Исходные данные
Прямоугольное в плане производственное трехпролетное здание имеет следующие характеристики:
1. Размеры в плане 18´48м
2. Сетка колонн 9´6м
3. Грунтовое основание представлено лессом
4. Отметка дна котлована 81,00 м
5. Фундаменты монолитные железобетонные серии I-412 под колонны серии ИИ-04, ИИ-20. Подколонник сечением в плане 1,2´1,2 м. Стакан имеет размеры по дну 0,7´0,5м, по верху 0,75´0,55м. Глубина стакана 0,9 м.
6. Армирование фундаментов осуществляется сетками и каркасами. Расход арматуры в среднем принимать 35 кг/м3 бетона.
Выбор формы земляного сооружения
Для возведения монолитных фундаментов необходимо выбрать форму земляного сооружения.
Для устройства столбчатых фундаментов в качестве земляных выемок могут разрабатываться:
- отдельные котлованы под каждый фундамент;
- траншеи по продольным осям здания;
- траншеи по наружным продольным осям и отдельные котлованы по внутренним осям при разном шаге колонн;
- общий котлован
Выбор формы земляного сооружения начинают с варианта с наименьшим объемом земляных работ – разработка отдельных котлованов под каждый фундамент, т.к. это способствует снижению трудозатрат, обеспечивает нормальные условия работы строительных машин и движения транспортных средств.
Вычерчиваем разрезы по продольной и поперечной осям на участке двух смежных фундаментов. Размеры отдельных котлованов должны включать ширину фундаментов с учетом опалубки с добавлением с каждой стороны запаса с=0,5 м для прохода рабочих. Размер котлованов по дну составит:
- по поперечной оси: а= а1 + 2с = 2,7 + 1,2 = 3,9 м
- по продольной оси: b = b1 + 2c = 1,8 +1,2 = 3 м
где а1, b1 – размеры нижней ступени фундамента
Заложение откосов z определяется как
z = m·h, м
где m=0,5 – коэффициент крутизны откоса СНиП [6].
h- рабочая отметка, м
h = hг - hд, м
h = 84,4 – 81,0 = 3,4 м
z = 3,4·0,5 = 1,7 м
где hг – отметка горизонтали; hд – отметка дна котлована
Очертания откосов котлована получаем путем построения заложения откосов в точках пересечения контура дна выемки с горизонталями и в углах. Величины z откладывают на перпендикулярах к контуру дна выемки, полученные точки соединяют отрезками прямой линии.
х = А1-(b1+2с+2mh) = 9-(2,7+2*0.6+2*3,3*0,5) = 1,8 м – в поперечном направлении.
х = B1-(а1+2с+2mh) = 6-(1,8+2*0.6+2*3,4*0,5) = -0,4м – в продольном направлении.
где х – расстояние между бровками откосов;
А1, В1 - расстояния между осями фундаментов в поперечном (продольном) направлении, м
Разрабатываем общий котлован, т.к. расстояние между бровками в одном и другом направлении составляет менее 6 м.
Определение объемов работ
Определение объемов земляных работ
1. Объем работ по срезке растительного слоя грунта определяется по формуле:
Vрс = Fрс· hрс, м3
где Fрс – площадь участка, с поверхности которого снимается растительный слой, м2;
hрс – толщина растительного слоя, м.
Растительный слой снимается по всей площади будущего здания, а также дополнительно с участков вдоль здания по всему периметру, где будут устроены постоянные и временный дороги, площадки для складирования материалов, временные здания и.т.д. Ширина участков принимается 15м от наружных осей здания.
Fрс = (А + 30)·(В + 30) = (18 +30)·(48 + 30) = 3744 м2,
где А и В – размеры в осях, м
Vрс = 3744·0,15 = 561,6 м3
2. Для определения объема грунта в котловане используем метод поперечных сечений. Для этого проводим продольную ось котлована. Секущие вертикальные плоскости А-А…Д-Д располагаем в точках пересечения оси с горизонталями, а также в начале и в конце котлована. Определяем объемы грунта на участках между секущими плоскостями, далее суммируем их, добавляя объемы грунта в торцах котлована и средней части.
