Расчет и проектирование свайного фундамента. 3 страница

Принятый способ защиты подземных конструкций от коррозии, вид цемента и характеристики проницаемости бетона, его класс и вид арматуры приводятся в пояснительной записке и в примечаниях к чертежу проекта.

Пример 10: Оценить агрессивность подземных вод на конструкции фундаментов под каркас промышленного здания и технологический приямок, конструктивная схема и инженерно – геологические условия соответствуют примерам 1, 2, химический анализ воды представлен в таблице 4.9.

№ грунтовых условий	Показатели агрессивности воды – среды, характеризующие процессы коррозии
I вида	II вида	III вида
Бикарбонатная щелочность, ионов HCO₃, мг.экв/л	Водородный показатель pH	Содержание свободной углекислоты CO₂, мг/л	Содержание ионов Са, мг/л	Содержание магнезиальных солей, ионов Mg, мг/л	Содержание едких щелочей, мг/л	Содержание сульфатов, ионов SO₄, мг/л	Содержание хлоридов, ионов Cl, мг/л
	0,2	6,6

Решение: Заложение фундаментов каркаса соответствует абсолютной отметке 74.10, днища приямка – 73.00. Судя по инженерно – геологическим разрезам (см. рис.4.2 и 4.3), фундаменты по осям «А» и «Б» будут находиться ниже УПВ на глубине соответственно (1 – 2,5) м. Днище приямка расположено ниже УПВ на 2,5 м. Кроме того, в супеси возможен капиллярный подъем воды до 1,2 м, следовательно, почти все поверхности фундаментов и технологического приямка будут соприкасаться с водой. Коэффициент фильтрации супеси k_ф = 5 × 10^-5 см/с × 86,4 ×10³ с/сутки = 4,3 см/сутки = 0,043 м/сутки. Для фундаментов и приямка предусматривается тяжелый бетон средней плотности, нормальной проницаемости (марка бетона по водопроницаемости W₄).

Степень агрессивности воздействия воды – среды на бетон подземных конструкций оцениваем в соответствии с нормативами, указанными в табл.5-10 СНиП /17/. Оценку агрессивности ведем в табличной форме (табл. 4.10). В соответствии с примечанием 2 к таблицам 7 СНиП /17/ при одновременном содержании в жидкой среде сульфатов и хлоридов пересчитываем количество сульфатов на содержание хлоридов.

Из данных таблицы 4.10 следует, что подземные воды слабоагрессивны к бетону фундаментов и приямка по содержанию бикарбонатов (коррозия I вида) и сульфатов (коррозия II вида) и неагрессивны по другим показателям.

Стойкость конструкций фундамента и технологического приямка в слабоагрессивной среде можно обеспечить (см. п.2.21 СНиП /17/) за счет конструктивных требований: применением оцинкованной арматуры либо бетона повышением плотности (П). Однако получение повышенной плотности бетона в условиях строительной площадки затруднено, а оцинкованная арматура дорога. Поэтому фундаменты и технологический приямок выполним из бетона нормальной (Н) плотности, характеризуемого (см. табл.1 /17/) маркой по водонепроницаемости W₄, водопоглощением не более 5,7% по массе, водоцементным отношением В/Ц не более 0,6. Для защиты бетона и арматуры от коррозии необходима специальная защита конструкций в соответствии с п.2.33 и 2.34 СНиП /17/.

Защиту подошвы фундамента осуществляем устройством подготовки толщиной 100 мм из втрамбованного в грунт щебня с проливкой битумом до полного насыщения (битумно – бетонная подготовка). Защиту всех остальных поверхностей фундаментов выполним обмазкой битумной мастикой (по варианту 4 приложения 5 к СНиП /17/).

Гидроизоляция днища приямка осуществляется путем устройства битумно – бетонной подготовки, а стены покрываются битумно – латексной мастикой (по варианту 1 приложения 1 к СНиП /17/) с устройством защитной стенки.

