Оптимальный вариант фундамента для промышленно-логистического парка


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"

При строительстве на территории Промышленно-логистического парка г. Новосибирска в Новосибирском районе МО Толмачевский сельсовет производственного корпуса завода КПД, производительностью до 70 000 м 2 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. м 3.

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

Грунт фундамент свая нагрузка

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 = гc(гcRRA + u ?гcffihi)

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/м 3.

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 2,4х 3,3м.

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 м 3

Vсвай=0,3-0,3-17-12=18,36 м 3

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 bЧl=2,4Ч3,0 м и угловыми консолями (рис.2). Размеры последних bkЧlk=1,2Ч2,1 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 м 3

Vземл. работ =6,0-6,0 = 36,0 м 3

Vподбет = 1,7 м 3

ССф-та= 9,0 м 3-14 тыс. руб./м 3 + 36,0 м 3-0,3 тыс. руб./м 3 + 1,7 м 3-6 тыс. руб./м 3 = 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.

Похожие статьи




Оптимальный вариант фундамента для промышленно-логистического парка

Предыдущая | Следующая