close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Научно-исследовательская работа

код для вставкиСкачать
Разработка нетиповой технологической карты на устройство монолитного ростверка на винтовых сваях
Министерство образования Тверской области
ГБОУ Тверской технологический колледж
Тема: Научно-исследовательская работа по разработке нетиповой
технологической карты на устройство монолитного ростверка на винтовых сваях.
Специальность 080201 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Автор: Студентка гр.2с4 Широкова Елена Игоревна
Научный руководитель: Сидоренко Светлана Сергеевна
Место выполнения работы: Тверская область г. Удомля.
2016
1
Содержание:
1.Введение………………………………………………………………………………….3
2.История появления свайно-винтовых фундаментов в строительстве………………..3
2.1.Преимущества и недостатки свайно-винтовых фундаментов……………………..4
3.Расчёт и проектирование свайно-винтового фундамента с монолитным
ростверком…………………………………………………………………………………4
4.Выводы исследования…………………………………………………………………..7
5.Список источников……………………………………………………………………...7
6.Приложение 1……………………………………………………………………………8
2
1.Введение.
Проектирование и возведение любого здания начинается с фундамента. Перед нами встаёт ряд
трудоёмких процессов, которые необходимо выполнить при возведении фундамента, такие как
земляные работы, применение тяжёлой техники, сложные грунты, уклоны рельефа местности,
Перед строителями всегда стояла задача выполнить всё в максимальный срок, с минимальными
издержками и максимально качественно. С помощью достаточно новой технологии в
современном строительстве с применением свайно - винтовых фундаментов мы можем
значительно сократить трудоёмкость работ и сроки возведения конструкции, методом анализа
мы выясним целесообразность использования данного типа фундамента, его свойства, признаки
и преимущества. Свайно-винтовой фундамент служит опорой, как для лёгких конструкций,
например из бруса, так и для домов из кирпичей и блоков. Но для планомерного распределения
нагрузок на фундамент устраивают ростверк. Ростверк может быть из дерева, металла или
железобетона в зависимости от нагрузки. В проекте разрабатывается железобетонный ростверк
на винтовых сваях для двухэтажного жилого дома со стенами из пенобетонных блоков,
облицованных керамическим кирпичом.
2.Основная часть.
2.1.История появления свайных фундаментов в строительстве.
Винтовые сваи появились около 200 лет назад. Александр Митчелл ( 13 апреля 1780г-25 июня
1868 г) уроженец столицы Ирландии, является первооткрывателем винтовых свай. В 1838 году
Митчелл, взяв ссуду на строительство осветительных сооружений в зоне приливно-отливных
бассейнов в Лондоне, предлагал нижнюю часть сваи изготавливать в виде винта, для того
чтобы ввинчивать её в грунт. Сначала он изобрёл винтовой якорь. Затем появилась идея,
согласно которой конец трубы исполнялся в виде самого якоря, после чего это изобретение
получило свое название screw-pile (винтовая свая). Первый маяк на винтовых сваях получил
название Maplin Sands lighthouse. Объяснение было простое: «закручивать легче, чем забивать».
В закручивании свай для фундаментов маяков в те времена принимало участие до 32
человек.(8)
Рис.1 Первые примеры маяков сохранившиеся до наших дней.
3
В России первые винтовые сваи появились чуть позже. Первое упоминание использования
винтовых свай в жилищном строительстве было в 1900 году. Автором многочисленных
разработок и конструкций винтовых свай является Виктор Николаевич Железков – полковник в
отставке, крупный инженер-строитель. Он внёс в конструкцию винтовых свай специальные
лопасти, которые изготавливались из очень прочной стали В. Н. Железков на практике доказал,
что винтовые сваи во многом превосходят своими признаками стандартные фундаменты. В
некоторых случаях винтовые сваи являются единственным возможным и в то же время
экономичным решением сложных задач.(8)
2.2. Преимущества и недостатки свайных фундаментов.
Преимущества свайно-винтовых фундаментов:
-Отсутствие земляных работ;
-При необходимости можно вкручивать вручную;
-Отсутствует применение тяжёлой техники;
-Короткие сроки возведения фундамента;
-Дешевизна возведения;
-Ввинчивание труб можно производить в любое время года и в любых грунтах;
-Не нужно возводить опалубку и избавляться от лишнего грунта;
Недостатки свайно-винтовых фундаментов:
- коррозия металла, требуется дополнительная обработка антикоррозионными составами;
невозможно устройство цоколя или подвала из-за скопления излишков воды.
3.Расчёт и проектирование свайно-винтового фундамента с монолитным ростверком.
