Строительство гостиницы в городе Херсон

Оценка грунтовых условий площадки строительства

Площадка расположена в г. Херсон. Рельеф местности спокойный. При бурении установлена следующая последовательность напластований (сверху - вниз):

1. Почвенно-растительный слой - 0,6 м;

2. Песок рефулированный пылеватый - 5,5 м;

3. Ил слаботекучий - 3,9 м;

4. Суглинок - 5 м;

5. Известняк-ракушечник - 5,8 м.

Подземные воды на строительной площадке обнаружены на глубине 1,5м.

Физико-механические свойства грунтов площадки строительства

ИГЭ-1. Насыпной слой QIV, мощн. - 0,6 м:

= с g = 1,62 10 = 16,2 кН/м3.

ИГЭ-2. Песок рефулированый пылеватый QIV - мощность 5,5 м:

сd = с/(1 + w) = 1,76/(1 + 0,12) = 1,57 г/см3;

(мелкий, средней плотности )

e = (сs /сd) - 1 = (2,66/1,57) - 1 = 0,69;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,57/2,66) = 0,41;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,12 2,66)/(0,69 1,0) = 0,461;

малой степени водонасыщения

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = …;

IL = (w - wP)/Ip = …

= с g = 1,76 10 = 17,6 кН/м3;

ИГЭ-3. Ил слаботекучий Qal - мощность 3,9 м:

сd = с/(1 + w) = 1,62/(1 + 0,43) = 1,13 г/см3;

e = (сs /сd) - 1= (2,07/1,13) - 1 = 0,83;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,13/2,07) = 0,45;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,43 2,07)/(0,83 1,0) = 1,08;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,48-0,25=0,23; глина

IL = (w - wP)/Ip = (0,43-0,25)/0,23=0,78; текучепластичная

= с g = 1,62 10 = 16,2 кН/м3;

Сильно-сжимаемые

ИГЭ-4. Суглинок светло Qdl - мощность 5 м:

сd = с/(1 + w) = 1,96/(1 + 0,25) = 1,57 г/см3;( Средне-сжимаемые)

e = (сs /сd) - 1= (2,69/1,57) - 1 = 0,72;

n = 1 - (сd /сs) = 1 - (1,57/2,69) = 0,42;

Sr = (w сs)/(e сw) = (0,25 2,69)/(0,72 1,0) = 0,94;

сw = 1,0 г/см3;

Ip = wL - wP = 0,34-0,21=0,13; суглинок

IL = (w - wP)/Ip = (0,25-0,21)/0,13=0,31; тугопластичные

= с g = 1,96 10 = 19,6 кН/м3;

ИГЭ-5. Известняк ракушечник С22- мощность 5,8 м

Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства показывает, что под насыпным слоем залегает Песок рефулированный пылеватый QIV - мощность 5,5 м мелкий, средней плотности, малой степени водонасыщения (d = 1,57 г/см3; Е = 10,5 МПа), который может служить естественным основанием для фундаментов проектируемого здания и для свай уплотнения. В отдельных случаях может использоваться в качестве несущего слоя висячих свай. Ил слаботекучий Qal - мощность 3,9 м (d = 1,13 г/см3; Е = 2,4 МПа) сильно-сжимаемый. Не рекомендуется его использование в качестве естественного основания фундамента. Не может служить несущим слоем для свайных фундаментов. Нуждаются в уплотнении, закреплении или замене. Может использоваться для забивных фундаментов и свай уплотнения (пирамидальных, козловых и проч.) Суглинок Qdl - мощность 5 м (d = 1,57 г/см3; Е = 17,5 МПа) средне-сжимаемый, используется в качестве естественного основания основания фундаментов и свай уплотнения. В отдельных случаях может использоваться в качестве несущего слоя висячих свай. Известняк ракушечник С22- мощность 5,8 м

Сбор нагрузок на фундаменты бескаркасного здания с несущими стенами

А. Постоянные нагрузки

1) Вес покрытия

Вес составных элементов покрытия

Наименование	Значение
Металлочерепица	5кг/м2
Гидроизоляция	5кг/м2
Обрешетка	3,79 кг/м2
Стропила	5кг/м2
Теплоизоляция	8кг/м2
Цементно-песчаная стяжка 25 мм	0,45кН/м2
Ж/б плита чердачного перекрытия 220мм	3,3 кН/м2



2) Вес перекрытий

Вес составных элементов перекрытия

Наименование	Значение
Ж/б плита перекрытия 220мм	3,3 кН/м2
Ламинат	10кг/м2

3) Вес наружной стены при 20% остекления

4) Вес остекления

5)Вес внутренней стены при площади дверных проемов 7,5%

Б) Временные нагрузки

1) Вес перегородок



2) Снеговая нагрузка

3) Ветровая нагрузка

а)Статическая составляющая нагрузки

б) Моменты от каждой составляющей нагрузки

в) суммарный момент от ветровой нагрузки

г) Вертикальная нагрузка на фундаменты от ветровой нагрузки, пренебрегая сопротивлением поперечных стен