Показатель агрессивности воды - среды	Тип цемента	Степень агрессивности по отношению к бетону нормальной плотности конструкции
фундаментов	приямка
Бикарбонатная щелочность, МГ-экв/л	Портландцемент	0,2 < 1,36 слабоагрессивная	0,2 < 1,36 слабоагрессивная
Водородный показатель рН	- “ -	- “ -	6,6 > 6,5 неагрессивная
Содержание агрессивной углекислоты, МГ/л	- “ -	10 < 13 неагрессивная	10 < 13 неагрессивная
Содержание магнезиальных солей, МГ/л	- “ -	670 < 1300 неагрессивная	670 < 1300 неагрессивная
Содержание едких щелочей, МГ/л, в пересчете на ионы Na⁺ и К⁺	- “ -	16 < 65000 неагрессивная	16 < 65000 неагрессивная
Содержание сульфатов, МГ/л	- “ -	1898 > 1500 слабоагрессивная	1898 > 1500 слабоагрессивная
Содержание хлоридов	- “ -	500 < 1800 < 5000 неагрессивная	500 < 1800 < 5000 неагрессивная
Суммарное содержание хлоридов и сульфатов	- “ -	3698 < 10000 неагрессивная	3698 < 10000 неагрессивная

4.8 Разработка указаний к производству работ.

В пояснительной записке к курсовому проекту необходимо кратко отразить основные требования к производству работ и технике безопасности при устройстве фундаментов по принятому варианту. При этом особое внимание необходимо обратить на комплексную механизацию процессов и на меры по сохранению структуры грунтов оснований. Схема производства работ должна включать следующие разделы:

- способы водопонижения (при необходимости) и основные механизмы (насосы при открытом водоотливе, иглофильтры при глубинном и т.п.);

- разработка котлованов с указанием предельной величины откосов, способов предохранения оснований от промерзания в зимний период, тип рабочего оборудования экскаваторов;

- способы и механизмы для погружения свай (по расчету с.п.3.7.1); контроль погружения (до заданного отказа или заданной отметки);

- методы устройства фундаментов и ростверков (установка опалубки и арматуры, бетонирование и гидроизоляция);

- устройство обратных засыпок (механизмы, контроль качества уплотнения).

При работе над этим разделом рекомендуется использовать источники /13, 16/.

Пример 11: Разработать указания по производству работ при возведении подземной части промышленного здания, расчет фундаментов и приямка которого рассмотрен в примерах № 1, 2, 8, 9, 10.

Решение: В проекте цеха под колонны каркаса и этажерку предусматривается устройство монолитных столбчатых фундаментов типовой серии 1.412 на естественном основании. Технологический приямок также выполняется из монолитного железобетона.

В качестве естественного основания служит супесь пластичная, непросадочная, ненабухающая, среднепучинистая, характеризуемая: модулем деформации Е = 24 МПа, прочностными характеристиками – С_I/C_II = 0,006/0,009 МПа, φ_I/φ_II = 23,5⁰/26,1⁰. Коэффициентом фильтрации k_f = 0,04 м/сутки, расчетным сопротивлением грунта при принятых размерах фундамента R = 0,365 МПа. Основание фундаментов каркаса и этажерки расположены ниже горизонта подземных вод. Подземные воды слабо агрессивны по отношению к бетону.

В подготовительный период выполнить: общеплощадочную вертикальную планировку, разбивку, выноску и закрепление осей здания. В связи с высоким уровнем подземных вод перед разработкой грунта в котлованах необходимо искусственное водопонижение до 4,0 – 5,5 м от поверхности планировки, соответственно под фундаменты и приямок.

Учитывая низкий коэффициент фильтрации грунта, рекомендуется для этих целей использовать вакуумные иглофильтрованные установки УВВ-1М /13/. Работы по водопонижению осуществлять до окончания устройства гидроизоляции. Разработку грунта в котлованах вести экскаватором обратная лопата или драглайн по 2-й схеме /13/. Допускаемая крутизна откосов 1:0,67. Размеры дна котлованов на 1 м больше соответствующих размеров подошвы фундаментов. В целях сохранения естественной структуры грунта основания, зачистку дна котлованов производить перед устройством битумо-бетонной подготовки и установкой опалубки. Движение механизмов по дну котлованов запрещается.

При возведении фундаментов предполагается использование комплектов инвентарной унифицированной разборно – переставной опалубки. Опалубка собирается совместно с арматурным каркасом. Арматурно – опалубочный блок устанавливается в проектное положение стреловым самоходным краном и выверяется относительно разбивочных осей здания геодезическими инструментами. Подача бетона осуществляется стреловым самоходным краном в бадьях. Бетон класса фундаментов, приямка, тяжелый на обычном портландцементе и плотных заполнителях, нормальной плотности (Н), марка по водопроницаемости. Уплотнение бетона внутренними вибраторами С-825. Разопалубку производить при достижении бетоном не менее 75% проектной прочности.