Винтовая свая представляет собой стальную трубу с заострённым наконечником, с
приваренной к ней лопастью специальной конфигурации (Рис.2, Прил.1). Для начала
проектируют свайное поле. (Рис.4, Прил.1) Свая погружается в грунт механизированным
способом при помощи экскаватора ВOBCAT Е14.(Рис 5,Прил.1)При ввинчивании сваи в
грунт, грунт не разрыхляется, а уплотняется. После чего сваи обрезаются в уровень. Полость
сваи заполняется бетоном М250(В20). С противоположной стороны к ней приваривается
оголовок. (Рис.3 ,Прил.1) Обвязкой служит монолитный железобетонный ростверк. Он
производится в несколько этапов: возведение опалубки (деревянные щиты); армирование
(арматурные сетки диаметром 12мм)(Рис.6, Прил.1); заливка бетоном (М250);снятие опалубки.
-Исходные данные:
4
Район строительства г. Удомля, здание жилое, количество этажей n=2; планировочная отметка
земли -0,880,подвал отсутствует, толщина наружной стены δ=620 мм; кровля двускатная , с
наличием мансардного этажа, угол наклона кровли α=17º, cos 17º=0,956, плиты перекрытия
железобетонные пустотные, грунты песок мелкозернистый мокрый с галькой..Нагрузки на
фундамент под наружную стену по оси «4» см. Приложение 1,таблица 1.
-Определение несущей способности винтовой сваи:
Исходные данные для расчёта сваи принимаем на основании СНИП II-Б.5- 67*
Несущая способность Ф в Кн винтовой сваи, диаметром лопасти D<1,2м и
длиной L<10м, работающей на осевую сжимающую и выдёргивающую нагрузку определяется
по формуле: Ф=m{(Aс1+By1h)*F+ fu(L-D)}, где m- коэффициент условия работы зависящий от
вида нагрузки, действующей на сваю, и грунтовых условий определяемых по табл. 7=0,5;
А и В- безразмерные коэффициенты принимаемые по табл. 8 в зависимости от нормативного
значения угла Фн =26, где под рабочей зоной принимается прилегающий к лопасти слой грунта
толщиной, равной D; А=23,1,В=12,3;
С1 – параметр линейности песчаного грунта в рабочей зоне в т/м2=0,5;
у1- приведенный объёмный вес грунтов(с учётом взвешивания водой),залегающих выше
отметки лопасти сваи в т/м3=19кН/м3;
h- глубина залегания лопасти сваи от природного рельефа, а при планировки территории
срезкой- от планировочной отметки в м; Принимается равной не менее 6D- при песчаных
грунтах , где D-диаметр лопасти – Приложение 1 СНИП II-17-77; h=0,6*6=3,6м;
F-проекция площади лопасти, считая по наружному диаметру в м2, при работе винтовой сваи
на сжимающую нагрузку, и проекция рабочей площади лопасти, т.е за вычетом площади
сечения ствола в м2, при работе винтовой сваи на выдёргивающую нагрузку,
F1=ПR2 =3, 14*0, 62 =0,282м2-площадь лопасти;
F2= ПR2 =3, 14*0, 1322 =0,013м2-площадь ствола;
F=0,282м2-0,013м2=0,269м2;
f=3, Нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности винтовой сваи,
принимаемое по таблице 2, приведенное значение для всех слоёв в пределах погружёния сваи,
u- Периметр ствола сваи в м, u=2 ПR=2*3, 14*0,132=0,828м;
L-длина ствола сваи погружённой в грунт, в м; L=3м;
D-диаметр лопасти сваи, в м; D=0,6м;
Ф=0,5{(23,1*0,5+12,3*19*3,6)*0,269+3*0,828*(3-0,6)}=0,5{229,42+5,96}=117,69 кН – несущая
способность одной сваи.
