Водопонижение и гидроизоляция фундаментов

   Так как здание без подвала, то принимаем глубину заложения фундамента d=1,4м.

   4.2. Определение размеров подошвы фундамента по расчетному сопротивлению грунта основания.

1. Приближенно определяем площадь подошвы фундамента:

- удельный вес фундамента  с грунтом на его обрезах,  = 20 кН/м³;

d – глубина заложения фундамента (из п.4)

     R – расчетное сопротивление грунта, определяемое по СНиП;

     R₀=500 кПа - условное расчетное сопротивление первого слоя;

N₀н = 1010,586 кН.

    . 

2. Определяем  ширину подошвы b:

Для столбчатых фундаментов 

. 

3. Среднее давление под подошвой фундамента:

Подбираем фундамент стаканного типа по ГОСТ 24476-80:

1Ф21.8-1   L = 2100мм, h = 750 мм, G = 4,5 т.

;

.

    Среднее давление под подошвой фундамента Р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, кПа, определяемого по формуле:

     ,

    где g_с1=1,3 и g_с2=1,2 – коэффициенты условий работы;

   k=1,1 – коэффициент, принимается из условия, что прочностные характеристики грунта (j и с) приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1 [1];

    M_g=2,28, M_q=9,44, M_c=10,11 – коэффициенты, принимаемые по табл. 4 [1];

    k_z=1 – коэффициент, так как b<10м;

    b=2,1 м – ширина подошвы фундамента;

   g_II=(1,6×10,68+2,9×9,52+3,3×10,08)/7,8=9,995 кН/м³ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды);

   g’_II=10,68 кН/м³ – то же, залегающих выше подошвы;

   c_II=0 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

   d_b=0м – глубина подвала;

   d₁ – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений, принимаем равной d=1,4 м.

   Среднее реактивное давление по подошве фундамента: R  

Условие выполняется. 

4.3. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования.

    Осадка  определяется по следующей формуле:

    

    h_i - толщина i - го слоя;

    Е_i - модуль деформации i-го слоя.

    s_zp,i - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме напряжений на верхней и нижней границах элементарного слоя по вертикали.

    Осадку  определяем до тех пор, пока , т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20%  напряжений от собственного веса грунта.

    Вертикальное  напряжение от внешней нагрузки определяем по формуле:

    

    где a - коэффициент, принимаемый по таблицам СНиП, и зависит от относительной глубины z.

     Таблица 5. Определение осадки фундамента.

Наименование грунта	№слоя	z, м	h, м	b, м	ξ=2z/b	α	Pо, кПа	σzp=α×Pо, кПа	σzg, кПа	0,2×σzg	E, кПа	Si, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9	11	12	13	14
Песок крупный	1	0,000	0,780	2,1	0,000	1,000	233,356	233,356	7,837	1,567	34000	0,43
	2	0,710	0,710	2,1	0,676	0,850	233,356	198,353	14,970	2,994	34000	0,33
	3	1,420	0,710	2,1	1,352	0,546	233,356	127,412	22,103	4,421	34000	0,21
Глина	4	2,145	0,725	2,1	2,043	0,328	233,356	76,541	28,872	5,774	13000	0,34
	5	2,870	0,725	2,1	2,905	0,190	233,356	44,338	35,642	7,128	13000	0,20
	6	3,595	0,725	2,1	3,595	0,131	233,356	30,570	42,411	8,482	13000	0,14
	7	4,320	0,725	2,1	4,286	0,100	233,356	23,336	49,181	9,836	13000	0,10
Песок пылеватый	8	5,145	0,825	2,1	5,071	0,070	233,356	16,445	57,342	11,468	18000	0,06
	9	5,970	0,825	2,1	5,857	0,054	233,356	12,601	65,504	13,101	18000	0,05
												Σ=2,31

 

S_u - предельно допустимая деформация, которая определена по приложению 4 СНиП 2.02.01- 83*.

 S_U=8 см. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.4. Проверка прочности подстилающих слоев "слабых" грунтов

;

;

 по табл.1 СНиП 2.02.01-83;

;

;

. 

22,103+208,154=230,257кПа    <    292,244кПа.

Условие выполняется.

 

5. Расчет свайных фундаментов.

    1) Определяем грунт основания

    В качестве несущего слоя для свайного фундамента принимаем четвертый слой – суглинок.

    2) Определяем длину сваи: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Принимаем сваи марки СНпр3-80 (по ГОСТу 19804.2-79*) с размером сечения 300×300 мм, массой 1,83т.

    3) Определим несущую способность одиночной сваи по формуле:

    

,

     - коэффициент условий работы  сваи в грунте;

     и - коэффициенты условия работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетное сопротивление грунта и принимаемые по таблице:

    для случая погружения сплошных свай дизельным молотом ;

    А - площадь поперечного сечения  сваи ;

    U - периметр поперечного сечения  сваи  ;

    R =7151 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи при глубине погружения 3 м. Принимается по табл.1 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

    f_i - расчетное сопротивление i - го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по табл.2 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

    4) Расчетная нагрузка на одну  сваю:

    

     - коэффициент надежности.

    5) Количество свай

     ;

     м;

     ;

    Принимаем n=8. 

5.1. Проверка свайного фундамента.

    

    Для :

     ;

     ;

     ;

     ;

    

     ;

     ;

     ; 

    По  формуле Пузыревского:

    

    

    Условие P<R выполняется . 
 
 
 

5.2 Расчет осадок свайного фундамента.