а) Определение объема грунта на участках между секущими плоскостями
Площадь сечения определяем по формуле:
Sсеч = (А’ + m·h)· h, м2
где А’ – ширина котлована по низу
А’= А+а1+ 2·с, м
А’= 18+2,7+1,2 = 21,9 м
h -рабочая отметка сечения
h = hг – hд., м
Объем грунта на участках между секущими плоскостями определяют как:
V = A”·L,
где A” – полусумма площадей сечений, м2
L – длина участка между сечениями, м
Таблица 3.1 - Объем земляных работ
| Сечение | Рабочая отметка, м | Площадь поперечного сечения, м2 | Полусумма площадей,A”, м2 | Длина участка, L,м | Объем Vсеч, м3 |
| 1-1 | 3,4 | 80,24 | 81,51 | 244,5 | |
| 2-2 | 3,5 | 82,77 | |||
| 3-3 | 4,0 | 95,6 | 89,18 | 17,5 | 1560,65 |
| 4-4 | 3,5 | 82,77 | 89,18 | 1248,52 | |
| 5-5 | 3,45 | 81,51 | 82,14 | 13,5 | 1108,89 |
| ∑Vсеч: | 4162,56 |
Sсеч = (А’ + m·h)· h
S1-1=(21,9+3,4*0,5)*3,4=80,24
S2-2=(21,9+3,5*0,5)*3,5=82,77
S3-3=(21,9+4,0*0,5)*4,0=95,6
S4-4=(21,9+3,5*0,5)*3,5=82,77
S5-5=(21,9+3,45*0,5)*3,45=81,51
V = A”·L,
V1-1=81,51*3=244,53
V2-2=89,18*17,5=1560,65
V3-3=89,18*14=1248,52
V4-4=82,14*13,5=1108,89
б) Определение объема грунта в средней части
в поперечном направлении:
v V1 = (F1+F2)·A’/2, м3 – объем грунта по сечению А-А
F1 = m·(h1’)2 /2, м2; F2 = m·(h1”)2 /2, м2
F1 = 0,5·(3,4)2/2=2,89 м2; F2 = 0.5·(3,05)2/2= 2,33 м2
V = (2,89+2,33)·21,9/2 = 57,16 м3
v V5 = (F1+F2)·A’/2, м3 - объем грунта в средней части по сечению Д-Д
F1 = m·(h5’)2 /2, м2; F2 = m·(h5”)2 /2, м2
F1 = 0,5·(3)2/2= 2,25 м2; F2 = 0,5·(3,15)2/2= 2,48 м2
V = (2,25+2,48)·21,9/2 = 51,79 м3
в продольном направлении:
А1’ = В+b1+ 2·с = 48+1,8+1,2 = 51 м
А1’ – длина котлована по низу
v V1-5 = (F1+F2)·A1’/2, м3 - объем грунта в направлении 1-5
F1 = m·(h1”)2 /2, м2; F2 = m·(h5”)2 /2, м2
F1 = 0,5·(3,05)2/2= 2,33 м2; F2 = 0,5·(3,15)2/2= 2,48 м2
V = (2,33+2,48)·51/2 =122,65 м3
v V5-1 = (F1+F2)·A1’/2, м3 - объем грунта в направлении 5-1
F1 = m·(h1’)2 /2, м2; F2 = m·(h5’)2 /2, м2
F1 = 0,5·(3,4)2/2= 2,89 м2; F2 = 0,5·(3)2/2= 2,25 м2
V = (2,89+2,25)·51/2 = 131,07 м3
∑Vср.ч = 362,67 м3
в) Определение объема грунта в углах
v V1 = m2·(h1’)3/3
V1 = (0,5)2·(3,4)3/3 = 3,28 м3
v V2 = m2·(h1”)3/3
V2 = (0,5)2·(3,0,5)3/3 = 2,36 м3
v V3 = m2·(h5”)3/3
V3 = (0,5)2·(3,15)3/3 = 2,6 м3
v V4 = m2·(h5’)3/3
V4 = (0,5)2·(3)3/3 = 2,25 м3
∑Vуг = 10,49 м3
∑Vкотл = ∑Vуг + ∑Vср.ч +∑Vсеч = 10,49+362,67+4162,56 = 4535,75 м3.
3. Объем недобора грунта после обработки экскаватором определяется по формуле:
Vнг = Fд· hнг, м3
или Vнг = Fбет.подг · hнг ·N, м3
где hнг – толщина слоя недобора грунта, м. Принимаем hнг = 10 см;
N – количество фундаментов
Fд – площадь дна котлована, м2
Fд = А’ · А1’, м2
Fд = 21,9·51 = 1116,9 м2
Vнг = 1116,9·0,1 = 111,69 м3