Гидроизоляция подошвы фундаментов осуществляется устройством битумно – бетонной подготовки толщиной 100 мм из втрамбованного в грунт щебня средней крупности с пропиткой битумом марки БН-111. Наружные поверхности фундаментов покрываются за 2 раза битумной мастикой марки Н-2. Гидроизоляция днища приямка путем битумно-бетонной подготовки толщиной 100 мм. Стенки приямка обмазываются за 2 раза битумно-латексной мастикой до уровня подготовки под полы, которая защемляется стенкой толщиной в ¼ кирпича, покрываемой битумной мастикой марки Н-2 за 1 раз.

Обратная засыпка пазух котлованов производится местным грунтом с послойным уплотнением трамбовками. Контроль качества уплотнения по проектному отказу.

При производстве работ нулевого цикла в зимнее время, либо при отсутствии тепла в строящемся цехе, в этот период принять меры по предохранению основания от промерзания путем утепления грунта вокруг фундамента местными теплоизоляционными материалами.

Освидетельствование работ по устройству оснований и фундаментов оформить актами на скрытые работы.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАЙ СПЛОШНЫХ КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ

С НЕНАПРЯГАЕМОЙ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРОЙ СЕРИИ 1-011-6

Марка сваи	Основные размеры, мм	Расход на одну сваю	Масса сваи, т	Марка бетона
длина	сторона квадрата d	продольная арматура	бетона, м³	арматуры, кг
диаметр	кол-во стержней

С-5-20 С-5,5-20 С-6-20 С-5-25 С-5,5-25 С-6-25			“ – “ “ – “ “ – “ “ – “	4-AI “ – “ “ – “ “ – “ “ – “ 4-AI	0,21 0,23 0,25 0,32 0,35 0,38	19,86 21,28 22,89 21,62 23,16 31,47	0,53 0,58 0,63 0,80 0,88 0,95
С-6-30 С-7-30 С-8-30 С-9-30 С-10-30			“ – “ “ – “ “ – “	4-AА “ – “ “ – “ “ – “ 4-AП	0,55 0,64 0,73 0,82 0,91	33,96 37,76 42,08 46,40 64,68	1,38 1,60 1,83 2,05 2,28
С-11-30 С-12-30 С-8-35 С-9-35 С-10-35 С-11-35 С-12-35 С-13-35 С-14-35 С-15-35 С-16-35 С-13-40 С-14-40 С-15-40 С-16-40			“ – “ “ – “ “ – “ “ – “ “ – “	4-AП “ – “ 4-AП “ – “ “ – “ 4-AП “ – “ 4-AШ 4-AШ “ – “ 4-AШ 8-AШ 8-AШ 8-AШ 8-AШ	1,0 1,09 1,0 1,12 1,24 1,37 1,49 1,61 1,73 1,86 1,98 2,1 2,26 2,42 2,58	86,96 94,04 45,13 49,81 68,59 91,09 98,33 106,81 138,05 146,98 186,48 121,69 166,26 221,73 223,3	2,50 2,73 2,50 2,80 3,1 3,43 3,73 4,03 4,33 4,65 4,95 5,25 5,62 6,05 6,45

1. Марка свай сплошных с поперечным армированием ствола расшифровывается следующим образом: С – с ненапрягаемой стержневой арматурой; первая цифра означает длину призматической сваи L, м; вторая – размер стороны поперечного сечения сваи, см.

2. Длина острия сваи А в зависимости от величины d:

ПОКАЗАТЕЛИ СТОИМОСТИ, ТРУДОЕМКОСТИ ПО УСТРОЙСТВУ ФУНДАМЕНТОВ (в ценах с 1.1.1982 г)

№ п/п	Шифр по ЕРЕР	Наименование работ	Ед.изм.	Стоимость (прямые затраты) в руб.	Затраты труда, чел.-дней	Стоимость материалов, изделий, полуфабрикатов

Земляные работы*
	1-81	Разработка грунта I группы экскаватором обратная лопата с ковшом емкостью 0,5 м³ в отвал	м³	11,68	0,89
	1-82	То же, грунта II группы	- “ -	14,12	1,08
	1-83	То же, грунта III группы	- “ -	18,26	1,40
	1-324 1-862 1-863	Разработка грунта I группы экскаватором обратная лопата с ковшом емкостью 0,5 м³ с перемещением автосамосвала на расстояние до 1 км	- “ -	17,99	1,28
	1-325 1-864 1-865	То же, грунта II группы	- “ -	22,04	1,57
	1-326	То же, грунта III группы	- “ -	27,09	1,99
	1-406	Разработка грунта I группы бульдозером мощностью 80-90 л.с. с перемещением до 10 м	м³	3,35	0,12
	1-408	То же, грунта II группы	- “ -	4,26	0,15
	1-410	То же, грунта III группы	- “ -	5,13	0,18
	1-578	Доработка грунта I группы вручную в котлованах с креплениями площадью до 20 м²	1 м³	1,69	0,37
	1-580	То же, грунта II группы	- “ -	2,24	0,48
	1-582	То же, грунта III группы	- “ -	3,14	0,67
	1-436	Обратная засыпка бульдозером мощностью 80-100 л.с. грунта I группы	м³	1,80	0,07
	1-438	То же, грунта II группы	- “ -	2,14	0,08
	1-440 1-432	То же, грунта III группы	- “ -	2,43	0,09
	1-652	Обратная засыпка грунта I группы вручную в котлованах с креплениями площадью до 5 м²	1 м³	0,75	0,15
	1-654	То же, грунта II группы	- “ -	0,77	0,15
	1-656	То же, грунта III группы	- “ -	1,03	0,20
	1-825 1-831	Уплотнение грунта под основание тяжелыми трамбовками диаметром 1,3 м при 6-9 ударах по одному следу То же, при 10-14 ударах по одному следу	100 м² упл. поверх. 100 м² упл. поверх.	18,81 25,67	1,18 1,56
	1-274 1-363	Разработка грунта форшахты экскаватором с грейферным ковшом емкостью 1 м³ с отвозкой на расстояние 1 км	м³	52,01	0,53
	Един. расц.	Устройство траншеи шириной 0,5 м на глубину 5 м для фундамента типа «стена в грунте»	м³	27,76	0,759
	13-1	Песчаные подушки под фундаменты	м³	4,80	0,11
	34-7 1-837	Щебеночные подушки под фундаменты Грунтовые подушки на просадочных грунтах	м³ м³	10,66 28,87	0,13 1,01
	1-738	Водоотлив из котлованов площадью до 30 м² при притоке воды до 30 м³/ч	1 м³ водонас.	1,14	7,50
	1-740	То же, при притоке воды до 60 м³/ч	- “ -	1,27	7,50
	1-705	Крепление стенок котлованов и траншей досками в неустойчивых грунтах	1 м² стенок	0,61	0,06
	1-707	То же, в мокрых грунтах	- “ -	0,86	0,08
	1-711	Деревянное шпунтовое ограждение	1 м²	9,00	0,37
	7-14	Стальное шпунтовое ограждение	1 т	74,00	1,86
	6-1 6-7	Погружение и извлечение легких иглофильтров длиной до 5 м	1 иглоф.	2,30	0,31
	6-2	Погружение и извлечение легких иглофильтров длиной более 5 м	1 иглоф.	2,89	0,42
	ц.г.	Водопонижение с помощью иглофильтров	1 м³ водонас. грунта в котл.	0,84	0,08
Устройство фундаментов
	16-43	Бетонная подготовка из бетона М-50	м³	4,80	0,11	14-03
	12-3	Фундаменты и ростверки железобетонные монолитные под колонны зданий и сооружений	м³	6,02	0,549	15-81
	12-63	Фундаменты и ростверки железобетонные монолитные мостов	м³	17,22	1,382	22-64
	12-6	Фундаменты-столбы бутобетонные	м³	11,98	1,022	14-08
	12-7	Фундаменты-столбы бетонные	м³	11,72	0,953	15-81
	12-11	Фундаменты ленточные бетонные монолитные	м³	6,57	0,528	15-81
	11-1	Фундаменты ленточные сборные из бетонных блоков и железобетонных плит	м³	6,09	0.541	35-61
	11-13	Фундаменты сборные железобетонные под колонны	м³	5,02	0,310	35-70
	7-84	Погружение железобетонных свай^** длиной до 8 м в грунты I группы	м³	20,86	0,875	73-50
	7-86	Погружение железобетонных свай длиной до 12 м в грунты I группы	м³	21,71	0,723	58-33
	7-61	То же, длиной более 16 м	м³	31-47	1,243	60-00
	7-82	Погружение железобетонных одиночных свай длиной до 5 м в грунты I группы	м³	24-96	0,874	73-50
	7-83	То же, длиной до 5 м в грунты II группы	м³	30-18	1,034	73-50
	7-85	То же, длиной до 8 м в грунты II группы	м³	25-91	0,875	73-50
	7-87	То же, длиной до 12 м в грунты II группы	м³	26,80	0,883	58-33
	7-89	То же, длиной до 16 м в грунты II группы	м³	41,65	1,513	60-00
	7-183	Погружение одиночных железобетонных составных свай длиной до 20 м в грунты I группы	м³	46,45	1,290	73-33
	7-184	То же, длиной до 20 м в грунты II группы	м³	52,16	1,430	73-33
	7-79	Погружение вибропогружателем железобетонных свай полых круглых диаметром до 0,6 м, длиной до 12 м	м³	33,67	1,943	57-35
	7-130	То же, длиной более 12 м	м³	36,92	2,418	48-60
	7-135	Погружение железобетонных свай-оболочек диаметром до 2 м, длиной до 12 м	м³	102,54	3,080	50-70
	7-136	То же, длиной более 12 м	м³	93,64	3,330	50-70
	7-145	Заполнение бетоном свай-оболочек длиной до 12 м	м³	3,87	0,330	18-67
	7-146	Заполнение бетоном свай-оболочек длиной более 12 м	м³	4,18	0,360	18-67
	7-186	Устройство буронабивных железобетонных свай без уширения диаметром до 630 мм в грунтах I – II групп	м³	41,36	1,320	29-05
	7-189	То же, грунта III группы	м³	67,72	2,290	22-05
	7-194	Устройство буронабивных железобетонных свай без уширения диаметром до 720 мм в грунтах I – II групп комплектом оборудования канатно-ударного бурения	м³	35,45	1,020	32-00
	7-195	То же, грунта III группы	м³	60,52	1,860	32-00
	7-200	То же, диаметром до 820 мм в грунтах I – II групп	м³	35,21	0,910	34-55
	7-201	То же, диаметром до 820 мм в грунтах III группы	м³	57,69	1,580	34-55
	7-124	Устройство буронабивных железобетонных свай диаметром 0,4-0,5 м с уширением в связных устойчивых грунтах длиной до 12 м комплектом оборудования шнекового бурения	м³	58,50	1,950	32-67
	7-124 к = 0,6	То же, без уширения, длиной до 12 м	м³	35,05	1,170	29-55
	7-122 сб.доп.3 к = 0,6	То же, в неустойчивых грунтах длиной до 12 м	м³	68,05	2,270	33-91
	7-122 доп.3	То же, с уширением в неустойчивых грунтах	м³	113,39	3,780	34-53