5
Исходя из расчёта на 1 м. п. принимаем 2 сваи, диаметром ствола 0,133 м, диаметром
лопасти 0,6м, длиной 4м, толщина стенки 4 мм. (Рис.8)
Объёмы работ для устройства монолитного ростверка:
-Площадь опалубки под наружные стены:
Ось 1,3,4
Ось А,В,Г
L1=9,9+(0,6*2)=11,1м ;Н=0,3м
LА=11,1+(0,4*2)=11,9м ; Н=0,3м
S1=L*Н=11,1м*0,3м=3,33м2;
SА=11,9м*0,3м=3,57м2
L3=1,9+0,6=2,5м ;Н=0,3м
LВ=8,1+(0,4*2)=8,7м; Н=0,3м
S3=2,5м*0,3м=0,75м2;
SВ=8,7м*0,3м=2,61м2
L4=11,8+(0,6*2)=13м;Н=0,3м
LГ=3+(0,4*2)=3,8м ; Н=0,3м
S4=13м*0,3м=3,9м2 ;
SГ=3,8м*0,3м=1,14м2
S общ.=(3,33+0,75+3,9)*2=15,96м2
S общ.=(3,57+2,61+1,14)*2=7,36м2
Площадь опалубки под наружные стены равна 15,96м2+7,36м2=30,64м2
-Площадь опалубки под внутренние стены:
Ось 2,3
Ось Б
L2=9,9 м ; Н=0,3м
S2=9,9*0,3=2,97м2
LБ=3м ; Н=0,3м
L3=2,4м ; Н=0,3м
SБ=3*0,3=0,9м2*2=1,8м2
S3=2,4*0,3=0,72м2 Sобщ.=2,97+0,72=3,69м2*2=7,38м2;
;Площадь опалубки под внутренние стены равна 7,38м2+1,8м2=9,18м2;
-Объём бетона для ростверка под наружные стены: V=30,64м2*0,6м=18,38м3;
-Объём бетона для ростверка под внутренние стены:V=9,18м2*0,6м=1,9м3;
Vобщ.=18,38м3+1,9м3=20,28м3
-Распалубка: Всего опалубки 39,82м2; Масса 1м2 щитов -94-95кг
Вес=39,82м2/2*94кг=1871,54кг=1,9т
-Арматурные сетки:L=1м(Р=100кг) ;Арматура диаметром 12 мм; (11,1*2)+(11,8*2)+9,9+
+2,4+3=61,1=62шт.
Календарный график производства бетонных работ см. Прил.1,Рис.9
.Объёмы работ для устройства винтовых свай:
-По проекту-97шт;
-97шт*3м(погружение сваи в грунт)=291м;
-1свая-57кг;57кг*97шт=5529кг=5,53т
-V=Пr2*hV=3,14*0,133м*0,133м*4=0,213м3-на 1 сваю;0,213*97шт=20,71м3;
Календарный график на производство свайных работ см. Приложение 1,Рис.10
4.Выводы исследования.
6
Исходя из расчётов, мы убедились в простоте и целесообразности применения свайновинтового фундамента с железобетонным ростверком. Такой тип фундамента, по сравнению со
стандартными, например сборного ленточного, не требует выполнения земляных работ, рытьё
котлована (траншеи), привлечения тяжёлой техники в виде самоходных кранов, бульдозеров,
достаточно быстро возводится на любых грунтах, кроме тех, где присутствуют камни, и при
любых погодных условиях. Простота и сокращение сроков на возведение, позволяет снизить
трудозатраты и трудоёмкость работ. Такая конструкция будет служить около 100 лет.
Список источников:
1.СниП 12-01-2004 Организация строительного производства
2.СниП 23-01-99* Строительная климатология (с Изменением N 1).
3.СниП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.
4.СниП 2.02.03-85 Свайные фундаменты.
5.СНИП II-Б.5-67* Сваи и свайные фундаменты
6.СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов.
7.ГЭСН 2001-05 Свайные работы.
8. https://www.fundex.su/history/
9. СНИП II-17-77 Свайный фундамент
10. http://dokipedia.ru/document/1723398
7
Приложение 1.
Рис.2 Винтовая свая СВ-1
Рис.3 Оголовок
Рис.4 Схема свайного поля
Рис.5.Схема погружения сваи
Рис.6 Схема армирования ростверка
8
Рис.7 Разрез 1-1
Нагрузки на фундамент под наружную стену по оси «4»
№
нагр.
Наименование нагрузок
1
2
1
От покрытия
2
От м/э перекрытия(2этаж)
3
От м/э перекрытия(1этаж)
3
От стены
Подсчет нагрузок
3
I.Постоянные нагрузки
qn*Aгр=1,3*3
q*Агр=1,55*3
qn*Aгр=3,88*3
q*Агр=5,44*3
qn*Aгр=3,94*3
q*Агр=4,935*3
qn*Aгр=45,89*3
q*Агр=55,24*3
Итого
Таблица 1.
Nn
кН/м2
ɣf
N
кН/м2
4
5
6
3,9
4,65
11,64
16,32
11,82
14,8
137,67
165,72
165,03
201,49
4,98
6,99
4,27
5,55
II.Временные нагрузки
2,85
3,7
Итого
qn*Aгр=1,66*3
q*Агр=2,33*3
qn*Aгр=1,425*3
q*Агр=1,853*3
qn*Aгр=0,95*3
q*Агр=1,235*3
с учетом ψ2=0,9
10,89
20,016
Всего
I+II
175,92
221,5
1
От покрытия
2
От м/э перекрытия(2этаж)
3
От м/э перекрытия(1этаж)
Рис 8. Схема устройства фундамента на 1м.п.
9
Рис.9.
Рис.10
10
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
59
Размер файла
494 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа