1.1. Природно-климатическая характеристика района строительства
Место реконструкции Челябинская область г. Миасс.
Влажностный режим – нормальный (от 50% до 60% при t от 120С до 240С)
Относительная влажность – меньше 55% (табл.1 [1])
Зона влажности – 3 сухая (приложение В [2])
Условия эксплуатации – А (табл.2 [2])
По СНиП [3] определяем климатические параметры района (по Челябинской области).
Таблица 1.1
| Температура наружного воздуха, tн, ºС наиболее холодных | Максимальная скорость ветра за январь, м/с | ||||
| tн1 | tн5 | tн3=(tн1+tн5)/2 | |||
| суток обеспеченностью | пяти суток обеспеченностью | трех суток обеспеченностью | |||
| 0,92 | 0,98 | 0,92 | 0,98 | 0,92 | |
| -38 | -39 | -34 | -35 | -36 | 4,5 |
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания tint=220C
Средняя температура наружного воздуха tht= -6,50C (табл.1 [3])
Продолжительность отопительного периода – 218сут. (табл.1 [3])
Таблица 1.2
| Направление Месяц | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
| Январь | ||||||||
| Июль |
Физико-географические условия участка.
Участок работ расположен в г.Миасс поселка Динамо, на территории школы №13.Территория спланирована насыпными грунтами различной мощности, неоднородного состава и сложения.
Высотные отметки поверхности изменяются от 354,5 до 361,04м. Относительное превышение составляет 6,54м.
Расчетная сейсмическая интенсивность проводится по г.Миассу в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности: А(10%)-нет, В(5%)-нет и С (1%)- 6 в течении 50 лет.
В геологическом строении участок приурочен к полосе развития глинистых сланцев, разрушенных в кровле процессами физико-механического выветривания до круплообломочных и суглинистых грунтов. На кровле элювия залегают делювиальные отложения.С поверхности распространены насыпные грунты различной мощности, неоднородного состава и сложения..
Сводный инженерно-геологический разрез представлен следующими разновидностями грунтов (сверху-вниз):
ИГЭ №1. Насыпной грунт (tQIV) представлен перемятым суглинком коричневого, черного цвета, глиной заторфованной,рыхлым песком, щебнем, битым кирпичом. Слежавшийся.
Встречен всеми выработками.
Мощность слоя 1,3 – 3,2м.
ИГЭ №2. Суглинок (dQIV) полутвердый, бурый с включением древесны и щебня.
Встречен скважинами №4,5 и шурфами №1,3
Мощность слоя 4м.
ИГЭ №3. Суглинок (eMZ) твердый, желтовато-коричневый, коричневый, структурный, с дресвой и щебнем до 10-!5%, с вскраплениями марганца, с прожилками кварца.
Встречен большинством выработок.
Мощность слоя 4,3 – 10,0м.
ИГЭ №4. Щебенистый грунт (eMZ) с суглинистым твердым заполнителем до 27,5%, с гнездами древесного грунта, полускальных грунтов, с прожилками кварца, с прослоями суглинка древесного.
Встречен большинством выработок.
Мощность слоя 3,7-12,3м.
ИГЭ №5. Сланцы (PZ) пониженной прочности, с гнездами низкой прочности и малопрочных, коричневого цвета, сильно трещеноватые, сильновыветрелые, по трещинам ожелезненные, раздробленные.
Встречен скважинами №1,2.
Мощность слоя 0,8-3,7м.
На участке работ подземные воды развиты повсеместно, приурочены к элювиальным грунтам и трещеноватой зоне скальных грунтов. Основным источником питания вод являются атмосферные осадки, а также утечки из водонесущих коммуникаций.
Установившийся уровень грунтовых вод на участке зафиксирован на глубинах 8,6-12,0м (абсолютные отметки 348,75-352,40м).
По данным гидрохимического опробования вода слабосолоноватая, мягкая сульфатно- гидрокарбонатно-хлоридная кальциево-натриево-магниевая. По состоянию на июль 2009г. выявлена слабая углекислотная агрессивность по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W4.
С учетом содержания хлоридов подземные воды оказывают слабое агрессивное воздействие на арматуру железобетонных изделий в условиях переменного смачивания. Понятия переменного смачивания включает в себя зону переменного горизонта грунтовых вод и зону капиллярной каймы. Степень агрессивного воздействия подземных вод по отношению к металлическим конструкциям при свободном доступе кислорода - средняя.
Коэффициенты фильтрации водовмещающих грунтов следующие (в м/сут):
ИГЭ №2,3 – от 0,0016 до 0,010
ИГЭ №4,5 – от 1 до 10
Возможное поднятие уровня грунтовых вод ± 1,5м.
Физико-механические свойства грунтов
Классификация грунтов площадки произведена по ГОСТу 25100-95 с учетом полевых наблюдений и лабораторных определений.
Физико-механические свойства грунтов характеризуются по лабораторным данным.
Частные значения показателей физико-механических свойств грунтов обработаны методом математической статистики по ГОСТ 20522 – 96 и приведены в приложении 8.4.
Ниже приводится характеристика выделенных инженерно-геологических элементов.
ИГЭ № 1. Насыпной грунт – представлен суглинком, щебнем, рыхлым песком, с неравномерной плотностью и сжимаемостью, отсыпан сухим способом, классифицируется согласно табл. 5 прил. 3 /7.1/ как свалка грунтов.
Плотность 1,86 г/см3
ИГЭ № 2. Суглинок полутвердый (IP=0,14; IL=0,10), тяжелый пылеватый, непросадочный, ненабухающий, слабопучинистый.
По лабораторным данным грунт характеризуется следующими нормативными значениями показателей: плотность частиц – 2,76 г/см3, плотность грунта – 1,95 г/см3, плотность сухого грунта – 1,63 г/см3, коэффициент пористости – 0,699д.е., коэффициент водонасыщения – 0,791д.е., удельное сцепление – 26 кПа, угол внутреннего трения – 240, компрессионный модуль деформации – 3,4 МПа.
Расчетные значения прочностных показателей при α = 0.85 по лабораторным определениям получены равными:
плотность грунта – 1,93 г/см3
удельное сцепление – 24 кПа
угол внутреннего трения – 23 0
Для расчета сжимаемости толщи модуль деформации рекомендуем
14 МПа, полученный путем корректировки компрессионных значений, введением поправочных коэффициентов / 7.11 /.
ИГЭ № 3. Суглинок твердый (IP=0,10; IL=-0,10), легкий пылеватый, непросадочный (εsI= 0,003), ненабухающий, слабопучинистый.
По лабораторным данным грунт характеризуется следующими нормативными значениями показателей: плотность частиц – 2,79 г/см3, плотность грунта – 1,82 г/см3, плотность сухого грунта – 1,45 г/см3, коэффициент пористости – 0,926д.е., коэффициент водонасыщения – 0,762д.е., удельное сцепление – 42 кПа, угол внутреннего трения – 280, компрессионный модуль деформации – 4,4 МПа.
Расчетные значения прочностных показателей при α = 0.85 по лабораторным определениям получены равными:
плотность грунта – 1,78 г/см3
удельное сцепление – 34 кПа
угол внутреннего трения – 27 0
Для расчета сжимаемости толщи модуль деформации рекомендуем
19 МПа, полученный путем корректировки компрессионных значений, введением поправочных коэффициентов / 7.10 /.
ИГЭ № 4. Щебенистый грунт с суглинистым твердым (JP=0,06;JL=0,28) заполнителем до 27,5 % - масса частиц крупнее 10 мм составляет в среднем по слою 50,2 %.
Плотность грунта - 2,09 г/см3
Коэффициент пористости – 0,525 д.е.
Природная влажность - 0,14 д.е.
Степень влажности – 0,744 д.е.
