Проектирование фундамента под колонну одноэтажного промышленного здания

 

 

 

 

Сечения	Вылет сi ,м			M, кН∙м	αm		h0i	As , м2
1-1	0,6	126	1,45	182,7	0,022	0,989	0,55	9,2
2-2	1,35	637,86	1,38	880,25	0,037	0,981	1,15	21,4
3-3	1,6	896	1,36	1218,56	0,026	0,987	2,65	12,8
1-1	0,75	295,32	1	295,32	0,054	0,972	0,55	15,2
2-2	1,0	525	1	525	0,011	0,995	2,65	5,5

Таблица 3 – Расчет арматуры плитной части.

 

 

Конструируем сетку С-1 следующим образом. Шаг арматуры в обоих направлениях принимаем 200 мм, т.е сетка С-1 имеет в направлении l 12 стержней , в направлении b – 18 стержней. Диаметр арматуры в направлении l принимаем по сортаменту – 16 мм (для  12 ø16А-III-A= 24,12 см2 , что больше 21,4 см2 ) , в направлении b – 12 мм ( для 18 ø12А-III-A= 18,1 см2 , что больше 15,2 см2 ).

Длины стержней принимаем, соответственно 3550 мм и 2350 мм.

Подколонник армируем двумя сетками С-2, принимая рабочую( продольную) арматура конструктивно  ø12А-III с шагом 200 мм, поперечную ø6А-I с шагом 600, причём предусматриваем на участке  от дна стакана до подошвы. Длина рабочих стержней 2650 мм, количество в сетке 5 . Длина поперечной арматуры – 850 мм, количество стержней в сетке – 3.

Стенки стакана армируем сетками С-3, диаметр арматуры принимаем ø8А-I, длину всех стержней 850 мм. Сетки С-3 устанавливают следующим образом: защитный слой у верхней сетки 50 мм, расстояние между верхней и второй стенкой 50 мм, расстояние между следующими стенками, соответственно, 100, 100, 200 и 200 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица  4 – Спецификация элементов и изделий.

Позиция	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса, кг
1 2 3	ГОСТ 23279-84 То же То же	С-1 С-2 С-3	1 2 6	104,8 14,7 2,7
1 2 3 4 5	Детали: ГОСТ 5784-82 То же То же То же То же   Фундамент монолитный     Матриалы	Ø16А-III l=3550 Ø12А-III l=2350 ø12А-III l=2650 ø6A-I    l=850 ø8А-I    l=850   ФМ-3       Бетон В12,5	12 18 12 6 48   1       м3	67,23 37,56 28,24 1,13 16,12   -       6,6

Таблица  5 – Ведомость расхода стали.

Марка элемента	Расход арматуры, кг, класса						Всего, кг	Общий расход, кг
	A-I			А-III
	ø6	ø8	ø	ø12	ø12	ø16
С-1 С-2 С-3	- 0,58 -	- - 2,7	- - -	37,56 - -	- 14,12 -	67,23 - -	104,8 14,7 2,7	104,8 29,4 16,2
Итого:150,4

 

 

2.8 Расчёт стоимости и  трудоёмкости возведения столбчатого  фундамента

         При определении объемов и стоимости фундаментов неглубокого заложения учитываются следующие виды работ и материалы:

– Механическая разработка грунта;

– Ручная доработка грунта;

– Обратная засыпка;

– Устройство подбетонки;

– Устройство монолитного фундамента;

– Стоимость арматуры.

Выемка грунта под фундаменты промышленных зданий производится в виде траншеи, ширина которой понизу назначается на 2м шире большей стороны столбчатого фундамента (по 1м с каждой стороны), а поверху – исходя из крутизны откосов, принимаемых по таблице.

Длину траншеи на 1 фундамент принимают равной шагу колонн здания – 12м.

Механическую разработку грунта при глубине траншеи менее 2м ведут бульдозером. Разработка грунта механизмами ведутся с недобором его на 10см (на высоту подбетонки). Под подбетонку грунт выбирают вручную.

По трудности разработки грунту делится на группы:

• к 1й группе относят песчаные грунты, а также глинистые грунты туго- и мягкопластичной консистенции;
• ко 2й относят пески с включением щебня или гальки более 10% и глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции;
• к 3й группе относят глинистые грунты с содержанием щебня более 10%.

Объем подбетонки определяют исходя из того, что ее размеры в плане на 200мм больше размеров подошвы фундамента.

Объем фундамента вычисляют по его геометрическим размерам. Вес арматуры определяют по спецификации и выборке арматуры.

