Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Все грунты делят на две условные категории: слабые и надежные. Слабыми называют грунты, если их использование в качестве основания при устройстве фундаментов в открытых котлованах не может обеспечить надежного существования проектируемого сооружения. Надежными называются грунты, которые обеспечивают требуемое существование проектируемого сооружения. При указанном делении грунтов все многообразие их напластований можно представить в виде трех схем. Схема 1. С поверхности на большую глубину залегают надежные грунты. Решением для такой схемы является принятие минимальной глубины заложения подошв фундаментов, допускаемой при учете климатических воздействий и особенностей сооружения. Схема 2. С поверхности на некоторую глубину залегают один или несколько пластов слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. Простейшим решением является прорезка слабых грунтов и передача нагрузки на слои надежных грунтов. При высоких качествах надежного грунта сооружение можно опереть на столбы или сваи. Легкие сооружения можно возводить на сваях, передающих нагрузку на слабые грунты. Слабые грунты могут быть уплотнены, заменены или закреплены. Схема 3. на некоторой глубине слоистой толщи залегает один или несколько пластов слабых грунтов. В этом случае приемлемы решения, рассмотренные при схеме 2, однако приходится прорезать и верхний слой надежного грунта. При напластовании грунтов по схеме 3 верхний слой надежного грунта можно использовать в качестве распределительной подушки или закрепить только слой слабого грунта.

 

Факторы, определяющие выбор проектных решений оснований и фундаментов.

Выбор основания заключается в определении несущего слоя грунта, исходя из инженерно-геологических условий строительной площадки. На рис.1. показаны три типа различных инженерно-геологических условий. При однородном основании выбор несущего слоя однозначен, но подобные грунтовые условия встречаются редко. Более часто основание бывает сложено разнородными грунтами, например, такими как показано на рис.1.а, б, в. Во втором случае более прочным является второй слой (показатель текучести I_L имеет минимальное значение), а в третьем – первый и третий слои грунта.

 

Рис.1. Различные схемы напластования

грунтов и варианты рекомендуемых типов

фундаментов: а – прочный грунт (1) подстилается

еще более прочным (2); б – слабый грунт сверху (3)

подстилается прочным (1); в – слой слабого грунта (3)

находится между более прочными слоями (1)

 

В общем случае, если стоимость фундаментов не имеет определяющего значения, в качестве несущего слоя могут приниматься любые грунты, но не рекомендуется для него использовать ил, торф, рыхлые песчаные и текучепластичные глинистые грунты. При выборе типа фундаментов определяющим является конструктивное решение здания или сооружения. Как правило, для жилых зданий применяются ленточные сборные и монолитные фундаменты, а для промышленных зданий – отдельно стоящие сборные или монолитные фундаменты. В том случае, если несущий слой грунта находится на расстоянии более 3-5 м от поверхности, применяют свайные фундаменты. Для специальных сооружений типа элеваторов, градирен, дымовых труб, АЭС и ТЭЦ могут применяться фундаменты в виде сплошных ж/б плит с глубиной заложения не более 5 м. При неоднородном основании в некоторых случаях для жилых и административных зданий может оказаться более эффективным применение фундаментов в виде перекрестных лент и сплошных плит.

Вариантное проектирование по выбору типа основания и конструкций фундамента.

Оценка намеченных для проектируемого сооружения вариантов решений оснований и фундаментов производится путем сравнительного анализа их технико-экономических показателей. Сравниваемые конкурентоспособные варианты должны отвечать условиям сопоставимости, т.е. рассчитаны на одни и те же нагрузки в одних и тех же инженерно-геологических условиях и разработаны с одной и той же степенью детальности проектной проработки. При этом объемы и стоимости работ, одинаковые по сравниваемым вариантам, в анализе можно не учитывать. В то же время, если какой-либо из конкурирующих вариантов содержит дополнительные мероприятия, они должны быть учтены при определении технико-экономических показателей этого варианта. Технико-экономические показатели определяются, как правило, для основания и фундаментов сооружения в целом. Для анализа этих показателей может быть выбрана сопоставимая единица измерения, например, 1 м² общей площади сооружения, в простейших случаях – один столбчатый фундамент, фундамент под 1 м стены и т.д. При выборе конкурентоспособных вариантов фундаментов часто оказывается удобным проводить анализ объектов-аналогов проектируемого сооружения, пользоваться нормативными материалами для проектирования оснований и фундаментов типовых зданий и сооружений массового назначения, сметными нормами на части зданий и сооружений и др. Основным стоимостным критерием при выборе проектного решения является показатель приведенных затрат: З = С_с + Е_п (К_б + К_с) + Д, где С_с –себестоимость устройства фундаментов, включающая прямые затраты строительно-монтажной организации, накладные расходы в строительстве и дополнительные затраты на производство работ в зимнее время; Е_п = 0,12 –нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений; К_биК_с –капитальные вложения в основные производственные фонды строительной индустрии; Д –экономическая оценка фактора дефицитности ресурса. К натуральным показателям относятся суммарные затраты труда и показатели расхода материалов. Суммарные затраты на устройство фундаментов включают затраты труда в заводских условиях на изготовление сборных конструкций и изделий, приготовление бетонной смеси, изготовление арматуры и опалубки, их транспортировку, возведение фундаментов: Ч_е = 2,0Ч_иm + 2,4Ч_т + 1,25Ч_в,где Ч_и, Ч_т, Ч_в –соответственно затраты труда на изготовление, транспорт и возведение сравниваемых конструкций фундамента; m –коэффициент, учитывающий мощность предприятия. Показатели расхода материалов определяются по объемам работ, подсчитанным по чертежам и сметным нормам.