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 I_L=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: N_I = 1600,0 кН; Q_I =150,0 кН; М_I = 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 Р_sl = 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 R_y. Давление грунта на границе уплотненной зоны в 3-4 раза меньше вышеуказанного расчетного сопротивления R_y (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.

1. Горынин А.С., Кошкина Н.В., Хрянина О.В.ЗНАЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ. Вестник 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 МОДЕЛЯХ. Моделирование и механика конструкций. 2016. № 3. С. 19.
5. Мельников В.А., Алексеев Н.С., Ионов К.И. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДИК РАСЧЕТА ОСАДКИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ. Современные 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 ОСАДКУ. Известия 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 ОСНОВАНИИ. Современные 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 buildings. Soil 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 скважинах. Механизация 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 СКВАЖИНАХ. Современные 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 СПОСОБНОСТЬ. Современные 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 ОСНОВАНИИ. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2014. № 2. С. 229-237.

Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»