 

 

Таблица 6 – Расчет стоимости и трудоемкости возведения столбчатого фундамента

Номер расценок	Наименование работ и затрат	Единицы измерения	Объем	Стоимость, руб.			Трудоемкость, чел×ч
				Ед. изм-я	Всего	Ед. изм-я		Всего
1-168	Разработка грунта экскаватором	1000м 3	0,225	91,2	20,52	8,33		1,87
1-935	Ручная разработка грунта	м 3	1,9	0,69	1,31	0,25		0,48
6-1	Устройство подготовки	м 3	1,9	29,37	55,81	1,37		2,6
6-7	Устройство монолитного фундамента	м 3	5,66	38,53	218,08	4,1		23,21
	Стоимость арматуры	Т	0,151	240	36,24	-		-
1-255	Обратная засыпка грунта бульдозером	1000м 3	0,249	14,9	3,72	-		-

 

                                                                          Итого:   335,7                     28,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

 

3.1 Выбор высоты ростверка  и длины свай

 

Проектирование кустового свайного фундамента начинается с выбора глубины заложения ростверка и длины свай. Для этого, прежде всего выполняется инженерно-геологический разрез.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок  – Инженерно-геологический разрез и отметки ростверка у свай

Глубину заложения ростверка dp выбираем минимальной из конструктивных требований:

dp = -1,0 - 0,05 -0,25 = - 1,3 м,

где 1,0 м – отметка низа колонны;

0,05 м – зазор;

0,25 м – минимальная толщина дна стакана.

Округляем до величины, чтобы высота ростверка была кратной 300 мм. Тогда dp = - 1,35 м.

Верх ростверка проектируем на отметке -0,150 м. В качестве несущего слоя выберем песок средней крупности, т.к. этот грунт имеет самое большое сопротивление по сравнению с другими грунтами.

Поэтому принимаем сваи длиной 7 м (С70.30). Отметка нижнего конца

сваи составит -8.05 м. Отметку головы сваи примем на 0,3 м выше подошвы ростверка -1,35 м. Сопряжение ростверка и сваи принимаем свободным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Определение несущей  способности сваи

 

Данные для расчета несущей способности сваи приведены в таблице   

Таблица  – Данные для расчета несущей способности сваи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как свая висячая, то несущая способность определяем по формуле:

где γc = 1 – коэффициент условий работы сваи в грунте;

R  – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

А  – площадь поперечного сечения сваи, м2;

γcR = 1 – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи;

u – периметр поперечного сечения сваи, м;

γcf = 1 – коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи;

fi – расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности сваи в пределах i-го слоя грунта, кПа;

hi – толщина i-го слоя грунта, м.

Fd =  1∙ ( 1∙ 3790 ∙ 0,09 +1,2 ∙1 ∙ 307) = 709,5 кН

Допускаемая нагрузка на сваю согласно расчету составит:

где γк = 1,4 – коэффициент надежности.

Данное значение нагрузки входит в промежуток значения допускаемой нагрузки на сваю для песков средней крупности 400-600 кН, поэтому для дальнейших расчётов берем значение нагрузки 506,8 кН.

 

3.3 Определение числа  свай в ростверке

 

Количество свай в кусте определяют, приравнивая расчетную нагрузку на сваю от здания к принятой допускаемой нагрузке на сваю:

где – сумма вертикальных нагрузок на обрезе ростверка в комбинации с , кН;

 – нагрузка, приходящаяся на  одну сваю от ростверка, кН;

0,9 – площадь ростверка, приходящаяся  на одну сваю, м2;

 – глубина заложения ростверка, м;

 – усредненный удельный вес  ростверка и грунта на его  обрезах, принимаемый 20 кН/м3.

Принимаем 6 свай.

Расстояние между осями свай 1200 мм. Размеры ростверка в плане составят, учитывая свесы его за наружные грани свай 150 мм, 1800х3000 мм.

 

Рисунок   – Схема расположения свай

 

3.4 Приведение нагрузок  к подошве ростверка

 

Свайный куст рассчитывается от нагрузок, действующих по подошве ростверка. Поэтому все нагрузки приводятся к центру ростверка (продольной оси колонны) в уровне подошвы.

Приведение нагрузок к подошве ростверка осуществляется следующим образом:

N / = Nmax  + Ncm+ Np  ;

 

M / = Mk + Qk×(dp -0,15М) - Ncmˑα;

 

Q / = Qk ,

где N / ,M /,Q / - нагрузки приведенные к подошве ростверка;

 

 Nр – нагрузка от ростверка:

Nр = 1,1×b р × lр × d р × gср ,

где 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке;

bp, lр – размеры  ростверка в плане, м;

 gср– усредненный удельный вес ростверка и грунта на его обрезах, принимаемый 20 кН/м3.

Нагрузка от ростверка Nр составит:

Nр =1,1ˑ1,8ˑ3ˑ1,35ˑ20 = 160,4 кН.

Для I  комбинации: 

N / = 2400 + 120 + 160,4 = 2680,4 кН;

M / = 603 + 86ˑ(1,35 - 0,15) - 120ˑ0,45 = 652,2 кНˑм;

Q / = 86 кН.

Для II  комбинации:

N / = 2100 + 120 + 160,4 = 2380,4 кН;

M / = 752 + 75ˑ(1,35 – 0,15) - 120ˑ0,45 = 788 кНˑм;

Q / = 75кН.

 

3.5 Определение нагрузок  на каждую сваю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок  – План свайного куста