| Сегодня 30 апреля, вторник |
      |
  
|
 Каталоги Сервисы Блограйдеры Обратная связь Блогосфера
 
Какой рейтинг вас больше интересует?
|
 Фундамент с винтом: проекты–расчёты2012-07-23 12:30:00 Наконец, я добрался до эпохального этапа в своих раздумьях и фантазиях по поводу конструкции дома — проектирования фундамента.Рекомендации по результатам геологических исследований предоставили широкое, даже излишне широкое, поле деятельности: можно устроить и мелкозаглубленную плиту вод всем зданием, и мелкозаглубленную ленту под несущими стенами, и свайный… Требование мелкозаглубленности вытекает из достаточно высокого уровня грунтовых вод по крайней мере во влажные сезоны. И если плитный фундамент на глубине 50–60 см представляется довольно надёжной, хотя и достаточно дорогой конструкцией, то ленточный фундамент такого же заглубления душа не приемлет категорически — уж очень хлипкая система. Дело в том, что верхний слой грунта (мелкий рыхлый песок), хоть и является непросадочным и непучинистым (малонасыщен водой), сам факт его пористости (рыхлости) рисует в воображении апокалиптические картины дома, дрейфующего на плите по бескрайним просторам моих десяти соток. А ещё хуже, если дрейфовать начнут отдельные части ленточного фундамента, и хрупкому газобетону придёт надёжный украинский капец. Несомненно, квалифицированно и тщательно спроектированный и смонтированный плитный или ленточный фундамент позволит избежать большинства проблем, но кто в этой стране может поручиться за качество работы стороннего исполнителя за разумную (впрочем, даже и за неразумную) цену? Пришлось искать альтернативное решение: простое, надёжное и дешёвое. Читать дальше... Собственно, идея свайно–ростверкового фундамента вынашивалась более полугода, просто сейчас она оформилась окончательно и бесповороно — никаких других вариантов не осталось и нужно двигаться только по пути воплощения в жизнь этой идеи. Но это ещё не вся нагрузка на фундамент: необходимо рассчитать вес ростверка, на котором всё это громадьё будет располагаться. Ростверк уже упоминался в моих предыдущих статьях (правда, в весьма общих, расплывчатых и туманных чертах), и сейчас настало время, наконец, познакомиться поближе с этим таинственным героем. Задачка, вроде бы, и не сложная: вычислить суммарный вес дома (конструкции, оборудование, другие нагрузки), подобрать сваи нужных размеров, определить несущую способность такой сваи и, разделив суммарный вес дома на несущую способность одной сваи, получить требуемое количество свай. Ради определения суммарной нагрузки на фундамент были затеяны все конструкторско–проектировочные рассуждения, основная часть которых собрана на странице «Проект». В результате, шаг за шагом, в тяжёлой и изнурительной интеллектуальной и инженерной борьбе с цифрами определились веса перекрытий (цокольного, то есть первого этажа, междуэтажного и чердачного), стен первого и второго этажа, внутренних стен–перегородок, полов, крыши, окон, двери, компоненты системы жизнеобеспечения — батареи отопления (если не решу сделать воздушное отопление дома), коллекторы и циркуляционные насосы, расходный бак холодной воды (как–никак около одной тонны весом!), бойлер горячей воды (200 л воды), сантехника (включая ванну с 200 л воды), газовый котёл, газовая плита, стиральная машина, холодильник. Получилась 81 тонна. К этому числу добавляется климатическая нагрузка на крышу (снег и ветер) 20,6 т (подробнее здесь) и эксплуатационная нагрузка (мебель, запас продуктов на неделю, а некоторых, например, картошки — на полгода, смены белья, верхней одежды и обуви на разные случаи жизни, жильцы дома и их гости после сытного обеда, библиотека, хрусталь, тарелки, фужеры и прочая посуда, статуэтки, вазы всякие–разные безделушки, которые жалко не только выбросить, но даже вынести в сарай). Эксплуатационную нагрузку можно оценить только очень приблизительно и по нормативам получается по 17 тонн на перекрытия первого и второго этажа, а также около 9 тонн — на чердачное. Боюсь, что даже самое воспалённое воображение не сможет себе представить общую эксплуатационную нагрузку в размере 44 тонны (около 600 человек). Готов признать за своим собственным воображением половинную «воспалённость» и назначить эксплуатационную нагрузку в 20 тонн (всё–равно многовато!). В общем, получается 121,6 тонны.  