Расчет фундамента

1.   Исходные данные

Назначение здания – промышленное, отапливаемое.

Длина здания Lзд = 216 м. Ширина здания Bзд = 60 м.

Ширина пролета  Впр = 15 м. Шаг Вш = 8 м.

Высота фундамента Нф = 3,0 м.

Размеры подошвы  Вф×Lф = 3,4×4.7 м

Бетон фундамента В35 на ПЦ марки М-500.

Бетон подготовки – В7,5.

Температура выдерживания бетона +5 °С, наружного воздуха tн.в. = -11,13°С.

Растительный  слой грунта – без корней и примесей.

Грунт – глина жирная с примесью гравия >10% по объему ; объемная масса грунта

 γ = 1,9 т/м3.

Армирование: сетки  ступеней d_sc=14 мм с шагом ас=250 мм, nсс=2 сетка в

ступени, подколонник – dsп=12 мм с шагом ап=250 мм,

сетки подколонника dsc=12 мм с шагом ас=150 мм, nсс=3 сетки по обрезу

Расстояние транспортировки  грунта на вывоз L = 9 км.

Расстояние транспортировки  бетонной смеси, l = 18 км.

Срок планировочных  работ – 2-3 дн.

Срок выполнения земляных работ менее 30 дн.

Согласно заданию  принимаем металлический каркас здания, фундаменты монолитные железобетонные. Всего Nфунд = 140 фундаментов (определено по плану несущих конструкций).

Отметка заложения  обреза фундамента -0,150 м. Тогда отметка дна котлована

Fдн = Нф + Fобр + hнед = 3,0 + 0,15 + 0,1 = 3,25 м. 
 
 
 
 

2. Определение вида земляных работ для устройства фундамента

1. Определение  высоты котлована 

Нк = Fдн – hср – hнед = 3,25 – 0,15 – 0,1 = 3,0 м. 

2. Определение  горизонтального заложения откоса (см. формулу (4)):

d = m× Hк = 0, 5×3,0 = 1,5 м.

где m – коэффициент  откоса, для супеси m = 0, 5 (прил. 1) 

3. Определение  расстояния между выемками в  поперечном направлении

здания (по пролетам)

Lmax = Впр – Lф – 2×0,6–2×m×Нк = 15,0–4,7×2×0,6–2×0, 5×3,0 =6,36 м 

4. Определение  расстояния между выемками в  продольном направлении

здания (по шагу)

Lmin = Вшаг – Вф – 2×0,6–2×m×Нк = 8,0–3,4×2×0,6–2×0,5×3,0 =0,92 м 

5. При Lmax = 6,36 м ≤8,0 м - устраиваем общий котлован под все здание с

устройством въездной траншеи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Подсчет объемов земляных работ

При расчете  принимаем расстояние от основания откоса котлована до фундамента 0,6 м. Недобор грунта производим вручную на высоту 0,10 м.

1. Определение  площади срезки растительного  слоя бульдозером 

S = (Взд+20)×(Lзд+20) = (60+20)×(216+20) = 18 800 м². 

2. Определение  объема работ при перемещении срезанного грунта в отвал при расстоянии перемещения Lзд /2 = 216/2 = 108 м:

Vср.пер = S×hср = 18 800×0,15 = 2 832 м3.

где hср – высота срезанного грунта при планировке, hср = 0,15 м. 

3.Определение объема котлована:

3.1. Определение  длины котлована по дну с  учетом привязки крайних колонн температурного блока 0,5 м:

а = Lзд – 0,5×2 + Вф + 0,6×2 = 216 – 1+3,4+1,2 = 219,6 м.

где 0,5 – привязка крайних колонн температурного блока, м. 

3.2. Определение  ширины котлована по дну:

в = Взд + Lф + 0,6×2 = 60 + 4,7 + 1,2 = 65,9 м. 

3.3. Определение  длины котлована по верху:

А = а + 2×d = 219,6 + 2×1,5 = 222,6 м. 

3.4. Определение  ширины котлована по верху:

В = в + 2×d = 65,9 + 2×1,5= 68,9 м. 

