Каталог: Проектирование / Конструктивные решения / способах и подходах к усилению фундаментов зданий и сооружений. Назад в оглавление

Опубликованные научно-технические статьи ООО "ЦЭиПСК"

Общее количество статей: 121

способах и подходах к усилению фундаментов зданий и сооружений.

Уникальный номер статьи: 60; дата публикации: 13 июня 2016 г. 20:56

Данный материал приводит информацию о способах и подходах к усилению фундаментов зданий и сооружений.

 

1.ВВЕДЕНИЕ

1.1.          Исполнитель – ООО “ЦЭиПСК”

1.2.          Объект  – здание мастерских службы

1.3.          Заказчик – Наименование заказчика

1.4.         Цель работы – выполнить поверочные расчеты фундамента здания. Разработать усиление фундамента.

1.5.          Исходная документация, представленная Заказчиком:

 

На электронном носителе:

-  Отчет обследования здания: Обследование технического состояния строительных конструкций здания мастерских службы; Настоящий отчет содержит материалы по расчетному обоснованию усиления несущих конструкций основания здания.

Основной целью работы является проверка обеспечения несущей способности фундамента здания с учетом принятых в исходной проектной и рабочей документации расчетных параметров: габаритных размеров поперечных сечений при действии проектных нагрузок.

Основная цель определила необходимые этапы работы:

- сбор данных о конструкциях здания на основании выполненных обследования, а также выполнении предпроектного дополнительного обследования в части конструкции фундамента

- разработка расчетной модели в программном расчетном комплексе;

- сбор проектных нагрузок на несущие конструкции здания;

- определение расчетных усилий в фундаменте здания;

Настоящий отчет выполнен  в соответствии со следующими нормативными документами:

- СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»;

- СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений»;

             -ТСН 50-302-2004 «Проектирование фундаментов зданий

и сооружений в Санкт-Петербурге»

- СП 63.13330.2013 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»;

- СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»;

- Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СП 52-101-2003;

- СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»;

- СП 28.13330.2012 « Защита строительных конструкций от коррозии»;  

- ГОСТ Р 54257-2010 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования";

- СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения»;

- Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-Ф3 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Обозначение координационных осей в настоящем отчете принято в соответствии с переданной проектной документацией.

2.     ОБЩАЯ Характеристика объекта

Объект – здание мастерских служб.

    

Рис. 1. Ситуационная схема расположения Объекта

Территория, на которой располагается обследуемое здание, спланирована. Абсолютные отметки поверхности земли колеблются в пределах 6,0 – 8,0 м в

Балтийской системе высот. В геоморфологическом отношении территория относится к Приморской низменности.

Как следует из архивных материалов, во время проведения исследовательских работ отмечено, что поверхность исследуемого участка относительно ровная, с уклоном к Финскому заливу

Согласно данным исследований прошлых лет, в геолого-литологическом строении обследуемой территории принимают участие породы четвертичного и нижнекембрийского возраста. Нижнекембрийские отложения залегают в основании довольно мощного комплекса пород четвертичной толщи и вскрыты немногими скважинами.

Породы четвертичного возраста представлены техногенными отложениями

(почвенно-растительный слой, насыпной грунт), озерно-ледниковыми отложениями и ледниковыми отложениями.

Почвенно-растительный слой на исследуемой территории распространен не повсеместно. Мощность слоя колеблется от 0,3 м до 0,9 м. Насыпной грунт представляет собой беспорядочно отсыпанную массу различного вещественно го состава: от песков до глин, перемешанную с различным строительным мусором (обломками кирпича, древесины, железным ломом и шлаком). Наибольшее распространение имеют суглинки. Мощность насыпного слоя колеблется от 0,5 м до 3,0 м. Абсолютные отметки подошвы слоя соответствуют 2,8 – 3,6 м.

Озерно-ледниковые отложения представлены суглинками пылеватыми

ленточными, со слабо выраженной слоистостью, полутвердыми и тугопластичными и супесями пылеватыми слабой плотности, местами – вязкими. Встречаются линзы глины. Мощность слоя колеблется от 0,4 м до 3,0 м. Абсолютные отметки подошвы слоя 2,8 – 4,0 м. В некоторых скважинах отмечена высокая влажность этого слоя.

Ледниковые отложения - суглинки, реже супеси пылеватые, с редким гравием и галькой, слабой плотности, мягкопластичные, насыщенные водой.