Особо не вдаваясь в тонкости расчёта геометрических характеристик ростверка (кроме габаритных размеров — они зависят только от размеров дома; см. рисунок слева), для моего дома (9×11 метров и весом 121,6 тонны) выбрана железобетонная лента высотой 300 мм и шириной 500 мм по периметру дома и 600 мм — под внутреннюю несущую стену. Если же вас интересуют именно тонкости расчёта, то их просто нет: мне не удалось найти такой методики, поэтому размеры были приняты после консультаций со строителями (заслуживающими доверия), руководствуясь здравым смыслом, практикой, традицией и достаточной целесообразностью. Разочарованы? Я тоже, но не сильно.  После заливки товарным (заводским) бетоном БСГ В25 П3 F200 W6 (не могу допустить, чтобы случайные арбайтеры калапуцали в старом корыте сапкой компоненты на свой выпуклый глаз) и снятия деревянной опалубки получаем утеплённый снизу подвесной ростверк, на который через три недели можно укладывать газоблок стен первого этажа. Воспользовавшись строительным калькулятором, получил расчётные данные по количеству материалов, необходимых для ростверка: 7,39 м³ бетона (17700 кг), 380 м арматуры ∅12 (350 кг), 300 м арматурной проволоки ∅6 (67 кг), 420 м вязальной проволоки ∅1,2 (3,7 кг) — итого 18120 кг. Таким образом, суммарный вес дома с фундаментом, то есть вес, который придётся держать сваям, составляет 139,72 тонны. На всякий случай, сделаю–ка я запас (бережёного Бог бережёт!) процентов в 30… Итак, расчётный вес дома принимается равным 180 тонн. Что касается свай, то изначально взгляд землевладельца–застройщика (то есть мой) был устремлён к наиболее технологичному и простому (но не факт, что к самому дешёвому) варианту — винтовым сваям.  Расстояния между центрами свай по фронтальной (северной) и тыльной (южной) сторонам равняются 2090 мм, по боковым — 1727 мм, а по центральной — 1480 мм. К четырём сваям южной стороны крепятся закладные детали основания веранды (швеллер или уголок), на которые впоследствии будут опираться одним краем внешняя конструкция. Если полный расчёт характеристик ростверка не показался мне крайне необходимым (и так получилось достаточно прочное и мощное сооружение), то проверка прочности  самого критического его фрагмента, который выявился только после расстановки свай на пятне дома выглядит не таким уж сложным делом (по крайней мере тем, кто знаком с сопроматом). Грех было не проверить, и мой ростверк эту проверку прошёл с честью. Несомненно, что самым проблемным участком ростверка может стать его фрагмент между двумя сваями по короткой стороне дома, то есть там, где расстояние между сваями составляет 209 см — самый длинный пролёт. Из общей нагрузки на фундамент, часть, приходящаяся на короткую стену составит максимально 15%, то есть 27 тонн. Арифметика простая: периметр дома составляет 40 м, протяжённость внутренней стены — 10 м. Предполагается, что на внутреннюю несущую стену приходится двойная нагрузка. Другими словами, если каждому метру внешней стены присвоить по одному балу за его вклад в борьбу с общим весом дома, то каждый метр внутренней стены получит 2 бала. Всего получается 60 баллов и 3 тс на балл (метр).  Итак, бетон P3 B20 F200 W6 имеет нормативные значения сопротивления при осевом сжатии Rb,n = 15,0 МПа, при растяжении Rbt,n = 1,35 МПа; расчётные значения сопротивления принимаются при осевом сжатии Rb = 11,5 МПа, при растяжении Rbt = 0,9 МПа. Для арматуры класса А500, то расчётные значения по продольному растяжению Ra = 680 МПа. Расчётный коэффициент А0 = 0,399 (вычислен исходя из геометрии поперечного сечения ростверка как балки на свободных опорах и величины изгибающего момента посреди пролёта) определяет требуемую площадь сечения нижнего слоя арматуры в 1,27 см². Это меньше, чем один пруток ∅12 (площадь его сечения составляет 2,026 см²). Получается, что по арматуре у меня наблюдается пятикратный запас прочности. Что касается несущей способности сваи, то сомнения у меня возникли сразу: никак нельзя полагаться на усреднённые значения, без привязки к геологическим характеристикам грунтов. В общем, решил я сам посчитать эту самую несущую способность. По мере углубления в проблему, открылось довольно много интересного и, если вас интересуют (или, хотя бы, не пугают) очередные сопроматские эксерсизы, то можно ознакомиться с результатами моих изысканий и вычислений. Как и положено, в первую очередь необходимо обратиться к действующим в Украине СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». В редакции 1995 года эти нормы и правила содержат блок «Винтовые сваи» (раздел 4 «Расчет несущей способности свай»). Интересно, что более свежие российские правила (они уже называются не СНиП, а «свод правил» — СП) СП 24.13330.2011, который позиционируется как актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85, даже упоминаний о винтовых связях не содержит (зато в них есть раздел 15 «Особенности проектирования свайных фундаментов малоэтажных зданий», но это уже другая история). Итак, СНиП 2.02.03-85 предлагает считать несущую способность по формуле: Fd = γc [(a1c1 + a2γ1 h1)A + ufi(h - d)] Физический смысл, описания и таблицы для выбора значений всех загадочных обозначений, входящих в формулу, приводятся в том же СНиПе — были бы только результаты качественных геологических исследований участка: нужны плотности грунтов, их удельное сцепление, коэффициент пористости, показатель текучести, угол внутреннего трения и др. Кстати, если захотите провести расчёт самостоятельно, особенно внимательно отнеситесь к входящему в формулу удельному весу: я поначалу подставлял плотность (кг/м³) и получал значения в три раза меньшие усреднённых. Только через некоторое время разобрался, что плотность необходимо перевести в удельный вес с размерностью кН/м³. Значение оказалось прогнозируемо меньшим (на 40%) усреднённого (7 т), на основании которого рассчитывалось потребное количество свай для моего дома. Наверное, именно по причине слишком большого запаса, заложенного в СНиПовские расчёты, в 1988 году Минэнерго СССР утвердило малоизвестный сегодня типовой проект под названием «Типовые конструкции, изделия, узлы зданий и сооружений. Серия 3.407.9–158. Унифицированные конструкции для закрепления опор ВЛ и ОРУ подстанций. Выпуск 2. Винтовые анкеры и сваи. Стадия КМ». С советских времён винтовые сваи для опор энергетических конструкций рассчитываются по рекомендованной в типовом проекте формуле: Fd = γc [1,2(a1c1 + a2γ1 h1)Aη + ufi(h - d)]  Говорят, что вторая формула показывает более реальные результаты. Скорее всего, решающую роль в этом соревновании формул сыграл человеческий фактор. Дело в том, что типовой проект разрабатывался под руководством д.т.н. В.Н.Железкова, «отца» советской винтовой сваи, который серьёзно занимался предметом с 1965 года, причём, главным образом, для нужд энергетиков и военных строителей. А упомянутые ранее СНиП и его российский наследник СП создавались гражданскими строительными институтами, причём последний — уже после смерти Железкова (умер в ноябре 2010 года). Поскольку нет пророков в своём отечестве, я воспользовался ещё онлайн–калькулятором на сайте Юнион колледжа (Нью–Йорк, США), созданным на основе расчётной методики профессора Ашрафа М.Гхали (у него, кстати, есть ещё и другие полезные строительные калькуляторы). Первый раз мне пришлось с неистовством прорубаться через американскую мешанину из фунтов, футов и дюймов, но я их победил и получил расчётную несущую способность более 8 тонн. Потом я нашёл вариант этого же калькулятора в метрических единицах, но он не выдавал результата — видимо в программу расчёта закралась ошибка. Попались мне также данные испытаний свай длиной 2–3 метра и диаметром винтовой поверхности 300 мм: для глин величина несущей способности составляет 4–7 тонн, для супеси — 6–9 тонн, для песка — 9–13 тонн, то есть и по этим данным у меня «всё в шоколаде». Существует ещё методика В.Н.Железкова определения несущей способности сваи по величине усилия (крутящего момента), прилагаемого к ней во время закручивания. Впрочем, эта методика может дать результаты только по факту проведённой работы (то есть после закручивания) и то, если закручивание будет производиться с применением специального устройства, позволяющего измерять это усилие в ходе закручивания. Интересно, все бригады сваекрутильщиков знают о существовании таких устройств? Всем остальным сообщаю, что несущая способность свай оказалась вполне достаточной и я, «с чувством глубокого морального удовлетворения» (© Л.И.Брежнев), перешёл к практической реализации своего «фундаментального» плана.  Тэги: винтовой, вода, грунтовый, морозный, пучение, ростверк, свая, фундамент Землеописание, земледеление, землеизучение: геология2012-07-17 06:30:00 Когда земледеление–геодезия, в конце концов, прекращает своё господство на участке, и уже почти разгаданы местные тайны землеописания–географии (мелкие странности не в счёт: наша Земля — загадочная планета), наступает время суровых и мужественных специалистов по землеизучению — геологов.Думаю, мне, всё–таки, повезло: суровых и мужественных не нашлось, зато попались нормальные, общительные и доброжелательные ребята, которые взялись выяснить, что находится под поверхностью земли в том месте, где будет строиться мой дом. Называется это «инженерно-геологические изыскания» и этим мы занялись утречком 11 июля. Читать дальше... Честно говоря, я достаточно долго колебался с принятием решения «делать геологию« или нет. С одной стороны, соседи и работники сельсовета своими сопранами, баритонами и басами рассказывали леденящие кровь подробности о глинах и торфах: «ай–яй–яй, как же вы лоханулись с покупкой этого участка!» — то есть, немедленно вешайся без суда и следствия. С другой стороны, богатый жизненный опыт обнажил некоторые сомнительные аспекты в этих убедительных, на первый взгляд, рассказах. Масла подлил тот факт, что никто из моих информаторов не располагал сведениями о геологических исследованиях. В общем, окончательное решение вызрело само собой и больше не вызывал сомнений, равно как и не побуждал к колебаниями. Итак:  Как называется штукенция на фотографиях внизу я не знаю, но именно таким полым «стаканом» со штангой геологи начали работать — выбирали верхние слои грунта (второе фото). Содержимое этого снаряда (возможно, он называется буром), добытое из неглубоких недр извлекается с помощью деревянной колотушки (процесс зафиксирован на крайнем правом фото).    Таким образом, формируется скважина диаметром около 90 мм (внизу слева), а извлечённый грунт (внизу в центре) даёт пищу для отбора первого сыпучего образца. Чуть глубже — и песок стал плотнее (на правом фото внизу — фрагмент спресованного грунта).    На следующем этапе в дело вступил шнек (первое фото внизу: спиральный стержень, что лежит между буром и колотушкой), который сдвоенными усилиями вкручивался в скважину (фото справа).   После того, как с помощью шнека пройдены плотные слои, для забора более глубоких проб использовалась полутораметровая (или около того) труба с боковым вырезом — она заталкивается на максимальную глубину (пока хватает длины штанг) и наполняется содержимым нижних слоёв скважины (предшествующие грунты выдавливаются через расположенный вверху боковой вырез). Справа внизу — отбор образца грунта из полой трубы через боковой вырез (труба перевёрнута «вверх ногами», на торце трубы видна резьба для крепления штанги).    Кроме того, с помощью грузика–гирьки на бечёвке (ни дать, ни взять — строительный отвес) был замерен уровень грунтовых вод в каждой скважине 170—180 мм (при определённом ракурсе даже можно было увидеть, как в глубине поблёскивало водяное зеркальце). Эта информация меня немного удивила и существенно обрадовала: я, со светлой грустью, ожидал гораздо более высокого уровня — ведь совсем рядом находится водоём и уровень его поверхности является довольно точным отражением уровня грунтовых вод близлежащих земель.  В 11 часов 30 минут полевые работы были завершены.  Документ состоит из следующих частей:
, что явно не отражено в отчёте.Оказалось, что песок, который составляет верхние слои моего участка (5 метров), на 60% состоит из фракции 0,1–0,25 мм и на 25% — из фракции 0,25–0,5 мм: и для грунта, и для строительного песка он считается самым мелким (более 75% составляет фракция 0,1 мм), но не пылеватым (менее 75%). И это хорошо!. Самые верхние 1–1,3 м относятся к грунтам малой степени водонасыщения (Sr = 0,34 [<0,5]), а всё, что расположено глубже — грунты насыщенные водой (Sr = 0,85–0,95 [0,8–1];категория средней степени водонасыщения у меня не представлена [0,5–0,8]). Очень меня порадовал тот факт, что и по степени водонасыщения и по фракционному составу верхний песчаный слой относится к категории «практически непучинистый», то есть относительная деформация пучения (Efh) менее 0,01. Пучинистость нижележащих слоёв особого интереса не представляет, поскольку нормативная глубина промерзания составляет 1 м (наименьшая — 0,2 м, наибольшая — 1,45 м, средняя — 0,7 м), а уровень грунтовых вод колеблется в пределах 0,9–1,8 м в зависимости от сезона. Впрочем, нижняя кромка верхнего слоя песка (около 1 м от поверхности почвы) может попасть в категорию слабо— или даже среднепучинистого (Efh = 0,01–0,035 в первом, и Efh = 0,035–0,07 во втором случае) при наступлении обоих неблагоприятных факторов: и уровень грунтовых вод окажется минимальным (0,9 м) и глубина промерзания окажется существенной (>1 м). Житейская мудрость, базирующаяся на законах Мёрфи, учит, что если какая–то гадость может произойти, она почти наверняка произойдёт… С учётом «пограничного» расположения по водонасыщению, можно ожидать относительную деформацию пучения на уровне 0,03. Для оценки практического значения этого показателя, следует иметь ввиду, что относительная деформация пучения равна отношению разности высот замёрзшего и исходного грунта к высоте исходного грунта. В моём, самом неблагоприятном, случае, при в «зону риска» попадает слой толщиной около 20 см, и он может вызвать при замерзании подъём грунта на 6–10 мм. Дальнейшая «экскурсия» по стандарту и отчёту выявила, что показатель пористости для верхнего слоя песка (1–1,3 м) даёт основание классифицировать его как рыхлый (е = 0,76 [>0,75]), а остальной (вниз до супеси) — средней плотности (е = 0,686 [0,6–0,75]). На глубине от 4 до 7 метров залегает текучая супесь (IL = 1,23–2,5 [>1]), с максимальной водонасыщенностью, текучестью и пластичностью на глубине 5–6 метров. За слоем супеси — снова водонасыщенный мелкий песок. Заглянул я и в ДБН В.1.2-14-2009 «Общие принципы обеспечения надёжности и конструктивной безопасности строений, сооружений, строительных конструкций и основ», поскольку на этот документ ссылается абзац пояснительной записки про сейсмическое районирование. Мой участок относится к зоне со средними грунтовыми условиями по интенсивности толчков (один раз в 500 лет возможно превышение силы землетрясения в 5 баллов). В этой связи дом должен соответствовать классу СС2 ответственности по возможным последствиям его «выхода из строя». Однако, какого–либо практического выхода из этой информации я не получил: нормы содержат или описательные сведения (на то они и называются «общие принципы»), или сложные расчётные формулы, уходящие корнями в вероятностные характеристики — где теория вероятности и где мой загородный домишко! И последнее, хотя очень немаловажное: на рынке геологических услуг Киева и окрестностей цены на проведение исследований колеблются в некотором диапазоне, нижняя граница которого составляет 1000 гривень за одну скважину. Практически стандартом стало бурение трёх скважин в местах закладки фундамента. Впрочем, никто не запрещает владельцу проверять свойства грунта в большем количестве точек. А вот в меньшем — вряд ли удастся: сомневаюсь, что геологи согласятся разводить весь сыр–бор из–за одной–двух скважин, хотя категорически утверждать не берусь (сам не проверял, поскольку не видел в этом никакого смысла). А ещё частенько приходилось встречать заявления о недопустимости ручного бурения при инженерно–геологических изысканиях. Главный аргумент при этом — нарушение естественной структуры просадочных грунтов (как следствие — получаются недостоверные характеристики возможной просадки) и исследования проводятся на недостаточную глубину (7–8 метров при ручном бурении против 12–16 при машинном). Не могу судить насколько эти замечания верны и критичны, но: а) у меня грунты оказались непросадочными (повезло!) и б) мой дом изначально задумывался как лёгкий — вряд ли его вес будет оказывать давление на слои глубже 8 м (хотя, нормативы для двухэтажного дома требует проведение геологических исследований на глубину до 6 м, и только для трёхэтажного — 8 м). Впрочем, может быть, я и не прав…  Тэги: бур, вода, водонасыщенность, геодезия, геология, грунт, грунтовый, морозный, песок, пучение, супесь, текучий, шнек Оймякон оспаривает морозное первенство Верхоянска1970-01-01 09:00:00( http://ntdtv.ru ) На северо-востоке обширной Сибири, на высоте 741 метр над уровнем моря ... + развернуть текст сохранённая копия ( http://ntdtv.ru ) На северо-востоке обширной Сибири, на высоте 741 метр над уровнем моря приютилось маленькое и, казалось бы, ничем не примечательное якутс... Тэги: верхоянска, морозное, оймякон, оспаривает, первенство
Главная / Главные темы / Тэг «морозный»
|
 
Категория «Политика»
Взлеты Топ 5
Падения Топ 5
Популярные за сутки
300ye 500ye all believable blog bts cake cardboard charm coat cosmetic currency disclaimer energy finance furniture house imperial important love lucky made money mood myfxbook poetry potatoes publish rules salad seo size trance video vumbilding wardrobe weal zulutrade агрегаторы блог блоги богатство браузерные валюта видео вумбилдинг выводом гаджеты главная денег деньги звёзды игр. игры императорский календарь картинка картон картошка клиентские косметика летящий любить любовь магия мебель мир настроение невероятный новость обзор онлайн партнерские партнерских пирожный программ программы публикация размер реальных рубрика рука сайт салат своми событий стих страница талисман тонкий удача фен феншуй финансы форекс цитата шкаф шуба шуй энергия юмор 2009 |
Загрузка...
| Copyright © 2007–2024 BlogRider.Ru | Главная | Новости | О проекте | Личный кабинет | Помощь | Контакты |