3.5. Определение  объема котлована:

Vк = Нк×(а×в +А×В+(а+А)×(в+В))/6 =

3,0×(219,6×65,9+222,6×68,9+(219,6+222,6)×(65,9+68,9))/6 = 44 708,67 м³. 

4. Определение  объема съезда.

Принимаем 1 съезд в котлован:

Vсъезда =

= 

5. Определение  объема земляных работ:

Vзем.раб = Vк + Vсъезда = 44 708,67 + 58.64 = 44 767.31 м3. 

6. Определение  объема всех фундаментов:

Vфунд = (Vступ + Vподк)×Nфунд =

(0.3×(3,4×4,7+2,8×3,8+2,2×2,9+1,6×2) + 1,8×1,1×1)×140 = 1 574,16 м3. 

7. Определение объема бетонной подготовки:

Vбет.под = Впод×Lпод×hпод×Nфунд = 3,6×4,9×0,1×140 = 246,96 м3,

где Впод – ширина бетонной подготовки:

Впод = В_ф+0,2=3,4+0,2=3,6 м

Lпод = Lф+0,2 м = 4,7 + 0,2 = 4,9 м;

hпод – высота бетонной подготовки, hпод = 0,1 м. 

8. Определение  объема работ при подчистке  грунта под фундаментами вручную:

Vнед.руч = (Впод + 0,1)×(Lпод + 0,1)×hнед×Nфунд =3,7×5×0,1×140=259 м3. 
 

9. Определение  площади поверхностей фундамента, соприкасающихся с грунтом:

Sф = (Вф×h1+Lф×h1)×2 + (Вф1×h2+Lф1×h2)×2+ ...+ (Вф×Lф – Вфi×Lфi) =

(3,4×0,3 + 4,7×0,3)×2 + (2,8×0,3 + 3,8×0,3)×2+ (2,2×0,3 + 2,4×0,3)×2 +(1,6×0,3 + 2,0×0,3)×2+

+(1,8×1×2 + 1,8×1,1×2) + (3,4×4,7 – 1,1×1,0) = 36,18 м2. 

10. Определение  объема работ при обратной  засыпке пазух котлована вручную. Засыпка вручную поверхности фундамента производится на толщину 0,6 м, тогда:

Vобр.з.руч = Sф×tупл×Nфунд = 36,18×0,6×140 = 3 039,12 м³. 
 

11. Определение  объема работ при уплотнении  грунта обратной засыпки

электротрамбовками  вручную:

11.1. Определение  площади уплотнения грунта у подошвы фундамента:

Sпод = 4×(0,62 + 3,4 × 0,6) = 9,6 м2.

Примечание: при  расчете площади уплотнения у  подошвы фундамента bст = 0. 

11.2. Определение  площади уплотнения грунта вблизи фундамента в уровне первой, второй и третьей ступеней:

Sст _{1, 2,3}=4×(t²_упл-b²_cт+B_фi (t_упл-b_cт ))= 4×(0,6²-0,3²+1,6 (0,6+0,3))+4(0,6²-0,3²+2,2(0,6+0,3))+

+4(0,6²-0,3²+2,8(0,6+0,3))+4(0, 6²-0,3²+3,4(0,6+0,3)) =40,32 м² 

11.3. Определение  площади уплотняемой поверхности  грунта вблизи под-

колонной части  фундамента:

  23,04 м² 

11.4. Определение  площади уплотняемой поверхности фундамента:

S = ΣSст + Sподк = 49,92+ 23,04 + 40,32 = 72,96 м² 

11.5. Определение  объема работ при уплотнении  грунта обратной засыпки

всех фундаментов  электротрамбовками вручную:

Sупл.руч = Sфунд×Nфунд =72,96×140 = 10 214,4 м². 

12. Определение  объема обратной засыпки:

Vобр.з = Vзем.раб – Vфунд – Vбет.под ± (Vнед.руч – Vбет.под) = (44 767.31 – 1 574,16-

– 246,96  + (259 – 246,96  )) = 42 958,23 м³. 