4) Полезная нагрузка

В) Результаты расчета сведены в таблицу

№ п/п	Вид нагрузки	Ед. изм.	Величина нагрузки
			Наружная стена	Внутренняя стена
1	Вес покрытия	кН	43,42	24,12
2	Вес перекрытий	кН	36,72	20,4
3	Вес наружной стены при 20% остекленния	кН	174,49
4	Вес остекления	кН	0,97
5	Вес внутренний стены при площади дверных проемов 7,5%	кН		56,04
6	Вес перегородок	кН	46,17	25,65
7	Снеговая нагрузка	кН	7,39	4,1
8	Ветровая нагрузка	кН	24,7	24,7
9	Полезная нагрузка	кН	15,52	8,62
	Итого		349,38	163,63

Г) Расчетные линейные нагрузки на фундаменты наружных и внутренних стен

Глубина заложения подошвы фундаментов:

Зависит от целого ряда факторов:

2. Конструктивных особенностей сооружения, у зданий и сооружений без подвальных помещений глубина заложения зависит от высоты фундаментов, при наличии подвалов фундамент заглубляется ниже пола подвала.

Принимаем глубину заложения подошвы фундамента dn=hf=1,0м, исходя из конструктивных соображений.

2. Инженерно-геологических и гидрогеологических условий участка строительства. Подошва фундамента должна опираться на несущий слой, установленный согласно таблице, с заглублением ниже его кровли на 0,2…0,3м.

3. Глубины сезонного промерзания грунтов. Подошва фундаментов должна располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунтов с учетом теплового режима здания.

Для г. Херсона нормативная глубина промерзания равна 0,6 м. kh = 0,8

[df = 0,6 0,8 = 0,48 м]< dn=1,0 м

- Определяем ширину подошвы 1 погонного метра А, м2 по формуле:

где - условное расчетное сопротивление для предварительных расчетов принимается по таблице, =250;

- среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах.

- глубина заложения подошвы фундамента, м dn =1,0м

= 0,42 м



Принятые размеры сторон подошвы фундаментов принимаем кратными 0,3 м:

= 0,9 м

Расчетное сопротивление грунта основания определяем по формуле:

R = c1 c2 / k [M kz b II + Mq d II + Mc cII],

где: c1 ; c2 - коэффициенты условий работы (для пылеватого слабонасыщенного водой песка c1=1,25; c2=1,1);

k = 1;

M ; Mq ; Mc - коэффициенты, принимаются в зависимости от угла внутреннего трения грунта ();

=320 => M=1,55; Mq=7,22; Mc=9,22.

kz - коэффициент, равный 1 при b < 10 м;

b - ширина подошвы фундамента, м;

II - средневзвешенное значение удельного веса грунтов ниже подошвы фундамента кН/м3 :

;

dn - глубина заложения фундамента (dп = 1,0 м);

II - средневзвешенное значение удельного веса грунтов выше подошвы фундамента, кН/м3 :

;

cII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего под подошвой фундамента, кН/м2.

Фн

Фвн

Определяем среднее давление под подошвой фундамента и сравниваем его с расчетным сопротивлением грунта основания

р = N/А + dп R

Фн

Фвн

Определяем максимальное и минимальное давления под подошвой фундамента:

рmах = р + (М + Q dп)/W

рmiп = р - (М + Q dп)/W

где: W - момент сопротивления подошвы, м3, равен (b ?2)/6;

Должны выполняться проверки давления на подошве принятых фундаментов:

р R; р mах 1,2 R; рmiп /рmах 0,25

Фн; рmах = 127, 8кПа

W = b ?2/6 = 0,9 1,02/6 = 0,15 м3

рmiп = 127,8кПа

Проверки:

p=127,8 кПа <214,5 кПа

рmах 1,2R = 127,8 257,4 кПа;

рmiп /рmах = 127,8 /127,8 = 1> 0,25;

Фвн; рmах = 201,8 кПа

W = b ?2/6 = 0,9 12/6 = 0,15 м3

рmiп = 201,8кПа

Проверки:

рmt R = 201,8 кПа 214,5кПа;

рmах 1,2R = 201,8кПа 257,4 кПа;

рmin /рmах =201,8/201,8 = 1 > 0,25

Все проверки выполняются.

Расчет осадок фундамента методом послойного суммирования

Суть метода: грунтовая толща ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои, находится осадка каждого элементарного слоя, а осадка фундамента равна сумме осадок элементарных слоев.

8) Определяем напряжения от собственного веса грунта на границах слоев и на уровне подошвы фундамента:

где hi - мощность i-го слоя грунта (толщина, м)

гi - удельный вес i-го слоя грунта.



Определяем давление столба воды на водоупор:

В пройденной мощности присутствует водоупор.

На отметке подошвы фундамента:

9) Сжимаемая толща грунта ниже подошвы фундамента разбивается на элементарные слои толщиной hi=0,4b, м

Фн hi=0,4х0,9=0,36м;

Фвн hi=0,4х0,9=0,36м.