Мощность слоя колеблется от 1,0 м до 2,0 м. Подошва слоя вскрыта на глубине около 5,0 – 6,0 м, что соответствует абсолютным отметкам -3,0 – 2,2м.

Грунтовые воды в пределах рассматриваемого участка имеют несколько

водоносных горизонтов. Первый горизонт приурочен к нижнему слою техногенных отложений, второй и третий - к ледниковым отложениям. Во время исследований появление грунтовых вод в скважинах отмечено на глубине 4,6 м и установившийся уровень – на глубине 1,2 м от поверхности земли, что соответствует абсолютной отметке 5,4 м.

 

Здание П-образной формы, состоит из трех прямоугольных частей в плане.  Площадь застройки – 1346,7 кв.м.

Конструктивная система здания – смешанный каркас

В здании выделяются следующие технологические объемы:

В осях 1-7/В-Е расположен одноэтажный участок размерами в плане 36х21 м. Основные несущие конструкции этой части – колонны расположенные с шагом 6 метров и самонесущие кирпичные стены толщиной 380 мм, расположенные с шагом 6 м. Отметка верха балки покрытия одноэтажной части  составляет +7,300 . Балка покрытия железобетонная двухскатная.

Колонны – монолитные железобетонные с размерами поперечного сечения 400×400 мм, высотой  6 м.

В осях 2-0-1/А-Е; 7-9/А-Е – расположены двухэтажные части, примыкающие к одноэтажному корпусу по осям 1 и  7. Основные несущие конструкции двухэтажных частей здания- несущие кирпичные стены толщиной 510 и 380 мм. Отметки низа несущих конструкций здания в/о 2-0-1/А-Е +3.590 и +3.270 м. Высота до отметки низа несущих конструкций здания в/о 7-9/А-Е +2.830м. Плиты перекрытия железобетонные П-образные.

Фундаменты здания в соответствии с выполненным отчетом о техническом состоянии здания – сборные железобетонные, ленточные с шириной подошвы 500 мм. По степени воздействия на строительные конструкции окружающая среда в здании является неагрессивной.

 

3.     Поверочные расчеты несущих конструкций

Объекта

 

Расчеты пространственных моделей зданий выполнялись с использованием программного комплекса SCAD 11.5.

Выполнены следующие поверочные расчеты:

- Статический расчет пространственной схемы здания для определения усилий на фундамент и нагрузок на основание;

- Поверочные расчеты ленточного фундамента.

Нагрузки

В соответствии с «Техническим заданием на проектирование»  и Градостроительным кодексом РФ уровень ответственности зданий комплекса принят нормальным, с коэффициентом надежности по нагрузке gn = 1.0.

В соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"  для здания, относящегося к нормальному уровню ответственности, расчеты на прогрессирующее обрушение не выполнялись.

Конструктивные решения разработаны с учетом воздействия следующих нагрузок по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»:

- собственный вес конструкций стен, перекрытий; элементов полов и перегородок;

- расчетное значение веса снегового покрова для III-го снегового района: 1,8 кПа;

- нормативное значение ветрового давления для III –ого ветрового района (тип местности В): 0,3 кПа;

- равномерно-распределенные нормативные временные нагрузки на плиты перекрытий по таблице 8.3:

- 2,0 кПа на перекрытия административных частей здания на отметках +3.890 и +3.490 в первой административной части здания; +3.050 во второй административной части здания.

По технологическому заданию заказчика:

 - 30,0 кПа на перекрытия на отметке пола первого этажа 0.000 в/о 1-7/В-Е

  - Крановые нагрузки по п.9

            - 50 кПа – нагрузка на колонны от конструкции крана с грузом

            -  2,5 кПа – тормозная нагрузка

Прочие нагрузки по специальному технологическому заданию отсутствуют.

Расчет на температурно-климатические воздействия не выполнялся, так как габаритные размеры здания 54х30 - меньше размеров температурного блока.

 

3.1.Составление пространственной расчетной схемы здания

 

Рис.2. Пространственная расчетная схема здания

 

Рис.3. Пространственная расчетная схема здания

Рис.4. Пространственная расчетная схема здания посаженного на грунт

3.2 Сбор нагрузок на несущие конструкции

 

Нагрузка на плиту перекрытия

Наименование нагрузки

Нормативное значение (

Расчетное значение (

Постоянные нагрузки:

Собственный вес плиты перекрытия δ=220 мм.