Оценка прочности и сжимаемости обломочно-глинистых грунтов произведена по методике ДальНИИС /7.10/ и табл. 119 «Пособие…» /7.2/:
плотность грунта - 2,09 г/см3
удельное сцепление - 15 кПа
угол внутреннего трения - 43 о
модуль деформации - 35 МПа
ИГЭ № 5. Сланцы пониженной прочности, с гнездами низкой прочности и малопрочных, сильнотрещиноватык, сильновыветрелые, размягчаемые.
По лабораторным данным значения показателей физических свойств грунта следующие:
плотность частиц – 2,56 г/см3, плотность грунта – 2,29 г/см3, коэффициент размягчаемости – 0,53д.е., предел прочности в сухом состоянии Rс=10,7 МПа, в водонасыщенном - 4,7 МПа
В геологическом отношении участок приурочен к полосе развития глинистых сланцев, разрушенных в кровле процессами физико-химического выветривания до крупнообломочных и суглинистых грунтов. На кровле элювия залегают делювиальные отложения. С поверхности распространены насыпные грунты различной мощности, неоднородного состава и сложения.
Следует отметить:
- площадка сложена элювиальными грунтами очень неоднородными по глубине и в плане, с большим различием их прочностных и деформационных характеристик.
- граница между элювиальными грунтами и подстилающей материнской породой неровная, с карманами, нечетко выраженная.
Установившийся уровень грунтовых вод на участке зафиксирован на глубинах 8,6 – 12,0м (абсолютные отметки 348,75 – 352,40м).
По данным гидрохимического опробования /приложение 8.5/ вода слабосолоноватая, мягкая, сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридная кальциево-натриево-магниевая. По состоянию на июль 2009г. выявлена слабая углекислотная агрессивность по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W4.
Расчетная сейсмичная интенсивность приводится по г.Миассу в баллах шкалы MSK-64 для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности: А (10%) – нет, В (5%) – нет и С (1%) – 6 в течение 50 лет./7.5/
Для расчета оснований по II группе предельных состояний значения прочностных и деформационных характеристик несущих грунтов сведены в нижеследующую таблицу: Таблица 2
| № | Номенклатурный вид грунта по ГОСТу 25100-95 и № ИГЭ | Удельный вес, кН/м3 | Удель- ное сцепле- ние, кПа | Угол внутр. трения, град | Модуль дефор- мации, МПа Е | Уд. вес грунта с учетом взвешив. действ. воды кН/м3 | Примеча- ние |
| ИГЭ №1. Насыпной грунт | 18,6 | ||||||
| ИГЭ №2. Суглинок полутвердый | 19,3 | 10,4 | е=0,699д.е. | ||||
| ИГЭ №3. Суглинок твердый | 17,8 | 9,3 | е=0,926д.е. k = 1,0 | ||||
| ИГЭ №4. Щебенистый грунт | 20,9 | 11,7 | е=0,525д.е. | ||||
| ИГЭ №5. Сланцы пониженной прочности | 22,9 | - | - | - | - | Rс=4,7МПа ksof =0,53д.е |
Примечание: 1. Rс – предел прочности в водонасыщенном состоянии.
2. ksof – коэффициент размягчаемости.
6.7 Грунты ИГЭ № 2,3 непросадочные и ненабухающие.
6.8 По степени морозоопасности согласно табл. Б.27 ГОСТа 25100-95 грунты ИГЭ №2,3 – слабопучинистые, ИГЭ №4 – среднепучинистые.
Нормативная глубина сезонного промерзания согласно СТП 29-3.3.15 – 80 составляет для суглинистых грунтов - 1,79м, щебенистых грунтов – 2,65м.
Идентификация грунтов с описательной частью таблиц 1. Сборников 1,3 ГЭСН приводится в таблице 3.
Таблица 3
| № | Наименование ИГЭ | Номера групп по табл. ГЭСН | |
| Сборник 1 | Сборник 3 | ||
| ИГЭ №1. Насыпной грунт | 35г | 33г | |
| ИГЭ №2,3. Суглинок | 35г | 33г | |
| ИГЭ №4 Щебенистый грунт | 33а | 31а | |
| ИГЭ №5 Сланцы пониженной прочности | 33а | 31а |
Проектом предусматривается реконструкция муниципального образовательного учреждения средней образовательной школы №13. Здание располагается по улице Готвальда,18 в городе Миассе Челябинской области.
Первым этапом для реконструкции школы стало обследование здания и инженерно-геологических изысканий на объекте.
Объектом исследования является 3х этажное общеобразовательное учреждение школа№13 корпус 2 с подвальным помещением, выполненное на основе сборно-монолитного каркаса с плоскими дисками перекрытий, расположенное в г. Миасс(Челябинская Область) п.Динамо ул.Готвальда 18
Целью работы является исследование технического состояния несущих конструкций.
В соответствии с техническим заданием выполнены следующие работы:
- ознакомление с проектом и исполнительной документацией по исследуемому зданию;
-обследование несущих конструкций:
· Проведение визуального осмотра несущих конструкций и их соединений;
· Фотофиксация дефектов несущих конструкций и их соединений;
· Исследование характеристик материалов несущих конструкций;
· Составление дефектной ведомости;
-Оценка степени соответствия параметров несущих конструкций и их соединений требования проекта;
-анализ уровня конструкционной безопасности возведенного здания (при условии выполнения требований нормативных документов в части обеспечения прочности, жесткости и устойчивости в проекте);
-Выдача заключения о техническом состоянии несущих конструкций и их соединений исследуемого здания на основании уровня конструкционной безопасности.
При обследовании конструкций здания использовались визуальный и визуально-инструментальный методы. Визуально выявлялись видимые дефекты строительных конструкций: трещины, деформации, смещение несущих элементов относительно проектных положений и др.
Визуально-инструментальными методами уточнялись геометрические размеры строительных конструкций и отдельных элементов исследовались реальные физико-механические характеристики материалов конструкций здания.
Для оценки пространственного положения конструкций здания использовались требования СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».
Таблица с результатами измерений
| N | Дата | Время | R, МПа | Класс бетона B | Материал | Изделие | Услов. стар. | Kc | Примеч. |
| 16.04.2009 | 10:10:00 | 20.3 | В15 | Тяж. бетон на граните. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 11:10:00 | 12.2 | В7.5 | Кирпич керамический. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 11:21:02 | 11.0 | В7.5 | Кирпич керамический. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 11:25:08 | 16.1 | В 12.5 | Тяж. бетон на граните. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 11:48:10 | 8.8 | М 7,5 | Тяж. бетон на граните. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 11:49:26 | 11.2 | В 7.5 | Тяж. бетон на граните. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 12:07:56 | 5.8 | М5.0 | Тяж. бетон на граните. | Стена подвала. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 12:26:56 | 11.5 | В7.5 | Кирпич керамический. | Стена. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 12:49:04 | 12.6 | В7.5 | Кирпич керамический. | Стена. | норм. | 1,00 | ||
| 16.04.2009 | 12:56:02 | 10.1 | В7.5 | Кирпич керамический. | Стена. | норм. | 1,00 |
Определение прочности несущих конструкций здания: бетон фундамента, кирпич. Прочность бетона и кирпича определялись методами ударного импульса согласно ГОСТ 22690 электронным прибором ИПС-МГ4.Отклонение конструкций от вертикали контролировалось с помощью теодалита.