13. Определение  объема работ при разработке  грунта в транспорт:

Vвывоз = Vфунд + Vбет.под ± (Vнед.руч – Vбет.под) =

=1 574,16+ 246,96  – (259 – 246,96  ) = 1 809,08 м³. 

14. Определение  объема работ при разработке  грунта навымет (в отвал),

Vотв, и перемещении грунта в отвал, Vпер.:

Vотв = Vпер = Vобр.з = 42 958,23 м3. 

15.Определение  объема работ при обратной засыпке котлована бульдозером, Vобр.з.бульд, и уплотнением катками, Vупл.кат:

Vобр.з.бульд = Vупл.кат = Vобр.з – Vобр.з.руч = 42 958,23 – 3 039,12 = 39 919,11 м³.

Примечание: обратная засыпка производится бульдозером  и экскаватором. 

4. Подсчет объемов  опалубочных работ

1. Определение  объема работ укрупнительной  сборки опалубки . Площадь укрупненных панелей равна всей площади опалубки фундаментов:

S укр.сб = Sоп×Nфунд = 34,2×140 = 4 788 м²;

Спецификация  элементов опалубки

 

2. Определение объема работ по монтажу опалубки. В блок собираем эле-

менты опалубки ступеней и подколонника. Определим  их массу:

2.1. Опалубка нижней ступени включает: 8 щитов (поз.1) массой 35,25 кг, 4 щита марки (поз.7) массой 21 кг и 4 щита (поз.9) массой 25,5 , 2 схватки марки Сх-3,5 массой 24,5 кг  и 2 схватки марки Сх-4,8 массой 33,6 кг, тогда масса блока:

         Мбл1 = =35,25×8+ 4×21+4×25,5+ +2×24,5+2×33,6=458,2 кг 

2.2. Опалубка 2 ступени включает: 8 щитов (поз.2) массой 28,5 кг, 4 щита (поз.6) массой 16,5 кг и 4 щита (поз.7) массой 21, 2 схватки марки Сх-3,2 массой 22,4 кг, 2 схватки

 Сх-4,35 массой 30,45 масса блока:

Мбл2 = 8×28,5+4×16,5+4×21+2×22,4+2×30,45 = 483,7 кг. 

2.3. Опалубка 3 ступени  включает: 8 щитов (поз.3) массой 21,75 кг,4 щита (поз. 5) массой 12 кг , 4 щита (поз.6) массой 16,5 кг, 2 схватки марки Сх-2,6 массой 18,2 кг и 2 схватки марки Сх-3,45 массой 24,15 кг, масса блока:

Мбл3 = 8×21,75+4×12+4×16,5+2×18,2+2×24,15 = 372,7 кг 

2.4. Опалубка 4 ступени включает: 10 щитов (поз.4) массой 15 кг, 4 щита (поз. 5) массой 12 кг , 2 схватки марки Сх-2 массой 14 кг и 2 схватки марки Сх-2,55 массой 17,85 кг, масса блока:

Мбл4 = 10×15+4×12+2×14+2×17,85=261,7 

2.5.Опалубка подколонника при монтаже включает: 4 щита марки 8 массой 49,5 кг, 4 щита марки 10 массой 45кг и 8 схваток марки Сх-1,65 массой 11,55 кг, и 8 схваток Сх-1,4 массой 9,8 масса блока:

Мбл5 = 4×49,5+4×45+8×11,55+8×9,8 = 548,8 кг. 

Если принять  монтаж подколонника по отдельным щитам  поверхности,

то масса одного укрупненного щита: Мбл5 = 4×49,5+4×45+8×11,55+8×9,8 = 548,8  кг.

Таким образом, масса всех блоков превышает 50 кг и монтаж этих конструкций производится краном. 

3. Определение  площади опалубки подготовки (см. табл. 18.4.2):

Sпод = Sоп.под×Nфунд = 1,7×140 = 238 м2. 
 
 
 

Спецификация  элементов опалубки на бетонную подготовку