550

1,1

605

Собственный вес плиты перекрытия δ=300 мм.

750

1,1

825

Конструкция пола

150

1,3

195

Инженерные сети

30

1,3

39

Перегородки

150

1,3

195

Временные нагрузки:

Полезная на административные помещения

200

1,2

240

Полезная на промышленные помещения

3000

1,3

3600

 

Нагрузка на плиту покрытия

Наименование нагрузки

Нормативное значение (

Расчетное значение (

Постоянные нагрузки:

Собственный вес плиты покрытия δ=300 мм.

750

1,1

825

Конструкция покрытия

375

1,2

450

Временные нагрузки:

Снеговая

126

1,4

180

 

Крановая нагрузка

Наименование нагрузки

Нормативное значение (кг)

Расчетное значение (кг)

Крановая

5000

1,2

6000

Нагрузка от торможения

208

1,2

250

Сбор ветровых нагрузок

Расчет выполнен по нормам проектирования "СНиП 2.01.07-85* с изменением №2"

Исходные данные

Ветровой район

III

Нормативное значение ветрового давления

0,038 Т/м2

Тип местности

A - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра

Тип сооружения

Вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности

 

Параметры

Поверхность

Подветренная поверхность

Шаг сканирования

1 м

Коэффициент надежности по нагрузке gf

1,4

 

H

7,3

м

 

 

Высота (м)

Нормативное значение (Т/м2)

Расчетное значение (Т/м2)

0

-0,017

-0,024

1

-0,017

-0,024

2

-0,017

-0,024

3

-0,017

-0,024

4

-0,017

-0,024

5

-0,017

-0,024

6

-0,018

-0,026

7

-0,019

-0,027

7,3

-0,02

-0,028

 

Расчет выполнен по нормам проектирования "СНиП 2.01.07-85* с изменением №2"

Исходные данные

Ветровой район

III

Нормативное значение ветрового давления

0,038 Т/м2

Тип местности

A - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра

Тип сооружения

Вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности

 

Параметры

Поверхность

Наветренная поверхность

Шаг сканирования

1 м

Коэффициент надежности по нагрузке gf

1,4

 

H

7,3

м

 

 

Высота (м)

Нормативное значение (Т/м2)

Расчетное значение (Т/м2)

0

0,023

0,032

1

0,023

0,032

2

0,023

0,032

3

0,023

0,032

4

0,023

0,032

5

0,023

0,032

6

0,024

0,034

7

0,026

0,036

7,3

0,026

0,037

 

Расчетное сопротивления грунта основания

 

Расчетное сопротивления грунта основания определяем по п. 5.6.7-5.6.24 СП 22.13330.2011

Формула 5.7:

, глинистые грунты с показателем текучести грунта

, для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины к высоте

, при определении прочностных характеристик грунта по таблицам приложения Б

-ширина подошвы фундамента

м

z=b/2=0.5/2=0.25м,

γII′=25,8кН/м3-осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента;

осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0.25 м:

осредненное расчетное значение сцепления грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0.25 м:

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0.25:

Коэффициенты, определяемые по таблице 5.5 в зависимости от угла внутреннего трения и сцепления: 

R=11.4 т/м2 < Nz=13.9 т/м2

 

3.3 Результаты расчета.

Продольные силы в ленточном фундаменте Nx Тхм/м

 

 

 

Вертикальные перемещения ленточного фундамента Z мм

 

 

 

Вертикальные напряжения в грунте Nz Т/м2

 

 

4.         ВЫВОДЫ

Основываясь на проведенных расчетах, что удельное сопротивление грунта R < Nz  грунта залегающего ниже подошвы фундамента на 0.25 м, делаем вывод, что в крайних и угловых участках здания возможна неравномерная осадка фундамента, которая приводит к концентрации напряжений, ведущим к  внешним дефектам фасада здания (сколам и трещинам), а так же к концентрации напряжений в несущих конструкциях здания, что приводит к дефектам этих конструкций.

Рекомендуется произвести усиление крайних участков фундамента здания по всему периметру с использованием буро-инъекционных свай, а так же произвести усиление грунта под фундаментом здания по периметру методом «Jet Grounting»  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5 Схема усиления фундамента здания.

Рис.6. Схема усиления грунта под фундаментом.

 

 

 

 

 

 

 

Консультации технического отдела
+7-903-095-09-10 (Евгений)
Звоните в технический отдел в удобное для Вас время
gip@gip.su