Дефектная ведомость
Дефектная ведомость конструкций несущего каркаса исследуемого объекта
| Номер и наименование группы конструкций | Отклонения параметров конструкции от требований норм | Ссылка на рисунок с дефектом |
| 0_1. Основание под фундаменты. | Дефектов не обнаружено. | |
| 0_2. Стены подвала. | Вертикальные трещины величиной раскрытия 3-10 мм. Следы замачивания. | Рис. 1.1-1.4. Поэтажный план. |
| 0_3. Перекрытие подвала. | Трещины с величиной раскрытия 1-3 мм. | Рис. 1.5-1.7. Поэтажный план. |
| 1_1. Стены первого этажа наружные. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-3 мм. | |
| 1_1_1. Стены первого этажа внутренние. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | Рис. 1.8;1.13. Поэтажный план. |
| 1_2. Перекрытие первого этажа. | Волосяные трещины. | Рис. 1.12. Поэтажный план. |
| 1_2_1. Перекрытие спортзала. | Волосяные трещины. Следы замачивания. | Рис. 1.24. Поэтажный план. |
| 1_3. Лестничная клетка. | Трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | Рис. 1.14. Поэтажный план. |
| 2_1. Стены второго этажа наружные. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | |
| 2_1_1. Стены второго этажа внутренние. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | |
| 2_2. Перекрытия второго этажа. | Волосяные трещины. | |
| 2_3. Лестничная клетка. | Трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | Рис. 1.15. Поэтажный план. |
| 3_1. Стены третьего этажа наружные. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-3 мм. | Рис. 1.9. Поэтажный план. |
| 3_1_1. Стены третьего этажа внутренние. | Вертикальные трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. | Рис. 1.10-1.11. Поэтажный план. |
| 3_2. Перекрытие третьего этажа. | Трещины с величиной раскрытия 1-5 мм. Следы намокания. | Рис. 1.16-1.18. Поэтажный план. |
| 4_1. Стропила деревянные. | Частичное загнивание поверхности. | Рис. 1.19-1.20. |
| 4_2. Обрешетка деревянная. | Дефекты не обнаружены | |
| 4_3. Кровля. | Некачественное выполнение кровельных работ. |
1.2. Генеральный план участка строительства
Здание шкоы№13 на 400 учащихся строилось в 1954-1955г,введено в эксплуатацию в 1956году,расположено в пос.Динамо на восточном склоне Динамовской горки. На данном склоне была произведена горная выемка для выравнивания склона под площадь застройки. Площадь участка застройки школы 776м2.
В процессе эксплуатации кирпичное здание школы получило деформации:на южном и на северном торцах, на стенах дворового (западного) фасада появились прещены. Стены южного и северного торцов укреплены установкой стяжек в 1967году (выполнено заводом «Миассэлектроаппарат») и в 1997г (выполнено фирмой «Делсот»). Данный проект предусматривает реконструкцию муниципального общеобразовательного учреждения школы №13.Участок реконструкции ограничен проектируемыми и существующими жилыми домами.
Из инженерных коммуникаций на участке имеются квартальные сети канализации и водопровода.
Экономические показатели жилых зданий определяются их объемно-планировочными и конструктивными решениями, характером и организацией санитарно-технического оборудования.
Строительный объем надземной части реконструируемого здания с неотапливаемым чердаком определяют как произведение площади горизонтального сечения на уровне первого этажа выше цоколя (по внешним граням стен) на высоту, измеренную от уровня пола первого этажа до верхней площади теплоизоляционного слоя чердачного перекрытия.
Строительный объем подземной части здания определяют как произведение площади горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне первого этажа, на уровне выше цоколя, на высоту от пола подвала до пола первого этажа.
Строительный объем тамбуров размещаемых в габаритах здания, включается в общий объем.
Общий объем здания с подвалом определяется суммой объемов его подземной и надземной частей.
Площадь застройки рассчитывают как площадь горизонтального сечения здания на уровне цоколя, включая все выступающие части и имеющие покрытия.
Благоустройство
Покрытие проездов, тротуаров – асфальтобетонное.
Озеленение
На газонах примыкающих к зданию в произвольной форме высаживаются цветы.
Газоны естественного зарастания по плодородной почве.
1.3. Объемно-планировочное решение
Пространственная композиция здания представляет собой параллелепипед со сторонами 27х18м, высотой 32м.
Основными средствами архитектурной выразительности здания являются:
-единое решение остекленных лоджий с контрастным цветом по отношению к окраске наружных стен;
-применение выступающего козырька крыши с покрытием металлочерепицей;
-решение кровли по деревянному каркасу с внутренним водостоком.
Жилую площадь квартиры определяют как сумму площадей жилых комнат плюс площадь кухни свыше 8-ми м2.
Общую площадь квартир рассчитывают как сумму площадей жилых и подсобных помещений, квартир, веранд, встроенных шкафов, лоджий, балконов, и террас, подсчитываемую с понижающими коэффициентами: для лоджий – 0,5; для балконов и террас – 0,3.
Площадь помещений измеряют между поверхностями стен и перегородок в уровне пола. Площадь всего жилого здания определяют как сумму площадей этажей, измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен, включая балкон и лоджии. Площадь лестничных клеток и различных шахт также входит в площадь этажа. Площадь этажа и хозяйственного подполья в площадь здания не включается.
Таблица 1.4
| № п/п | Наименование показателя | Показатель |
| 1. | Количество этажей, ед. | |
| 2. | Количество квартир, ед. | |
| 3. | Общая площадь жилого здания, м2 | 3703,84 |
| 4. | Общая площадь квартир, м2 | 3033 |
| 5. | Общая приведенная площадь, м2 | 3201,7 |
| 6. | Площадь летних помещений, м2 | 337,4 |
| 7. | Строительный объем, м3 | |
| в. т.ч. подземной части, м3 |
На типовом этаже расположено 6 квартир:
· 1комнатных – 4 шт.
· 2хкомнатных – 2 шт.
На первом этаже расположено 6 квартир:
· 1комнатных – 5 шт.
· 2хкомнатных – 1 шт.
На этажах предусмотрены лифтовые холлы.
В здании предусмотрены: техподполье высотой 1800мм и технический этаж.
Крыша машинного помещения и крыша над лестничной клеткой возвышается над общей кровлей. Выход на кровлю и вход в машинное помещение лифтов осуществляется с площадки лестничной клетки по дополнительным металлическим маршам.
Количественный и качественный состав запроектированных квартир см. в табл. 1.5.
Таблица 1.5
| Наименование помещения | Площадь, м2 | Кол-во квартир | |
| 1А | Однокомнатная квартира | ||
| Зал | 22,0 | ||
| Кухня | 11,2 | ||
| Прихожая | 9,7 | ||
| Санузел | 4,1 | ||
| Лоджия | 3,6 | ||
| Жилая площадь | 22,0 | ||
| Общая площадь (без лоджии) | 47,0 | ||
| 1Б | Однокомнатная квартира | ||
| Зал | 21,8 | ||
| Кухня | 13,5 | ||
| Прихожая | 7,6 | ||
| Санузел | 4,5 | ||
| Лоджия | 7,0 | ||
| Жилая площадь | 21,8 | ||
| Общая площадь (без лоджии) | 47,4 | ||
| 1С | Однокомнатная квартира | ||
| Зал | 26,1 | ||
| Кухня | 11,8 | ||
| Прихожая | 7,8 | ||
| Санузел | 3,8 | ||
| Лоджия | 7,0 | ||
| Жилая площадь | 26,1 | ||
| Общая площадь (без лоджии) | 49,5 | ||
| 2А | Двухкомнатная квартира | ||
| Зал | 20,5 | ||
| Спальня | 14,3 | ||
| Кухня | 13,3 | ||
| Прихожая | 10,1 | ||
| Туалет | 1,8 | ||
| Ванная комната | 3,15 | ||
| Лоджия | 7,0 | ||
| Жилая площадь | 34,8 | ||
| Общая площадь (без лоджии) | 63,2 |
Всего 60 квартир.
Возможно объединение квартир в 3-х и 4-х комнатные и т.д. При данном конструктиве (здание каркасное, сборно-монолитно), планировочные решения – разнообразны.
Комнаты
Все комнаты в квартирах раздельные. В квартирах 1Б и 2А из залов предусмотрен выход на лоджии. Все квартиры обеспечены сквозным или угловым проветриванием.
Кухни
Площадь кухонь от 11,2м2 до 13,5 м2.Во всех квартирах присутствует выход из кухни на лоджию. Кухни оборудованы естественной вытяжной вентиляцией.
Кухни оборудованы электрической плитой и санитарно-техническим прибором – мойкой.