УДК 624.154

ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННО-ЛОГИСТИЧЕСКОГО ПАРКА

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Галова Юлия Сергеевна2, Галов Алексей Сергеевич3, Грачева Юлия Вячеславовна4
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, заведующий кафедрой геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, ассистент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, магистр кафедры геотехники и дорожного строительства
4Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация
При строительстве промышленно-логистического парка в г. Новосибирске предложены два варианта фундаментов с одинаковой несущей способностью: свайные фундаменты и фундамент «SPIDER».

Ключевые слова: несущая способность, свайный фундамент, фундамент «SPIDER»


OPTIMUM OPTION OF THE BASE FOR INDUSTRIAL AND LOGISTIC PARK

Glukhov Vyacheslav Sergeyevich1, Galova Yulia Sergeyevna2, Galov Alexander Sergeyevich3, Gracheva Julia Vjacheslavovna4
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, head of the department of geotechnics and road construction
2Penza State University of Architecture and Construction, assistant to department of geotechnics and road construction
3Penza State University of Architecture and Construction, master of department of geotechnics and road construction
4Penza State University of Architecture and Construction, сandidate of Technical Sciences, associate professor of geotechnics and road construction

Abstract
During the construction of industrial and logistics park in Novosibirsk offered two variants of the same foundation bearing capacity: pile foundations and the foundation «SPIDER».

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Глухов В.С., Галова Ю.С., Галов А.С., Грачева Ю.В. Оптимальный вариант фундамента для промышленно-логистического парка // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/47614 (дата обращения: 06.06.2017).

При строительстве на территории Промышленно-логистического парка г. Новосибирска в Новосибирском районе МО Толмачевский сельсовет производственного корпуса завода КПД, производительностью до 70 000 м2 жилья в год, был принят вариант фундаментов из составных свай длиной 17,0 м. Указанная длина свай обусловлена сложными грунтовыми условиями площадки. Значительный по толщине слой представлен водонасыщенными суглинками, из которых выделены пять инженерно-геологических элементов ИГЭ (см. табл. 1).
Производственное здание представляет собой 4-х пролетную стоечно-балочную железобетонную конструкцию. Ширина пролетов 24,0 м, шаг средних колонн 12,0 м и по периметру корпус в сочетании с факверковыми колоннами с шагом 6,0 м. Общая длина здания 204,0 м. Общая площадь застройки 20 тыс.м3
За относительную отметку 0,000 принята отметка чистого пола 1 этажа, что соответствует абсолютной отметке 113,6 м.
Здание в основном одноэтажное. Первоначально предложенный вариант представлял свайное поле из составных свай в количестве 1387 шт. и длиной l=17,0 м. Под средние колонны кусты свай составляли 12 шт., а под крайние – 9 шт.

Таблица 1 – Основные расчетные физико-механических характеристик слоев грунта
Наименование грунта
Мощность слоя, м
Число пластичности
Показатель текучести
Плотность грунта, кН/м3
Удельный вес грунта, кН/м3
Коэффициент пористости
Модуль деформации, МПа
Угол внутреннего трения, °
Удельное сцепление, кПа
ИГЭ-2. Суглинок пылеватый 1,8 0,1 >1 16,2 26,8 0,91 3,3 15 27
ИГЭ-3. Суглинок пылеватый 2,7 0,12 0,75 18,4 26,9 0,77 8,5 16 21
ИГЭ-3а. Суглинок тяжелый пылеватый 6,3 0,12 0,33 17,2 26,9 0,72 5,7 19 54
ИГЭ-4. Суглинок тяжелый пылеватый 11,8 0,12 0,67 17,8 26,8 0,8 4,1 16 31
ИГЭ-4. Суглинок тяжелый пылеватый 2,5 0,12 0,33 19,2 27,1 0,7 7,4 19 39

Здание в основном одноэтажное. Первоначально предложенный вариант представлял свайное поле из составных свай в количестве 1387 шт. и длиной l=17,0 м. Под средние колонны кусты свай составляли 12 шт., а под крайние – 9 шт.


