Основания и фундаменты зданий и сооружений служат для восприятия нагрузок от строительных конструкций, технологического оборудования и нагрузок на полы.
Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответствии с действующими СНиП [4-6]. При проектировании оснований и фундаментов необходимо учитывать следующие положения:
обеспечение прочности и эксплуатационных требований зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации сооружения не должны превыщать допустимые);
максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов;
максимальное использование прочности материала фундаментов;
достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости.
Выбор типа оснований или конструктивных решений фундаментов выполняется на основании сравнений технико-экономических показателей, получаемых с помощью вариантного проектирования [1-3, 7].
3.2. ТИПЫ ОСНОВАНИИ
При большом различии инженерно-геологических условий площадок строительства на территории СССР, а также разнообразии конструкций зданий и сооружений, применяе-
мых в массовом строительстве, используются в основном столбчатые, ленточные и плитные фундаменты на естественном, уплотненном или искусственно закрепленном основании и свайные фундаменты.
Предварительная оценка области применения фундаментов различных типов в зависимости от грунтовых условий может быть выполнена с помощью табл. 3.1, в которой yica-заиы случаи безусловного применения фундаментов соответствующего типа либо случаи, когда необходимо выполнение вариантного проектирования.
3.3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
Под технико-экономическими показателями оснований и фундаментов зданий п сооружений понимаются технические и экономические характеристики проектного решения.
К техническим показателям относятся тип оснований и конструкции фундаментов, расчетные данные о деформируемости н прочности грунтов основания (ожидаемые осадки, перемещения, крены п т. п.), данные об использовании прочности материала фундаментов, материалоемкость. К экономическим показателям относятся приведенные затраты, сметная стоимость (себестоимость), трудоемкость изготовления и возведения, продолжительность работ, капитальные влол<ения в материально-техническую базу строительства, эксплуатационные расходы (если деформируемость оснований требует дополнительных затрат на ремонт или
ТАБЛИЦА 3.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
Грунты
Тип фундамента
Основания
прорезаемые
основания
на естественном основании
на уплотненном или искусственно закрепленном основании
свайные
Однослойные
Слабые
Средние
Прочные
± +
±
± ±
Слабые
Средние Прочные
± ±
± ±
Двухслойные
Средние
Слабые Прочные
±
±
±
Прочные
Слабые Средние
± ±
±
Условные обозначения: «-ь» - рекомендуется для применения; «±» - требуется вариантное проектирование; «-» - не рекомендуется для применения.
усиление конструкций зданий либо сооружений для обеспечения их пригодности в течение эксплуатационного периода). Полный перечень экономических показателей приведен в табл. 3.2.
ТАБЛИЦА 3.2. полный ПЕРЕЧЕНЬ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Показатели
Единица
Стоимостные
Приведенные затраты .......
Сметная стоимость (себестоимость) возведения оснований и фундаментов Капитальные вложения в материально-техническую базу строительства . . . -ффект от ускорения строительства . Экономическая оценка фактора дефицитности стали..........
Эксплуатационные затраты . . = » .
руб.
»
руб/год руб.
»
Натуральные
Продолжительность возведения . . . затраты труда, всего .......
смена чел.-дн.
В том числе:
на изготовление материалов, конструкций, полуфабрикатов и их транспортирование .........
на устройство оснований и возведение фундаментов .......
»
Расход основных материалов:
стали (приведйнкой к стали класса
А-1)............
цемента (приведенного к марке 400) , топлива (в пересчете на условное)
Технико-экономические показатели определяются, как правило, для основания и фундаментов здания и сооружения. Для анализа технико-экономических показателей вариантов проектных решений фундаментов должна быть выбрана сопоставимая единица измерения. В качестве такой единицы могут приниматься 1 общей площади здания, 1 фундамент, 1 м стен, единица расчетной нагрузки от здания или сооружения и т. п.
Оптимальное проектное решение принимается по минимуму приведенных затрат [1]. Приведенные затраты определяются с учетом себестоимости возведения основания и фундаментов, капитальных вложений в материально-техническую базу строительства, эксплуатационных затрат, фактора дефицитности материальных ресурсов и экономического эффекта, который может быть получен в случае сокращения общей продолжительности строительства. При отсутствии информации о различии продолжительности и трудоемкости устройства фундаментов по сравниваемым вариантам и других данных, необходимых для определения показателей приведенных затрат, допускается на стадии разработки проекта использовать показатели сметной стоимости.
Анализ других показателей выполняется для выявления факторов, влияющих на раци-
ональность применения того или иного решения, и определения путей совершенствования конструкций фундаментов. Например, себестоимость служит для определения возможного снилсения стоимости устройства оснований и фундаментов за счет применения рациональных решений. Аналогичное назначение имеет анализ показателей материалоемкости, трудоемкости изготовления, продолжительности работ. Показатели материалоемкости и капитальных влолсений в материально-техническую базу строительства используются также для обоснования предложений по развитию более эффективных конструкций (фундаментов, свай и др.) и определения требуемых объемов капитальных вложений в строительную индустрию.
3.4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
На выбор технико-экономических показателей оснований и фундаментов зданий и сооружений оказывают влияние исходные данные для проектирования, нормативно-техническая база и техническая оснащенность строительных организаций. Перечисленные группы взаимосвязаны и в различной степени влияют на выбор типа оснований и конструкций фундаментов.
К исходным данным для проектирования относятся:
инженерно-гидрометеорологические, инженерно-геологические и геодезические сведения о площадке строительства, получаемые на основании результатов изысканий, выполняемых с учетом рекомендаций гл. 2 настоящего справочника;
данные о технологическом назначении здания или сооружения, величинах нагрузок, передаваемых на строительные конструкции (в том числе на основания и фунда:менты), наличии технологических заглубленных помещений, их размерах в плане и по высоте и расстояниях от конструкций фундаментов, требования к осадкам, кренам и другим деформациям фундаментов под технологическое оборудование, требования к влажности воздуха в технологических заглубленных помещениях и т. п.; эти сведения приводятся в зада- i нии на проектирование, составляемом специа- f листами-технологами на основании технологических нормативных документов и паспортов технологического оборудования;
технические характеристики проектируемого здания или сооружения, в которых приведены конструктивная схема, значения нагру-
зок, передаваемых на фундаменты, размеры и материалы несущих констрзкций и их планово-высотная привязка, размеры заглубленных помещений, их размещение в плане, отметки заглубления и т. п., конструкции полов, требования к деформациям фундаментов несущих конструкций; эти данные составляются в соответствии с требованиями норм на проектирование (СНиП) на основании технологического задания.
Нормативно-техническую базу составляют действующие нормы технологического и строительного проектирования (в том числе нормы проектирования оснований и фундаментов), сборники цен на материалы, конструкции, прейскуранты, а также единичные расценки на выполнение работ по устройству оснований и фундаментов.
3.5. ПРИНЦИПЫ СОПОСТАВИМОСТИ,
КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ФУНДАМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Варианты проектных решений фундаментов должны отвечать условиям сопоставимости. Проектные решения должны быть:
рассчитаны на одинаковые нагрузки для одних и тех же грунтовых условий и в равной мере отвечать условиям эксплуатации;
разработаны с одинаковой степенью проектной проработки в соответствии с действующими нормами проектирования, а также с учетом научно-технических достижений в области заводского изготовления конструкций и производства строительно-монтажных работ.
Варианты решений фундаментов должны основываться на полноценных данных инженерно-геологических изысканий, позволяющих проектировать любые типы фундаментов с одинаковым техническим уровнем их разработки. Например, если для разработки одного варианта фундаментов используются данные полевых исследований грунтов, дающих более близкие к действительности их характеристики, то для разработки другого варианта необходимо пользоваться данными о грунтах, полученными аналогичным образом. Если несущая способность свай по одному варианту устанавливается по результатам статических испытаний, то таким же способом должна устанавливаться несущая способность сваи по другому варианту (когда применяются сваи различных конструкций и размеров).
Проектные решения фундаментов следует сравнивать при равной степени законченности всех конструктивных элементов. Если при различных вариантах проектных решений фунда-
ментов изменяются объемы работ по смежным конструктивным элементам или их частям, то необходимо учитывать разницу в затратах по этим смежным элементам. Например, при сопоставлении различных вариантов решений фундаментов в просадочных, слабых и тому подобных грунтах, требующих конструктивных мероприятий по повышению пространственной жесткости здания, необходимо учитывать разницу в затратах по зданию в целом. При этом разницу в затратах на устройство смежных элементов рекомендуется относить на тот вариант, для которого эти затраты больше. Объемы работ, одинаковые по сравниваемым вариантам, можно в расчетах не учитывать.
Стоимостные показатели должны определяться для условий одного и того лее района строительства, в едином уровне цен на рассматриваемые конструкции и материалы, с применением единой сметно-нормативной базы или единых принципов определения показателей. .
3.6. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВЫБОРА ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
Выбор основания (несущего слоя) производится в зависимости от инженерно-геологических условий площадки строительства, конструктивных особенностей проектируемого здания и сооружения, возмол<ностей местных строительных организаций; грунты основания должны обеспечивать надежную работу конструкций зданий и сооружений при минимальных объемах строительных работ по устройству фундаментов и сроках их выполнения.
В качестве основания могут приниматься любые грунты; не рекомевдуетс51 использова-ние в качестве основания илов, торфов, рыхлых песчаных и текучепластичных глинистых грунтов.
При свайных фундаментах грунты основания должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном их сечении, длине и заглублении подошвы ростверка.
При выборе основания зданий и сооружений необходимо учитывать в отдельных случаях выполнение специальных работ, связанных с инл<енерной подготовкой площадки строительства: планировочные работы, уплотнение грунтов, водопонижение или водоотлив, противооползневые мероприятия и т. п. Выполнение этих работ требует дополнительного времени и затрат и может влиять на выбор конструкций фундаментов.
Выбирая основания и конструкции фундаментов для здания, возводимого рядом с существующим, следует учитывать тип и состо-
