Проектирование фундамента 4-хэтажного администратиного здания маслоперерабатывающего завода в пос. Ахтырский Абинского района

1. На основании технического задания на проведение инженерно-строительных изысканий предприятием ВлКубанькомплекссистемаВ» были выполнены топографические и инженерно-геологические работы на объекте: ВлЗавод по производству масел в пос. Ахтырский-2В».

2. Топографическая съемка была выполнена в октябре 1997 года

3. Исследованная территория находится в Абинском районе Краснодарского края, на западной окраине поселка Ахтырский-2 по ул. Шоссейной. Площадка частично свободная от застройки, частично занята старыми, находящимися в эксплуатации, и строящимися зданиями производственного назначения. По южной границе площадки растут деревья.

4. Геоморфологическое положение: вторая левая надпойменная терраса реки Кубань.

1. И
нженернотАУгеологические условия строительства

1.1. В геологическом строении исследуемой территории принимают участие аллювиальные и делювиальные отложения, перекрытые с поверхности почвами и насыпными грунтами.

1.2. На основании полевых и лабораторных исследований по типам, видам и разновидностям, согласно ГОСТ 25100-95, выделено 6 инженерно-геологических элементов (ИГЭ).

ИГЭ-1. Насыпные грунты не слежавшиеся, представлены почвами со строительным и бытовым мусором, насыпями щебенисто-насыпных дорог, навалами грунта (на площадке идут строительные работы, отрыта траншея). Мощность насыпных грунтов не велика, их физико-механические свойства не изучались.

ИГЭ-2. Почва темно-бурая суглинистая, твердая и полутвердая, высокопористая, влажная, кислая, с корне- и червеходами, сохранилась на незатронутой строительством части территории и под насыпными грунтами. Содержание гумуса в почвах изменяется от 0,7-0,8% (под насыпными грунтами) до 5,4% (на не затронутых строительством участках).

ИГЭ-3. Глина желтовато-коричневая, коричневато-серая, полутвердая, влажная.

ИГЭ-4. Суглинок коричневато-желтый, твердый, влажный и водонасыщенный, легкий, пылеватый с включением карбонатов. В подошве слоя карбонатные включения составляют 10-20% по массе крена.

ИГЭ-5. Суглинок коричневато серый, полутвердый, водонасыщенный, легкий.

ИГЭ-6. Песок желтовато-серый, гравелистый, водонасыщенный, плотного сложения, с тонкими прослоями суглинка легкого, мягкопластичного.

1.3. Грунты, на изученной территории, набухающими свойствами не обладают.

1.4. Грунты ИГЭ-2,3 обладают сильной степенью агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции на портландцементе по ГОСТ 10178-76 по содержанию сульфатов в перерасчете на SO₄^2-.

Грунты ИГЭ-4,5 обладают слабой степенью агрессивного воздействия для бетонов на портландцементе, шлакопортландцементе по ГОСТ 10178-76 и сульфатостойких цементах по ГОСТ 22266-76 по содержанию хлоридов в перерасчете на CI^-.

1.5. Литологические особенности грунтов обуславливают формирование в периоды интенсивных осадков временного горизонта грунтовых вод типа ВлверховодкаВ» на глубине0,5-1,2м. Таким образом, сооружение и эксплуатация подвалов без надежной гидроизоляции не рекомендуется. Во избежании режима подземных вод и подтопления участка грунтовыми водами типа ВлверховодкаВ» или техногенными водами следует предусмотреть организацию поверхностного стока, а также мероприятия по снижению утечек из водонесущих коммуникаций.

1.6. Подземные воды обладают слабой степенью агрессивного воздействия на арматуру ж/б конструкций при периодическом смачивании по содержанию хлоридов в перерасчете на CI^-. Подземные воды обладают средней степенью агрессивного воздействия на металлические конструкции по суммарному содержанию сульфатов и хлоридов и водородному показателю рН.

ИнженернотАУгеологические условия

Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

Табл. 2.1.

№№ п/п	Полное наименование грунта	Мощность, м	Удельное сцепление с, кПа	Угол внутреннего трения j, град	Модуль общей деформации E, МПа	Табличное значение расчетного сопротивления грунта R0, кПа
1	Растительный слой	0,90	тАУ	тАУ	тАУ	тАУ
2	Почва суглинистая твердая	0,80	47	10	5	200
3	Глина полутвердая	1,20	45	16	15	300
4	Суглинок твердый	3,50	36	21	18	200
5	Суглинок полутвердый	4,50	37	21	20	250
	Песок гравелистый	1,40	1	40	40	500

2. Сбор нагрузок, действующих на основание в расчетных сечениях

Здание запроектировано с продольными несущими стенами из кирпича. Наружные стены толщиной 51 см, внутренняя несущая стена толщиной 38 см, перегородки между квартирами (соседними помещениями) тАУ 250мм, Внутренние перегородки толщиной 12 см из кирпича. Окна двойного остекленения размером 150 см по длине и 180см по высоте. Кровля тАУ металлочерепица по обрешетке по стропилам с утеплителем тАУ минераловатные плиты. Перекрытия тАУ сборные ж/б панели, в том числе и пола 1-го этажа. Цоколь высотой 70 см с отделкой темным цветом из кирпича. Между осями А; Б и 1;2 предусмотрен технический подвал ( для расчета стены подвала это приняли условно) высотой (глубиной) 2м. Лестничный марш ж/б шириной 1,35м, ступени размером 15х30 см. Высота этажа тАУ 3м, высота мансардной части стены (до крыши) тАУ 2м.

Сбор нормативных постоянных нагрузок на покрытие (кровля).

Табл. 2.2.

№ №	Вид нагрузки		Нормативная нагрузка, NII, кПа	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, NI, кПа
1		Металлочерепица, вес 1м2 горизонтальной проекции 80 кг/м2 =0,8 кПа	0,8	1,3	1,04
2		Сплошной деревянный настил d=16 мм по стропилам	0,5	1,3	0,65
3		Минераловатные плиты g=125 кг/м3; d=50мм; 1,25х0,05=0,0625	0,0625	1,2	0,075
4		Пароизоляция тАУ 1 слой рубероида	0,04	1,2	0,048
5		Деревянная обрешетка (настил) d=16мм, g=5 кН/м3; 5х0,016=0,08 кПа	0,08	1,2	0,096
6		Гипсокартон d=10мм; r=1200кН/м3; 12х0,01=0,12 кПа	0,12	1,1	0,132
		Итого: покрытие	1,6	-	2,04

Сбор нормативных нагрузок на перекрытие

Табл.2.3.

№ №	Вид нагрузки		Нормативная нагрузка, NII, кН	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, NI, кН
1		Покрытие линолеум ПВХ на тканевой основе d= 2,5мм	0,1	1,2	0,12
2		Прослойка из быстротвердеющей мастики тАУ 10 мм
3		Стяжка из легкого бетона М75 r=1300 кг/м3; d=20мм; 13х0,02=0,26	0,26	1,3	0,338
4		Теплоизоляционный слой ДВП d=25мм; r=200кг/м3; 2х0,025=0,05 кПа	0,05	1,3	0,0645
5		Ж/б плита перекрытия приведенной толщины hпр=8см; 25х0,08=2кПа	2	1,1	2,2
		Итого: перекрытие	2,41	-	2,723

Кладка наружных стен из кирпича g=18кН/м³, внутренних - g=14кН/м³; перегородок тАУ тот же кирпич. Вес 1м² горизонтальной проекции лестничного марша тАУ 3,6 кПа, лестничной площадки тАУ 3кПа. Временные нагрузки на перекрытия тАУ 1,5 кПа, на лестничный марш тАУ 3кПа. Коэф-т снижения временной нагрузки для здания из 4-х этажей на перекрытия y=0,8. Намечаем для сбора нагрузок три сечения:

Сечение 1-1 под наружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами тАУ 2,34м;

Сечение 2-2 также под наружную стену (для здания с подвальным помещением) на длине 2,34м. Между серединами оконных проемов и сечения 2-2 на 1м длины внутренней стены. (Все эти сечения показаны на плане 1-го этажа).