    Осадка  определяется по следующей формуле:

    

    h_i - толщина i - го слоя;

    Е_0i - модуль деформации i - го слоя.

    Осадку  определяем до тех пор, пока , т.е. напряжения от внешней нагрузки не должны превышать 20%  напряжений от собственного веса грунта.

    Вертикальное  напряжение от внешней нагрузки определяем по формуле:

    

    a - коэффициент, принимаемый по табл.1 приложения 2 СНиП 2.02.01-83 «Основания и фундаменты», зависит от относительной глубины z.

     Таблица 6. Определение напряжений под подошвой фундамента.

Наименование грунта	№слоя	h, м	z	b, м	ξ=2z/b	α	Pо, кПа	σzp=α×Pо, кПа	σzg, кПа	0,2×σzg	E, кПа	Si, см
Суглинок	1	8,900	0,000	2,41	0,000	1,000	146,451	146,451	78,801	15,760	13000	0,08
												Σ=0,08

S_u - предельно допустимая деформация, которая определена по приложению 4 СНиП 2.02.01- 83*.

      S_U=8 см.

 

6. Технико-экономическое сравнение вариантов.

    Определение объема котлована:

    

    где: h = 0,6 (0,3) м -глубина котлована      

    a′, b′ - длины сторон котлована по низу;

    a′=a+2·(0,5+0,5) =42,0+2,0=44,00 м

    b′=b+2·(0,5+0,5)=66,0+2,00=68,00м

    a₁ ,b₁ - длины сторон котлована по верху.

    а₁ =a′+h×m=42,00+2×0,6(0,3)×0,5=42,6 (42,3)м

    b₁ =b′+h×m=66,00+2×0,6(0,3)×0,5=66,6 (66,3)м

    где: m=0,5-коэффициент откоса (СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты).

    

;

    

.

    Объем грунта для засыпки пазух котлована 

    

    где: V_K - объем котлована

          V_Ф - объем фундаментов, м³ 

          К_ОР =1,06 - коэффициент остаточного разрыхления

    

=2142,752 м³;

    

.

    Объем грунта при зачистке дна котлована

    V_ЗАЧ=S_Ф·h_Н, м³

    где: S_Ф=а′×b′=44×68=2992 м²  - площадь котлована по низу, м²

          h_Н =15 см величина недобора грунта при разработке грунта экскаваторами;

    V_ЗАЧ=2992×0,15=448,8 м³.

    Объем лишнего грунта, подлежащего вывозке:

    V_ЛГ=V_К-V_ОЗ

    V_ЛГ=2273,118-2142,752=130,366 м³

    V_ЛГ=2984,696-2809,651=175,045 м³ 
 
 
 
 
 
 

Таблица 7. Технико-экономическое  сравнение фундаментов.

Наименование  работ	Ед. измер.	Обоснование	Кол-во	Затраты на ед.			Общие затраты
				Стоимость, руб.	Трудоемкость, чел/дн.		Стоимость, руб.	Трудоем-кость  чел/дн.
Фундамент стаканного типа
Разработка  грунта экскаватором 1 м3 в отвал	1000 м3	ФЕР 01-01-003-12	2,143	8282,76	19,59		17 749,95	41,98
то  же с погрузкой в автомобили-самосвалы	1000 м3	ФЕР 01-01-013-12	0,130	10686,1	31,32		1 389,19	4,07
Обратная  засыпка пазух бульдозером  80 л.с.	1000 м3	ФЕР 01-01-033-6	2,143	635,07	-		1 360,96	-
Уплотнение  грунта пазух пневматическим трамбовками	100 м2	ФЕР 01-02-051-2	16,48	525,1	14,96		8 653,65	246,54
Укладка фундамента массой до 1.5 т	шт		96	5357,47	91,58		514 317,12	8 791,68
Горизонтальная  гидроизоляция гидроизолом в 2 слоя	100 м2	ФЕР 08-01-003-03	3,63	4249,48	20,1		15 425,61	72,96
Боковая гидроизоляция битумной мастикой в 2 слоя	100 м2	08-01-003-05	6,05	1173,88	21,2		7 101,97	138,26
ИТОГО по фундаментам стаканного типа							565 998,45	9 295,49
Свайный фундамент
Разработка  грунта эксковатором 1 м3 в отвал	1000 м3	ФЕР 01-01-003-12	2,810	8282,76		19,6	23 274,56	55,08
то  же с погрузкой в автомобили-самосвалы	1000 м3	ФЕР 01-01-013-12	0,175	10686,1		31,3	1 870,08	5,48
Обратная  засыпка пазух бульдозером 80 л.с.	1000 м3	ФЕР 01-01-033-6	2,810	635,07		-	1 784,55	-
Уплотнение  грунта основания	100 м2	ФЕР 01-02-05-2	0,449	525,1		15	235,77	6,74
Забивка свай длиной до 10 м дизель молотом копровой установкой	шт		192				92 952,58	427,16
	м3	ФЕР 05-01-001-1	138,24	672,4		3,09
Устройство  монолитного Ж/Б ростверка с устройством опалубки	100 м3	ФЕР 06-01-001-22	3,36	116960,44		446	392 987,08	1 498,56
Горизонтальная  гидроизоляция гидроизолом в 2 слоя	100 м2	ФЕР 08-01-003-03	0,96	4249,48		20,1	4 079,50	19,30
Боковая гидроизоляция битумной мастикой в 2 слоя	100 м2	ФЕР 08-01-003-05	9,33	1173,88		21,2	10 952,30	197,80
ИТОГО по свайному фундаменту							528 136,42	2 210,12