*При разработке суглинков и глин с показателем консистенции свыше 0,5 стоимость работ и затраты труда увеличиваются на 25%.

**При погружении свай в заранее пробуренные скважины прибавлять к стоимости и трудоемкости работ по позициям 41, 42, 43, 44-28-01 и 0,905 ч-дн; по позициям 49-32-60 и 0,910 ч-дн; по позициям 50-32-77 и 1,08 ч-дн; по позициям 45, 46, 47, 43-32-21и 1,055 ч-дн.

1.Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М., «Стройиздат», 1978.

2.Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – М., «Стройиздат», 1981, - 319 с.

4.Потишко А.В., Крушевская Д.П. Справочник по инженерной графике. К., «Будивельник», 1983, - 264 с.

5.Солдатов Б.А., Яровой Ю.И. Альбом основных решений конструкций фундаментов промышленных и гражданских зданий. Свердловск, изд. УЭМИИТа, 1985, - 23 с.

6.Чижевский В.М. Методические указания к курсовому проектированию по механике грунтов, основаниям и фундаментам зданий и сооружений. Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов. Свердловск, изд. УЭМИИТа, 1979, - 29 с.

7.Цытович Н.А. Механика грунтов. Краткий курс. – М., «Высшая школа», 1983, - 288 с.

8.Шерешевский И.А. Конструирование промышленных зданий и сооружений. – Л., «Стройиздат»; 1979.

9.СНиП 2,02.01-83. Основание зданий и сооружений. – М., «Стройиздат», 1985, - 41 с.

10.СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. – М, «Стройиздат», 1986, - 44 с.

11.СНиП 3.02.01-83. Основания и фундаменты. – М, «Стройиздат», 1983, - 46 с.

12.Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) – М, «Стройиздат», 1986, - 415 с.

13.Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83) – М, «Стройиздат», 1986, - 566 с.

14.Руководство по выбору проектных решений фундаментов. – М, «Стройиздат», 1981, - 479 с.

15.Справочник проектировщика. Основания и подземные сооружения. Под ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. – М, «Стройиздат», 1985, - 479 с.

16.Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты. Под ред. М.И. Смородинова. – М, «Стройиздат», 1983, - 367 с.

17.СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии». – М, «Стройиздат», 1986, - 45 с.