Сечение 3-3 под наружную стену под лестничный ф-т (без подвала) на длине между оконными проемами тАУ 2,34м;

А₁=А₃=2,24х2,34=5,24м²;

А₂=2,24х2=4,48м.

Сбор нагрузок для сечения 1-1 А₁=5,24м²

Табл. 2.4.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, NII, кН	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, NI, кН
1. Постоянная
Покрытие (кровля) NII = 1.6х5,24=8,38 кН NI = 2,04х5,24=10,7 кН	8,38	-	10,7
Перекрытие на 4-х этажах (включая и мансарду) NII =4х2,41х5,24=50,52кН NI = 4х2,723х5,24=57,1кН	50,52	-	57,1
Вес стены от пола 1-го этажа высотой 9,9м+2м мансарды g=18кН/м3 d=51см на длине 2,34м за вычетом веса оконных проемов размером 1,05х1,8см + вес цоколя высотой 1м 18х[(9.9+2)2.24-1,05х1,8]0,51+18х0,51х2,34х1= =259,75кН	259,75	1,1	285,7
Итого: постоянная нагрузка	318,65	-	353,5
2. Временная
Снеговая нагрузка (1-й район) 0,5х5,24=2,62	2,62	1,4	3,67
Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8 4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН	25,16	1,2	30,19
Итого: временная нагрузка	27,78	-	33,86

При учете двух и более временных нагрузок они принимаются с коэф-м сочетаний и расчете на основное сочетание: j₁=0,95 тАУ для длительных нагрузок и j₂=0,9 тАУ для кратковременных. При расчете на основное сочетание нормативная нагрузка (по II группе) на 1мдлины стены для сеч. 1-1 составит:

N_II = кН/м

Сбор нагрузок для сечения 2-2 А₂=4,48м²

Табл. 2.5.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, NII, кН	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, NI, кН
1. Постоянная
Покрытие (кровля) NII = 1.6х4,48=7,27кН NI = 2,04х4,48=9,14кН	7,17	-	9,14
Перекрытие на 4-х этажах (включая и мансарду) NII =4х2,41х4,48=43,19кН NI = 4х2,723х4,48=48,79кН	43,19	-	48,79
Вес внутренней стены g=14кН/м3; d=38см; высотой 9,9м 14х0,38х9,9=52,67	52,67	1,1	57,93
Итого: постоянная нагрузка	103,03	-	115,87
2. Временная
Снеговая нагрузка 0,5х4,48=2,24кН/м	2,24	1,4	3,14
Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8 4х0,8х1,5х4,48=91,5кН/м	21,5	1,2	25,8
Итого: временная нагрузка	23,74	-	28,94

Нормативная нагрузка на основное сочетание по сеч.2-2

N_II= 103.03+2,24х0,9+21,5х0,95=125,46кН/м

Сбор нагрузок по сечению 3-3 А₃=5,24м² (с подвалом)

Табл. 2.6.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, NII, кН	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, NI, кН
1. Постоянная
Покрытие (кровля) NII = 1.6х5,24=8,38 кН NI = 2,04х5,24=10,7 кН	8,38	-	10,7
Перекрытие на 4-х этажах NII =4х2,41х5,24=50,52кН NI = 4х2,723х5,24=57,1кН	50,52	-	57,1
Вес стены от пола 1-го этажа высотой 10,5м+2м мансарды g=18кН/м3 d=51см на длине 2,34м за вычетом веса оконных проемов размером 1,05х1,8см + вес цоколя высотой 1м 18х[(10,5+2)2.24-1.05x1.8]0.51+18х0,51х2,34= =229,68кН	229,68	1,1	252,65
Вес стены с теплоизоляцией высотой 1,7-9,9=2,8м в один кирпич g= 14кН/м3, толщиной d= 120 мм на длине 2,34м NII=14х2,8х0,12х2,34=11кН	11	1,1	12,1
Итого: постоянная нагрузка	299,58	-	332,55
2. Временная
Снеговая нагрузка 0,5х5,24=2,62	2,62	1,4	3,67
Полезная на перекрытие на 4-х этажах при коэф-те снижения yп = 0,8 4х0,8х1,5х5,24 = 25,16кН	25,16	1,2	30,19
Итого: временная нагрузка	23,74	-	28,94

Нормативная нагрузка на 1м длины стены по сеч. 3-3

N_II=кН/м

3.
Выбор рациональной конструкции фундамента

3.1. Проектирование фундамента на естественном основании

3.1.1. Выбор глубины заложения фундамента

Глубину с учетом толщины почвы 0,8м примем равной d₁=1,2м.