10) Определяются дополнительные напряжения от внешней нагрузки на границах элементарных слоев.

где P- среднее давление подошвы фундамента

б - коэффициент рассеивания напряжений по глубине, зависящей от относительной глубины о=2z/b и соотношения сторон фундамента з=l/b

По результатам расчета на схеме строится эпюра уzp.

11) Определяются напряжения от собственного веса грунта, вынутого из котлована.



Принимаем бк=б

По результатам расчета на схеме строится эпюра уzг.

12) Вычерчиваем расчетную схему в масштабе М1:100, масштаб напряжений: в 1 см 50кПа, на которой показывается геологическое строение площадки и поперечное сечение фундамента.

13) Расчет напряжений уzp, уzг, и осадок сводим в таблицу.

14) Деформации основания учитываются до нижней границы сжимаемой толщи, которая проходит на глубине Нс, где выполняется условие

(при Е?5МПа) или

(при Е< 5 МПа)

Нижнюю границу сжимаемой толщи удобно определить графически. Для этого значения эпюры уzp в средней части умножают в 5 (в 10 раз) и полученные значения откладывают влево от оси z. Точки соединяют между собой и нижняя граница сжимаемой толщи будет находится в точке пересечения эпюры уzg и эпюры 5xуzp; (10x уzp).

Осадка фундамента будет равна сумме осадок элементарных слоев до нижней границы сжимаемой толщи и вычисляется по формуле:

где - безразмерный коэффициент, который равняется 0,8;

уzpi - среднее дополнительное напряжение в i-ом элементарном слое;

уzгi - среднее значение напряжений от собственного веса грунта, вынутого из котлована в i-ом элементарном слое.

Фн

Фвн

Проверяем условие расчета основания по деформациям

S?Su

где S- расчетная осадка;

Su- максимальная осадка, допустимая для данного типа зданий по ДБН.

Фн: 1,68см<12см - условие выполняется

Фвн: 2,80см<12см - условие выполняется

Фн zp 0,2zg 1,68кПа < 2,56кПа

Фвн zp 0,2zg 1,68кПа < 4,04кПа

Проверки выполняются, следовательно, фундаменты рассчитаны правильно.

Проектирование свайных фундаментов

Расчет и проектирование свайных фундаментов из забивных свай

2. Определение длины сваи

Длина сваи назначается исходя из следующих условий:

5) Свая должна заглубляться в несущий слой грунта не менее чем на 0,5м.

6) В качестве несущего слоя принимаем грунт с модулем деформации не менее 10МПа и сd ?1,55 г/см3.

7) Над дном котлована оставляется недобитый участок сваи высотой 0,5м для последующего сопряжения сваи с ростверком.

8) Оставляем котлован 1,0м.

Длина сваи:

Окончательно принимаем длину сваи 10м.

Принимаем сваю С.100.35-10

2. Определение расчетной нагрузки на сваю

Определяется несущая способность висячей сваи.

Расчетное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

Расчетные нагрузки на погонный метр фундамента от сооружения:

Определяем расстояние между сваями

Принимаем однорядное размещение свай

Принимаем однорядное размещение свай

Расчет осадок свайных фундаментов

Осадка свайного фундамента определяется как осадка условного массивного фундамента глубокого заложения на естественном основании.

Определяем площадь и собственный вес условного фундамента:

Значения напряжений от собственного веса грунта уzgi и эпюру уzg см.

2) Определяем напряжения от собственного веса грунта на границах слоев и на уровне подошвы фундамента:

где hi - мощность i-го слоя грунта (толщина, м)

гi - удельный вес i-го слоя грунта.

Определяем напряжения от собственного веса грунта на отметке

Проверяем условие расчета основания по деформациям

S?Su

где S- расчетная осадка;

Su- максимальная осадка, допустимая для данного типа зданий по ДБН.

Ф-1: 1,40см<12см - условие выполняется

Ф-2: 2,14см<12см - условие выполняется

zp 0,2zg 5,81кПа < 6,05кПа

zp 0,2zg 5,15кПа < 6,8кПа

Проверки выполняются, следовательно, фундаменты рассчитаны правильно.

Технико-экономическое сравнение вариантов

№ п.п.	Наименование работ	Ед. измерения	Стоимость за единицу измерения, грн.	К-во	Общая стоимость, грн.
1	2	3	4	5	6
I вариант фундаментов
Устройство фундаментов
1.	Устройство бетонной подготовки под фундаменты	м3	124,45	29,24	3638,92
2.	Устройство монолитных железобетонных фундаментов	м3	155,40	160	24864,00
Итого: 28502,92 грн
II вариант фундаментов
1	2	3	4	5	6
Устройство фундаментов
1.	Погружение железобетонных свай	м3	552,80	70,95	39221,16
2.	Устройство подготовки под ростверк	м3	124,45	29,24	3638,92
3.	Устройство монолитных железобетонных ростверков	м3	155,40	160	24864,00
Итого: 67724,08

Наиболее выгодный - фундамент на естественном основании.

Размещено на Allbest.ru