Статья:

Сравнительный анализ вариантного проектирования фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Конференция: L Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Шаповалова О.С. Сравнительный анализ вариантного проектирования фундаментов в условиях вечной мерзлоты // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. L междунар. студ. науч.-практ. конф. № 20(50). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/20(50).pdf (дата обращения: 14.12.2019)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Сравнительный анализ вариантного проектирования фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Шаповалова Ольга Сергеевна
магистрант, Северо-Кавказский Федеральный университет, РФ, г. Ставрополь

 

Аннотация. В статье рассмотрены особенности и последовательность вариантного проектирования оснований зданий и сооружений в условиях вечной мерзлоты. Определены основные технико-экономические показатели для выбора типа фундамента.

 

Ключевые слова: вечномерзлые грунты, фундаменты в вечномерзлых грунтах, технико-экономические показатели, свайные фундаменты.

 

Любое здание или сооружение строится на грунтовом основании: возводится на грунтах из строительных материалов или располагается в толще грунта.

Прочность, устойчивость и нормальная эксплуатация определяются не только конструктивными особенностями сооружения, но и свойствами грунта, условиями взаимодействия основания и сооружения.

Стоимость фундаментов составляет в среднем 12 % от стоимости сооружений, трудозатраты — 15 % и более, а продолжительность работ по устройству фундаментов — 20 % срока строительства сооружения.

Эти показатели, при возведении заглубленных частей здания в сложных  условиях, особенно в вечномерзлых грунтах, значительно увеличиваются.

 Современное проектирование направлено на совершенствование проектных решений в области фундаментостроения для обеспечения большей  экономии материальных, трудовых ресурсов и сокращению сроков строительства.

Первым этапом при проектировании оснований и фундаментов является анализ и оценка состава исходных данных.

Исходные данные должны быть представлены в полном размере и содержать:

  • инженерно-геологические и топографо-геодезические (геокриологические для вечномерзлых грунтов) изыскания, достаточные для выбора типа оснований, определения глубины заложения и размеров фундамента;
  • характеристики климатических и производственно-технологических условий строительства;
  • планы площадки строительства, содержащие сведения о существующих наземных и подземных сооружениях и планируемой застройки;
  • характеристики проектируемых зданий или сооружений, с конструктивными решениями и нагрузками, действующими на основания.

Определение нагрузок на основания  по предельным состояниям первой и второй группы выполняют с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний расчетных нагрузок, которые учитывают коэффициент  надежности по   нагрузке γf.

Далее проводится оценка инженерно-геологических и  гидрометеорологических условий площадки с целью выяснения влияния проектируемого здания или сооружения на поведение грунтов под воздействием расчетных нагрузок, а так же влияние грунтовых вод на условия работы фундаментов. Оценка агрессивности подземных вод и разработка указаний по антикоррозийной защите является неотъемлемым пунктом при проектировании оснований.

В соответствии с требованиями действующих норм выбор типа оснований или конструктивного решения фундаментов осуществляется по результатам сравнения технико-экономических показателей, полученных с помощью вариантного проектирования.

Такой подход обусловлен тем, что в одинаковых грунтовых условиях для одного и того же типа здания возможно несколько правомочных решений оснований и фундаментов. Задачей проектирования является выбор технически наиболее целесообразного и экономичного варианта (по стоимости, расходу материалов и трудозатратам).

Для последующих расчетов выбран первый принцип проектирования оснований на вечномерзлых грунтах – грунты используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения [1].

В условиях севера это обеспечивается проветриваемым подпольем, вследствие чего мёрзлый грунт сохраняет постоянную температуру и не теряет свою несущую способность.

Предварительно, после анализа исходных данных и учитывая технико-экономическую целесообразность, следует задаться вариантами фундаментов для проведения расчетов. Для оснований в вечномерзлых грунтах применимы следующие варианты оснований:

  • свайные фундаменты;
  • монолитные столбчатые фундаменты;
  • ленточные мелкозаглубленные фундаменты.

Оценка эффективности проектных решений фундаментов производится путем сравнительного анализа их технико-экономических показателей при условии, что основания отвечают условиям сопоставимости, т.е. рассчитаны для одних и тех же грунтовых условий и на одинаковые нагрузки.

Стоимостные показатели должны определяться для условий одного и того же района строительства в едином уровне цен на рассматриваемые конструкции и материалы с применением единой сметно-нормативной базы.

Технико-экономические показатели по которым необходимо проводить сравнение вариантов фундаментов указаны в таблице 1.

Таблица 1.

Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов фундаментов

п/п

Вариант системы

Приве-денные затраты

Себес-тоимость

Затраты труда

Объем земляных работ

Объем бетонных работ

Руб.

%

Руб.

%

Чел.-ч.

%

м3

%

м3

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

 

Подсчитанные объемы работ используются для определения сметной себестоимости и капитальных вложений в основные производственные фонды строительной индустрии, а также трудозатрат на выполнение каждого из вариантов фундамента.

Для детальной разработки принимается вариант, отличающийся наивысшим экономическим эффектом.

 

Список литературы:
1. СП 25.13330.2012 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах [Текст]. – Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88; введ. 2013-01-01. - Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт); М.: Минрегион России, 2011. – V, 42 с.
2. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация [Текст]. - Взамен  ГОСТ 25100—95; введ. 2013-01-01. – М.: Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии; М.: Стандартинформ, 2014. – IV, 37 с.
3. Минкин, М. А. Особенности обустройства северных нефтяных газовых месторождений России и основания и фундаменты зданий и сооружений объектов обустройства [Текст] / Минкин М.А., Потапова О.А. // Вестник МГСУ. - 2006.  - №1. - С. 180-187.
4. Рзаев, Ч. Т. Выбор типа конструкций фундаментов на многолетнемерзлых грунтах [Текст]  /  Рзаев Ч.Т. // В сборнике: Наука сегодня: глобальные вызовы и механизмы развития материалы международной научно-практической конференции: в 2 частях. Научный центр «Диспут». -  2017. -  С. 25-27.