3.1.2. Подбор размеров подошвы фундамента

Рис.3.1. К определению глубины заложения фундаментов

В соответствии со СНиП 2.02.01тАУ83 условием проведения расчетов по деформациям (второму предельному состоянию) является ограничение среднего по подошве фундамента давления величиной расчетного сопротивления R:

,

где тАУ среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

R тАУ расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Предварительная площадь фундамента:

,

где N_II тАУ сумма нагрузок для расчетов по второй группе предельных состояний, кПа

R₀ тАУ табличное значение расчетного сопротивления грунта, в котором располагается подошва фундамента, кПа;

gтАЩ_ср тАУ осредненное значение удельного веса тела фундамента и грунтов, залегающих на обрезах его подошвы, gтАЩ_ср = 20 кН/м³;

d₁ тАУ глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

,

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

h_cf тАУ толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf тАУ расчетное сопротивление удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

.

Для ленточного ф-та b=А^/=0,55м; принимаем b=0,6м с укладкой стеновых блоков на бетонную подготовку толщиной 10см.

Рис.3.2. Ленточный фундамент

Определяем расчетное сопротивление грунта основания R для здания без подвала:

,

где g_с1 и g_с2 тАУ коэффициенты условий работы, учитывающие особенности работы разных грунтов в основании фундаментов, g_с1 = 1,1и g_с2 = 1,2;

k тАУ коэффициент, принимаемый k = 1,1, т. к. прочностные характеристики грунта приняты по таблицам СНиП.

k_z тАУ коэффициент, принимаемый k = 1 (<10м);

тАУ ширина подошвы фундамента, м;

g_II и gтАЩ_II тАУ усредненные расчетные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента и выше подошвы фундамента;

с_II тАУ расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_b тАУ глубина подвала тАУ расстояние от уровня планировки до пола подвала;

M_r, M_q, M_c тАУ безразмерные коэффициенты;

M_r = 0,32; M_q = 2,29; M_c = 4,85

d₁ тАУ глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала.

g_II=g^/_II=18,8 кН/м³ тАУ ниже и выше подошвы один и тот же грунт;

b=0,6м;

d₁=1,2м

Фактические напряжения под подошвой фундамента (фундамент центрально нагружен):

,

где N_II тАУ нормативная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента, кН;

G_fII и G_gII тАУ вес фундамента и грунта на его уступах;

A тАУ площадь подошвы фундамента, м².

G_fII=24х0,6х1,2=17,3кН/м тАУ 1м длины;

G_gII=0 тАУ вес грунта на обрезах;

Условие выполняется, недогруз фундамента составляет 3,1%, следовательно, размер b=0,6м принимаем окончательным.

3.1.3. Проверка прочности подстилающего слабого слоя

Рис. 3.3. К проверке прочности подстилающего слоя

Подстилающий слой тАУ суглинок твердый, имеет R_о=200кПао=300кПа предыдущего слоя, следовательно, требуется проверка его прочности. Проверка проводится из условия , чтобы полное давление на кровлю слабого слоя не превышало расчетной на этой глубине:

s_g(z+d)+s_zp £ R_z+d , где

s_g(z+d) тАУ природное давление на кровлю слабого слоя;

s_zp - дополнительное давление на кровлю слабого слоя от нагрузки на фундамент;

s_g(z+d)=18,8х2=37,6 кПа

s_zpо=18,8х1,2=22,6 кПа тАУ природное давление под подошвой ф-та;

s_zp=aр_о

р_о=р-s_zpо=274,5-22,6=251,9 кПа тАУ дополнительное вертикальное давление на основание;

a - коэф-т рассеивания определяется в зависимости от относительной глубины.

x==

a=;

s_zp=0,439х251,9=110,6 кПа

Находим ширину условного ф-та b_усл из условия:

А_усл= b_усл=, где

N_II+G_II тАУ нормативная нагрузка на подшву фундамента;

s_zp тАУ дополнительное напряжение на кровлю слабого слоя;

N_II+G_II=147,4+17,3=164,7 кН/м

b_усл=м;

Расчетное сопротивление на глубине z+d=2м.

