УДК 624.15

ОПТИМИЗАЦИЯ ФУНДАМЕНТОВ СКЛАДА СЫРЬЯ

Глухов Вячеслав Сергеевич1, Хрянина Ольга Викторовна2, Глухова Светлана Вячеславовна3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация
В статье рассматриваются вопросы оптимизации фундаментов склада сырья. Сделан выбор экономичного варианта фундаментов в вытрамбованных котлованах на просадочных грунтах. Устройство двухуровневого уширения и формирование под уширением уплотненной области грунта в 2÷3 раза, уменьшает расчетную осадку фундамента.

Ключевые слова: расчетная осадка, сметная стоимость, уширение из щебня, фундамент в вытрамбованном котловане


FOUNDATIONS OPTIMIZE RAW WAREHOUSE

Glukhov Vyacheslav Sergeevich1, Hryanina Olga Viktorovna2, Glukhova Svetlana Vyacheslavovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of department of Geotechnics and Road Construction
3Penza State University of Architecture and Construction, Student of department of Geotechnics and Road Construction

Abstract
Optimization foundation are considered raw material warehouse. Economical option selected foundation rammed pits on subsiding soils. The calculated sediment decreases foundation in 2 ÷ 3 times at the device of a two-level broadening.

Keywords: broadening of the rubble, calculated sediment, estimated cost, foundation rammed pits


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова С.В. Оптимизация фундаментов склада сырья // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/03/79553 (дата обращения: 02.06.2017).

При строительстве здания склада сырья и упаковочных материалов на объекте в г. Самаре инженерно-геологические условия площадки строительства оцениваются неоднозначно с позиции выбора рационального варианта фундамента [1, 2]. С поверхности залегает почвенно-растительный слой (ИГЭ-1) мощностью 0,2÷1,0 м. Последний подстилается слоем суглинка, мощностью порядка 6,0÷7,0 м (ИГЭ-2), обладающего просадочными свойствами. Ниже, в пределах разведанной толщи до 20 м, расположен слой супеси с расчетным показателем текучести IL=0,37. Характеристики слоев представлены в таблице. В целом площадка относится к I типу грунтовых условий по просадочности. Здание “Склада сырья….” в конструктивном отношении каркасное, с монолитными железобетонными колоннами и металлическими фермами. Основная сетка колонн 24,0х12,0 м. Выбор оптимального варианта фундаментов авторами выполнен на примере учета нагрузок на наиболее нагруженную среднюю колонну. Расчетные нагрузки в уровне верхнего обреза фундамента при проектировании по I группе предельных состояний составляют: NI = 1600,0 кН; QI =150,0 кН; МI = 50,0 кН.м. В процессе выбора технического решения рассматривается три варианта фундамента.

Первый вариант относится к категории фундаментов мелкого заложения на грунтовой подушке. Необходимость устройства последней обусловлена наличием слоя просадочного суглинка (ИГЭ-2). Подушка устраивается из выше указанного суглинка путем трамбования слоя заданной толщины. Технология устройства одиночного фундамента под колонну заключается в отрывке котлована на глубину 1,2 м, локальном уплотнении тяжелой трамбовкой слоя порядка 1,0 м. Указанная толщина определена расчетом из условия, что давление на подстилающий просадочный слой суглинка не должно превышать начального давления просадочности Рsl = 130 кПа (рис.1).


Рис. 1. Варианты фундаментов

Вышеуказанные толщина подушки и размеры подошвы фундамента мелкого заложения определяются путем последовательного приближения, включая расчет основания по деформациям. В данном случае принимаемая площадь фундамента составляет A=b•l=3,0•3,0=9,0 м2. Объем фундамента – 4,5 м3. Сметная стоимость устройства одного фундамента около 95 тыс. руб., включая земляные работы, формирование уплотненной грунтовой подушки, устройство монолитного железобетонного фундамента, обратную засыпку пазух.

Второй вариант фундаментов предполагает применение традиционных призматических забивных свай [3, 4, 5], длина которых определена из условия прорезания просадочного слоя (ИГЭ-2). Сметная стоимость устройства фундамента по данному варианту порядка 75,5 тыс. руб.

Особенностью третьего варианта фундаментов авторы считают устройство двухуровневого уширения с целью исключить необходимость прорезки просадочного слоя грунта [6, 7, 8]. Современными строительными нормами последнее является обязательным. В предлагаемом варианте устройство потенциальной возможности проявления просадки исключается формированием соответствующей уплотненной зоны грунта под уширением [9, 10, 11].

При проектировании длина фундамента определяется путем последовательного приближения с учетом толщины двухуровневого уширения и мощностью уплотненного слоя при формировании уширения [12].

Авторы считают допустимым при назначении общей длины фундамента исходить из условия, что расчетная граница уплотнения должна достигать границ подстилающего слоя [13, 14, 15]. Общепринято при проектировании свайных фундаментов длину последних назначать из условия прорезания просадочного слоя с заглублением в последующий. При этом работа острия свай является определяющей в оценке несущей способности, так как сопротивление грунта под острием весьма значительно. При проектировании фундаментов в вытрамбованных котлованах несущая способность, главным образом, обусловлена сопротивлением уплотненного грунта под уширением Ry. Давление грунта на границе уплотненной зоны в 3-4 раза меньше вышеуказанного расчетного сопротивления Ry (рис.2). В точке 3, исходя из расчетной схемы (рис.2), требуемая длина фундамента составляет 5,0 м, что позволило определить объемы фундамента с расходом бетона и щебня. В целом сметная стоимость фундамента в пробитой скважине составляет около 60,0 тыс.руб.


Рис. 2. Схема расчета осадки

Устройство двухуровневого уширения и формирование под уширением уплотненной области грунта существенно, в 2÷3 раза, уменьшает расчетную осадку фундамента.

При этом для третьего варианта производительность работ при устройстве фундаментов в 2,5÷3,0 раза выше, чем при устройстве фундаментов мелкого заложения.


Библиографический список
  1. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В.ЗНАЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕВестник магистратуры. 2014. № 11-1 (38). С. 45-48.
  2. Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Пономарева Т.В. К ВОПРОСУ ИЗМЕНЧИВОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ. В сборнике: Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберегающих технологий: материалы V Всероссийской научно-практической конференции Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. С. 40-42.
  3. Хрянина О.В., Белый А.А. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Г. ПЕНЗЫ.Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-2 (47). С. 36-41.
  4. Чичкин А.Ф., Хрянина О.В. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СВАЙ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ НА МОДЕЛЯХМоделирование и механика конструкций. 2016. № 3. С. 19.
  5. Мельников В.А., Алексеев Н.С., Ионов К.И. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДИК РАСЧЕТА ОСАДКИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 9-1 (53). С. 37-45.
  6. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ НА ОСАДКУИзвестия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2 (38). С. 351a-354.
  7. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ НА КОМБИНИРОВАННОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 5-1 (49). С. 138-143.
  8. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. МОДЕРНИЗАЦИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХ С УШИРЕНИЕМ.Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3-1 (47). С. 91-95.
  9. Gil’man Ya.D., Glukhov V.S. Wedge-shaped piles as foundations for space-frame buildingsSoil Mechanics and Foundation Engineering. 1982. Т. 19. № 4. С. 136-140.
  10. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С.Устройство фундаментов из набивных свай в пробитых скважинахМеханизация строительства. 2010. № 6. С. 2-7.
  11. Крутов В.И., Когай В.К., Глухов В.С. УЧЕТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ РАСЧЕТЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. В сборнике: Геотехнические проблемы мегаполисовТруды международной конференции по геотехнике “Развитие городов и геотехническое строительство”. Международное общество по механике грунтов и геотехническому строительству, Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений имени Н.М. Герсеванова, НПО “Геореконструкция-Фундаментпроект”. 2010. С. 1385-1388.
  12. Хрянина О.В., Харьков Д.П. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ СВАЙ В ПРОБИТЫХ СКВАЖИНАХСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 6-1 (50). С. 114-120.
  13. Хрянина О.В., Астафьев М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ И ДЛИНЫ ФУНДАМЕНТА В ВЫТРАМБОВАННОМ КОТЛОВАНЕ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬСовременные научные исследования и инновации. 2015. № 6-2 (50). С. 64-70.
  14. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УШИРЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ В ВЫТРАМБОВАННЫХ КОТЛОВАНАХ НА ОСАДКУ.Современные научные исследования и инновации. 2015. № 4-1 (48). С. 65-70.
  15. Глухов В.С., Хрянина О.В., Глухова М.В. СВАЙНО-ПЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА КОМБИНИРОВАННОМ ОСНОВАНИИВестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 2. С. 229-237.


Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»


© 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: