Целесообразность проектирования данного сооружения обусловлена необходимостью обеспечения города социальным жильем, так как вторичный фонд жилья ветшает и требует замены недорогим и качественным. Данная работа предусматривает строительство 16-этажного жилого дома в г. Тольятти. 
Расчет осуществлялся автором в соответствии с требованиями [1] и [2]. Объемно-пространственная композиция здания и принятая этажность дома выбрана с учетом перспективной застройки района строительства. 
Фундаменты рассчитываются для наиболее характерных участков здания (наружные и внутренние стены). При проектировании фундаментов здания или сооружения необходимо на плане первого этажа указать основные несущие конструкции подземной части и определить расчетные нагрузки, действующие в уровне обреза фундаментов.
Расчетные величины действующих нагрузок определяются как произведение нормативных значений на коэффициенты надежности по нагрузке _f, которые должны соответствовать рассматриваемому предельному состоянию и учитывать возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений. 
Нагрузки и воздействия на основание, передаваемые фундаментами зданий и сооружений, должны устанавливаться расчетом. Исходя из рассмотрения совместной работы здания или сооружения и основания, или фундамента и основания, и приниматься с учетом требований [3]. Район строительства имеет следующие характеристики:
- расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -31°
- расчетный вес снегового покрова (IV район) -2,4 кПа
- нормативное значение ветрового давления (III район) – 0,38 кПа.
В большинстве случаев расчет совместной работы надземной конструкции, фундамента и основания достаточно сложен, в связи с чем нагрузки на фундаменты определяют раздельно. При этом учитываются нагрузки, которые возникают при строительстве и эксплуатации зданий.
Автором были собраны нагрузки на фундаменты (см. табл. 1).

Для наружной стены:

Для средней стены:

_{Aст = 6 м}² 
_{Для торцевой стены:}

Следующим этапом является исследование инженерно-геологических условий на строительной площадке.
Инженерно-геологические изыскания на участке, отведенном под строительство 16-ти этажного жилого дома выполнены в 2011 г. Целевым назначением выполненных изысканий являлось:
- изучение геологического разреза участка в контурах проектируемого дома, степени выдержанности литологических слоев в горизонтальном и вертикальном направлениях на глубину активной зоны сжатия;
- уточнение гидрогеологических условий участка;
- определение значений показателей физико-механических свойств грунтов, слагающих разрез.
В соответствии с [4] и программой работ на исследуемом участке пробурено по 2 скважины глубиной по 23,0 м и 1 скважина глубиной 10 м под подземную парковку. В геоморфологическом отношении участок строительства приурочен к IV надпойменной террасе левобережья р. Волги. Поверхность участка проектируемого строительства ровная, спланированная, благоустроена и имеет абсолютные отметки – 87,5-88,8 м.
Геологическое строение исследуемого участка представлено мощной толщей четвертичных отложений, которые на глубину 100-120 м подстилаются глинами неогена.
Условия залегания грунтов и выделенные инженерно-геологические элементы (ИГЭ) указаны на инженерно-геологическом разрезе, представленном в соответствующем проекте:
Почва суглинистая (местами подсыпан чернозем). Мощность слоя 1,0-1,5 м.
ИГЭ-1. Суглинок светло-бурого цвета, твердой консистенции, макропористый, с солями карбонатов, с тонкими линзами песка. Залегает под почвенными грунтами выдержанным слоем до глубины 5,0 м. Мощность слоя 3,5-4,0 м.
ИГЭ-2. Супесь светло-бурого цвета, твердой консистенции, макропористая, с солями карбонатов и прослойками песка мощностью до 3-10 см. супесь вскрыта под суглинком, слоем мощностью 2,7-4,0 м.
ИГЭ-3. Суглинок светло-бурого цвета, твердой консистенции с пятнами ожелезнения и прослойками песка мощностью до 10 см. Залегает до глубины 11,0-12,5 м от поверхности земли слоем мощностью 2,0-4,3 м.
ИГЭ-4. Песок мелкий с тонкими прослойками пылеватого, светло-желтого цвета, малой степени водонасыщения, глинистый. Вскрытая мощность песка мелкого 3,0-12,0 м.
Подземные воды до глубины 23,0 м не вскрыты. 
Нормативные и расчетные значения показателей физико-механических свойств грунтов приведены в таблице 2.

На следующем этапе мы должны рассмотреть все возможные варианты устройства фундаментов в полученных геологических условиях и выбрать самый экономически выгодный.
В соответствии с [1] сваи по несущей способности грунтов основания рассчитывают, исходя из условия

,

где N - расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент, кН;
F_f - несущая способность фундамента, кН; 
_n-коэффициент надежности, принимаемый при определении 
несущей способности фундамента расчетом равным 1,4.
Рассмотрим следующие варианты:
1.Определение несущей способности буровой сваи 
N=2651,48/1,4=1893,9 кН, окончательно принимаем расчетно-допускаемую нагрузку на сваю равной 1890 кН. 
Необходимое количество свай – 176 штук
2.Определение несущей способности забивной сваи. 
N =840/1,4= 600 кН, окончательно принимаем расчетно-допускаемую нагрузку на сваю равной 600 кН. 
Количество необходимых свай -550 штук
3. Определение несущей способности сваи в пробитой скважине.
Получаем
 кН
- условие надежной работы сваи по несущей способности основания.
По полученным результатам можем сделать вывод что самым приемлемым вариантом является последний, поэтому имеет смысл расчет осадки сваи в пробитой скважине. В соответствии с [2], осадку фундамента в пробитых скважинах с уширенным основанием определяем по схеме двухслойного линейно-деформируемого основания, состоящего из грунта уплотненной зоны и подстилающего грунта природного сложения (ИГЭ-3). При расчете осадки сжатие жесткого материала, втрамбованного в дно скважины не учитывается; размеры фундамента в плане принимаем равными размерам поперечного сечения уширенного основания в месте его наибольшего уширения; глубина заложения фундамента принимается на отметке низа уширенной части.
В уплотненной зоне принимаем модуль деформации грунта повышенным в 1,2 раза по сравнению с природным значением E_упл=1,2Е_пр=22,8 МПа; мощность слоя уплотненного грунта ниже жесткого ядра составляет h_упл=r_s-r_br=1,31-0,63=0,68 м; ширина уширения
 м; 
длина уширения равна ширине b_br = 1,116 м; расстояние от дневной поверхности природной отметки грунта до низа уширения d=9,8 м.
Вычисление осадки фундамента производим по формуле метода послойного суммирования (см. п. 1. Приложения 2 к [4]):

где все обозначения стандартные
Природное давление на уровне низа уширенного основания будет равно:
p_zq,0= 18,1·9,8 = 117 кПа. 
На один фундамент нормативная нагрузка будет равна N_II+G_ф=2200/1,15= 1914 кН.
Среднее давление на уровне низа уширенной части фундамента будет равно:

 кПа

Дополнительное давление на уровне низа уширенной части фундамента равно;

p₀=p-p_zq,0=1715 – 177 = 1538 кПа.
Найдем значение дополнительного давления на уровне низа уплотненной зоны грунта: 
;
p_zp,s=p_sp₀=0,61 1538 = 939 кПа < R = 1094,7 кПа.

Следовательно, определяем осадку в условиях линейной зависимости между напряжениями и деформациями в неуплотненном слое грунта природного сложения.

Дополнительное давление от собственного веса грунта для каждого элементарного слоя будет равно:

Коэффициент a определяем по таблице 3 по параметрам
 и , 
а значения ξ вычисляется по формуле 

и если назначаем 
h_i=0,42b_br, 
то получаем для точки 1 на глубине 
z₁=h₁=0,4b_br 
.
При равных слоях будем иметь к следующей точке одну и ту же добавку Δξ = 0,8; таким образом, для точки 2 получим ξ₂ = 1,6 и т.д.
Нижняя граница сжимаемой толщи при учете взаимного влияния пяти фундаментов находится на глубине H_c=6,92 м от низа жесткого ядра и осадка равна s= 7,6 см, что меньше предельно допустимого значения s_u= 8 см.
Для следующего этапа работы необходим расчет стоимости устройства фундамента.
Критерием сравнительной экономической эффективности является минимум приведенных затрат, которые определяются с учетом себестоимости работ капитальных вложений в базу строительства, трудоемкости, продолжительности возведения фундаментов и расхода материалов.

Для данного здания в данных грунтовых условиях наиболее экономически эффективны (для 2014 г) сваи в пробитых скважинах с минимальной стоимостью 9,465 млн. руб.

1. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фундаментов / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. – М., 2004.
2. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Минстрой России – М.: ГП ЦПП, 1996. – 48 с.
3. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований зданий и сооружений/НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. – М., 2005.
4. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01‑83)/НИИОСП им. Н.М. Герсеванова/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1986. – 415 с.
5. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия (с изм. 2003г.)/ ЦНИИСК им. Кучеренко / Госстрой СССР – М.

Все статьи автора «Грачева Юлия Вячеславовна»