаменту як умовно масивного

Розрахунок кущових пальових фундаментів під промислові і цивільні будівлі по деформаціям проводиться як для умовно масивного фундаменту на природній основі. Перед розрахунком опади перевіряють міцність основи фундаменту в рівні вістря паль.
Межі умовного фундаменту визначаються знизу - площиною АТ, що проходить через нижні кінці паль; з боків - вертикальними площинами АБ і ДВ, віддаленими від зовнішніх граней крайніх рядів вертикальних паль на відстані зверху - поверхнею планування грунту БВ. Тут - Робоча довжина палі, що дорівнює сумі товщин шарів грунту, що прорізаються висячими палями:

де - Розрахункові значення кута внутрішнього тертя грунту в
межах відповідних ділянок палі h _1, h _2, ..., h _n.

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




Розрахунком перевіряється умова:

де N _II - сума розрахункових навантажень у площині підошви пальового фундаменту, кН;
R - розрахунковий опір грунту основи умовного масиву в рівні вістря палі;
N _II = N _{0 II} + N _PII + N _CBII + N _{ГР II,}
де N _{0 II} - задана навантаження, прикладена до обріза ростверку, кН; N _PII - вага ростверку, кН;
N _CBII - вага паль, кН; N _{ГР II -} вага грунту в обсязі умовного масиву, кН;

де b _P, l _P, d _{P -} відповідно ширина, довжина і висота ростверку, м; - Питома вага бетону, що приймається рівним 24 кН / м ^3.

Вага палі визначається за формулою:

де n _C - число паль у ростверку; d - розмір поперечного перерізу палі, м; l - довжина палі, м; - Питома вага залізобетону, що дорівнює 25 кН / м ^3.

Вага грунтового масиву визначається за формулою:

де h _1, h _2, ... h _n - потужність шарів грунту в межах від підошви ростверку до вістря палі, м; - Питома вага відповідних шарів грунту в межах робочої довжини палі, кН / м ^3, з урахуванням вісового дії води.

N _II = N _{0 II} + N _PII + N _CBII + N _{ГР II =}


перевірка виконується.
Розрахунок пальового фундаменту № 2

Малюнок 4.11. - Розрахункова схема до перевірки тиску в підставі пальового фундаменту 2








N _II = N _{0 II} + N _PII + N _CBII + N _{ГР II =}


перевірка виконується.
Розрахунок пальового фундаменту № 5

Малюнок 4.12. - Розрахункова схема до перевірки тиску в підставі пальового фундаменту 5







N _II = N _{0 II} + N _PII + N _CBII + N _{ГР II =}


перевірка виконується.

4.11. Розрахунок осідання основи пальового фундаменту як умовно масивного

Розрахунок опади кущового пальового фундаменту умовно масивного проводиться так само, як фундаменту мілкого закладання.
Розрахунок опади пальового фундаменту 1 методом пошарового підсумовування деформацій:
P _II = 268 кПа - фактичне середній тиск;
- Природне тиск в рівні підошви;
- Додатковий тиск;
h ₁ = 0,4 b _y = - Товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви


S = 0,506 см <S _U = 8 см - умова виконується.
Розрахунок опади пальового фундаменту 2 методом пошарового підсумовування деформацій:
P _II = 212,67 кПа - фактичне середній тиск;
- Природне тиск в рівні підошви;
- Додатковий тиск;
h ₁ = 0,4 b _y = - Товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви


S = 0,4122 см <S _U = 8 см - умова виконується.
Розрахунок опади пальового фундаменту 5 методом пошарового підсумовування деформацій:
P _II = 254,87 кПа - фактичне середній тиск;
- Природне тиск в рівні підошви;
- Додатковий тиск; h ₁ = 0,4 b _y = - Товщина елементарних шарів.
Співвідношення сторін підошви


S = 0,7917 см <S _U = 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. За розрахованими варіантами визначають обсяги, м ^3: земляних робіт, фундаменту, підготовки під фундамент, ростверку і паль, зворотної засипки грунту. Для полегшення розрахунків обсяги робіт визначаються на один фундамент під колону. При цьому необхідно враховувати вказівки норм по допустимої величиною крутизни укосів залежно від виду грунту і глибини розробки котловану.
Знаючи всі обсяги будівельних робіт, можна визначити вартість зведення фундаментів мілкого закладення й пальового. Подібні розрахунки проводять відповідно до ЕРЕР стосовно до району проектування. У даному курсовому проекті використовуються укрупнені розцінки.

Малюнок 5.1. - Схеми для розрахунку обсягів земляних робіт при спорудженні фундаментів.













Таблиця 5.1.
Відомість обсягів і вартості основних робіт зі спорудження фундаменту
Варіант 1 з меншою вартістю вважається більш ефективним, тому виробництво робіт по влаштуванню фундаментів буде присвячено пристрою стовпчастих фундаментів мілкого закладення.
Виробництво робіт по влаштуванню фундаментів, що споруджуються у відкритих котлованах
У даному розділі на основі вивченого курсу "Технологія будівельного виробництва" даються стислі провадження робіт при пристрої фундаментів, що споруджуються у відкритих котлованах, в порядку їх технологічної 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 та освітлення, огорожа території будівництва, пристрій складських та службових приміщень і т.д.

5.2 Геодезичні роботи

Перед початком проведення робіт необхідно зробити розбивку осей будівель, тобто прив'язку головних розбивається ліній до координатами будівельної сітки, після чого здійснюється розбивка котловану і траншей під фундаменти. Осі головних, розбивочних ліній представляють собою поздовжні і поперечні осі будівлі, потім відміряються відстані до осей стін або колон. Ці осі закріплюють на відстані 2 - 3 м від бровки котловану на спеціально встановленій обноске, 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 та 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.

5.3 Розробка грунту

Розробка грунту в котлованах виробляється трьома основними способами: механічним (екскаваторами, бульдозерами, скреперами), гідромеханічним (із застосуванням землесосних снарядів і гідромоніторів) і вибухом.
У практиці міського будівництва найбільш поширеним є механічний спосіб розробки грунту, коли грунт відвозяться автомобілями або розробка проводиться у відвал. Грунт в котлованах не добирається до проектної відмітки на 20-25 см.
Вибір механізму для риття котловану проводиться з урахуванням виду грунту. При маловлажних грунтах і неглибоких котлованах у разі, коли відвальний грунт залишається на місці будівлі, для влаштування котлованів можуть застосовуватися бульдозери, екскаватори з прямою і зворотною лопатою і драглайни. При дуже вологих і насичених водою грунтах, уривка може здійснюватися лише з поверхні, так як установка екскаватора на дні котловану і рух автомобілів, отвозящіх грунт, призводять до порушення структури грунту, що 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 змочену 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 втрамбовують в нього цегельний 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 вказана глибина котловану. Вигляд і стан грунту, 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 грунтові умови майданчика, конфігурація будинку і його розміри, вид механізму і 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, застосовуваних 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.
У залежності від місцевих умов і наявного устаткування зведення монолітних фундаментів може здійснюватися по будь-якій технологічній схемі. При цьому вантажопідйомність кранів на максимальному вильоті крюка 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 -3 ⁰ С повинні зводитися з теплого бетону. Для цього інертні матеріали і вода підігріваються, після чого готується бетон. Потім повинні бути передбачені заходи, що забезпечують тверднення його, у всякому разі, до 50% проектної міцності. Це досягається застосуванням одного з таких способів підігріву бетону: пароподогрев, електропрогрівання або обігрів бетону в тепляках.
При укладанні фундаментів багатоповерхових будинків можна застосовувати при невеликих негативних температурах способи, що прискорюють тверднення бетону, додаванням до нього хлористого кальцію, зберігаючи неможливість виморожування вологи.

5.5 Засипка пазух котлованів

Зворотне засипання пазух котлованів повинно здійснюватися відразу після спорудження фундаментів, а зворотна засипка пазух стін підвалів - після влаштування перекриття над підвалом.
Щоб уникнути попадання поверхневих вод в пазухи котлованів ущільнення грунту 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 електротрамбовкі, трамбують і вібротрамбующіе навісне малогабаритне обладнання. Засипається в пазухи грунт не повинен містити органічних включень. Товщина шарів при заповненні пазух не повинна бути більше 10 см.
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 та на висоту не менше 0,4 м над верхом фундаменту. У цих місцях забороняється трамбувати грунт ближче ніж на 1 м від обрізу фундаментів трамбуючими і вібротрамбующімі машинами.
Пазухи, розташовані нижче рівня грунтових вод, засипаються піском з коефіцієнтом фільтрації не менше 5 м на добу.
Уздовж зовнішніх стін будівлі влаштовують вимощення з водонепроникних матеріалів і на 15 см вище позначки - горизонтальну ізоляцію приміщень від грунтової 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 та інженерно-технічними працівниками повинні перевірятися не рідше 1 разу на рік.
Основні положення з техніки безпеки повинні бути відображені в проекті організації робіт з будівництва 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; відзначити 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 слід не тільки місця установки елементів, а й приоб'єктні склади, а також зони переміщення конструкцій.
Переміщати збірні елементи над робочими місцями забороняється.
Стропування блоків варто робити тільки за монтажні петлі, забиті 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 підвести блок на висоту не більше 30 см і переконатися в надійності його закріплення. Піднімати і опускати блок слід плавно, без ривків і розгойдування, 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 необхідність в цьому, то підтягування можна допустити при нерухомому положенні стріли або крана і троса у разі, коли блок знаходиться на відстані не більше 50 см по вертикалі від місця укладання. Під час підйому блоку та подання до місця укладання в зоні його руху не повинні перебувати люди.
Перед установкою блоку він повинен бути опущений над місцем укладання приблизно на 0,5 м від поверхні грунту, після чого здійснюється центровка і установка блоку в робоче положення. Зняття гаків 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 елементу він повинен проходити на висоті не менше 1 м від верху найвищої предмета, що знаходиться на його шляху.
Особлива увага повинна 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. У період відтавання грунту підкранові шляхи перевіряються 2 рази на день.
Самохідні крани, що встановлюються на брівці 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.

Цей текст може містити помилки.

© Усі права захищені
написати до нас