, где

g_с1=1,25

g_с2=1

k=1,1

k_z=1

g_II=19.3 кН/м тАУ ниже подошвы (для суглинка) условного ф-та;

g_II^/=18,8 кН/м тАУ выше подошвы;

с_II=30 кПа тАУ для суглинков;

b_y=1.49 м;

d+z=2м;

при j=20^о;

кПа,

т.к условие:

s_g(z+d)+s_zp =37,6+110,6=148,2 кПа£ R_z+d=340,4 кПа,

то прочность этого слоя обеспечена.

3.1.4. Определение конечных осадок основания

Расчет основания по деформациям производим исходя из условия:

,

где S тАУ совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u тАУ предельное значение совместной деформации основания и сооружения,

Для определения осадок используем метод послойного суммирования осадок. Для этого, построим эпюры вертикальных напряжений от собственного веса грунта (эпюру _zg) и дополнительных вертикальных напряжений (эпюра _zp).

Вертикальные напряжения от собственного веса грунта:

,

где g тАШтАУ удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d_n тАУ глубина заложения фундамента;

g_i, h_i тАУ соответственно удельный вес и толщина iтАУго слоя;

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора:

Дополнительные вертикальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента:

,

где a тАУ коэффициент, принимаемый по таблицам СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения его сторон и относительной глубины, равной x = 2z/;

p₀ = тАУ _zg0 тАУ дополнительное вертикальное давление на основание;

тАУ среднее давление под подошвой фундамента;

s_zg0 тАУ вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Разбиваем грунт на слои толщиной h_i=0.46=0.4х0,6=0,24м,

Р_о=251,9 кПа тАУ найдено в предыдущем пункте расчета,

s_zg0=22,6 кПа,

Расчет осадок проводим по формуле:

,

где тАУ безразмерный коэффициент, = 0,8;

_zp,i тАУ среднее значение дополнительного вертикального напряжения в i тАУ том слое;

h_i,E_i тАУ соответственно толщина и модуль деформации iтАУтого слоя грунта.

Расчет ведем до тех пор пока s_zp£0.2s_zg

Расчет осадки ленточного фундамента

Табл. 3.1.

Z.м	x= 2Z/b	a	zp, кПа	zg, кПа	0,26zg, кПа	Е, МПа	Si(см)
0	0	1	251,9	22,6	4,5	15	-
0,24	0,8	0,881	222	27,0	5,4	15	0,38
0,48	1,6	0,642	161,7	31,6	6,3	15	0,31
0,72	2,4	0,477	120,2	36,1	7,2	15	0,225
0,96	3,2	0,374	94,2	10,6	8,1	18	0,143
1,2	4,0	0,306	77,1	45,3	9,0	18	0,114
1,44	4,8	0,258	65	50,10	10,0	18	0,095
1,68	5,6	0,233	58,7	54,6	10,9	18	0,082
1,92	6,4	0,196	49,4	59,2	11,8	18	0,072
2,16	7,2	0,175	44,1	63,9	12,8	18	0,062
2,4	8,0	0,158	39,8	68,5	13,7	18	0,056
2,64	8,8	0,143	36	73,1	14,6	18	0,05
2,88	9,6	0,132	33,2	77,7	15,5	18	0,046
3,12	10,4	0,122	30,7	82,4	16,5	18	0,043
3,36	11,2	0,113	28,4	87,0	17,4	18	0,04
3,6	12,0	0,106	26,7	91,6	18,3	18	0,036
						åSi=	1.75см

Вместе с этим смотрят:

10 интересных фактов о пищевых продуктах окружающих человека

Development of technology of crude smoked sausage

McDonald's

National features of cuisine and table manners

РЖсторiя виготовлення, виробництво та сучасний стан ринку коньяку