Рис. 1. Геологический разрез площадки строительства
 Рис. 2. Схема расположения свай

В таких грунтовых условиях целесообразно устройство фундамента в виде кустов призматических составных железобетонных свай. Несущая способность призматической сваи будет складываться из сопротивления грунта под острием R и сопротивления вдоль боковой поверхности f. Значения R и f принимаем по табл. 1 и 2 [1]. 
Несущая способность призматической сваи определяется по формуле (8) [1].

Fd = γccRRA + u ∑γcffihi)

По расчету несущая способность призматической сваи длиной 17 м составляет 375 кН.
Удельная несущая способность призматической сваи:
Fуд.пр=F/Vпр., где Vпр.=Sосн.h - объем сваи;
Fуд.пр=375/(0,3·0,3·17)=245 кH/м3.
Расчетно-допускаемая нагрузка на такую сваю составит:
Nрд=F/=375/1,4=268 кH.
Несущая способность куста 12-ти призматической сваи длиной 17 м составляет 4510 кН.
Nр.д.куста свай =F/=4510/1,4=3220 кH.
Ростверк принимаем ступенчатый с размерами в плане 2,4х3,3м.
Стоимость куста из 12-ти призматических составных железобетонных свай составляет: 
Vроств=2,4·3,3·0,6+2,4·1,0·1,2=7,64 м3
Vсвай=0,3·0,3·17·12=18,36 м3
ССроств=7,64·14,0=107 тыс.руб.
ССсвай=18,36·14,0=257 тыс.руб.
ССземл.работ=0,4·18,0=7 тыс.руб.
Итого:107+257+7=371˜370 тыс.руб.
Авторами предложен альтернативный вариант в виде фундамента «SPIDER» на песчаной подушке. С учетом расчетной вертикальной нагрузки от средней колонны NII=5000/1,15=4350 кН фундамент представляет собой железобетонную плиту с размерами l=2,4×3,0 м и угловыми консолями (рис.2). Размеры последних bk×lk=1,2×2,1 м. Указанные размеры элементов фундамента определены с учетом расчетного сопротивления песчаной подушки равного Rп.п.=275 кПа, тогда как сопротивление водонасыщенного суглинка Rc=160 кПа.
Фундамент «SPIDER» состоит из пяти элементов, максимальная ширина которых составляет b=2,4 м. Согласно [2] при проектировании песчаных подушек толщина последних должна быть не менее 0,5·b=1, следовательно в данном случаеhп=1,2 м. С учетом указанной толщины выполнен расчет комбинированного снования с учетом взаимовлияния всех элементов.


Рис. 3. Расчетная схема фундамента «SPIDER»

Загружаем схему, нагрузки и характеристики грунтового основания в расчетную программу «Осадка» (рис. 4). По результатам расчета получаем осадку c учетом взаимовлияния консолей S=119 мм. Таким образом расчетная осадка не превышает предельно допустимого значения Su=120 мм. При сплошной плите фундамента минимальная ширина подошвы bmin=4,2 м и следовательно толщина плиты hmin=2,05 м. При этом расчетная осадка фундамента S=195 мм. Для уменьшения последней до 120 мм требуется запроектировать песчаную подушку толщиной порядка 3,2 м, что приведет к серьезному удорожанию фундаментов.


Рис. 4. Расчет осадки S фундамента «SPIDER» с учетом взаимовлияния

Стоимость фундамента «SPIDER» составляет: 
Vф-та = 2,4·3,0·0,5+1,0·1,0·1,0+4·1,2·2,1·0,5·0,85 = 9,0 м3
Vземл. работ =6,0·6,0 = 36,0 м3
Vподбет = 1,7 м3
ССф-та= 9,0 м3·14 тыс. руб./м3 + 36,0 м3·0,3 тыс. руб./м3 + 1,7 м3·6 тыс. руб./м3 = 147,0 тыс. руб.
Из расчетов сметной стоимости обоих вариантов фундаментов можно сделать вывод, что экономическая эффективность последнего составляет более 50% от стоимости свайных фундаментов.


Библиографический список
  1. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М.: Госстрой. 2004.
  2. Пособие к СНиП 2.02.01-83 Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений. М., Госстрой СССР. 1986.


Все статьи автора «Грачева Юлия Вячеславовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: