Pamatų ir pagrindų kursinis projektas

TURINYS

Užduotis..............................1

Turinys..............................2
1.ROJEKTAVIMO DUOMENŲ VERTINIMAS 3
1.1. Inžinerinių geologinių sąlygų vertinimas 3
1.1.1. Fizinė geografinė statybos vietos charakteristika. 3
1.1.2. Grunte atlikti tyrinėjimai. 3
1.1.3.Geologinė-litologinė sąranga. 3
1.1.4. Fizinės mechaninės gruntų savybės. 3
1.1.5. Hidrogeologinės savybės. 4
1.1.6. Gręžinio stulpelis ir pjūvis. 4
1.2. Duomenų apie pastatą vertinimas 4
1.2.1. Pastato konstrukcijos. 4
1.2.2. Požeminės komunikacijos. 4
1.2.3. Gamybiniai procesai. 4
1.3. Apkrovų vertinimas 5
1.4. Pamatų tipo parinkimas 8

1.4.1. Pamatų tipų analizė..............................8

1.4.2. Pamatų tipų parinkimas..............................8
2. POLINIAI PAMATAI 9
2.1. Pamato konstravimas 9
2.2. Polinių pamatų pagrindo skaičiavimas pagal laikomosios galios ribinį būvį 9

2.2.1. Polio pagrindo laikomoji galia............................9

2.2.2. Polio apkrovos tikrinimas.............................10
2.3. Polinių pamatų pagrindo skaičiavimas pagal deformacijų ribinius būvius 12
2.3.1. Sąlyginio pamato matmenys 12
2.3.2. Grunto įtempimų tikrinimas. 13
2.3.3. Pamato nuosėdžio skaičiavimas. 16
3. GRĘŽININIAI PAMATAI 17
3.1.Vertikaliai apkrauto pamato pagrindo skaičiavimas 17
3.2. Vertikalia ir horizontalia jėgomis bei momentu apkrauto gręžininio pamato

pagrindo skaičiavimas 19
4. PAMATŲ VARIANTŲ EKONOMINIS PALYGINIMAS 21

Literatūra 22

1. PROJEKTAVIMO DUOMENŲ VERTINIMAS

1.1 Inžinerinių geeologinių sąlygų vertinimas

1.1.1 Fizinė geografinė statybos vietos charakteristika

Tyrinėjamas sklypas yra Vilniaus mieste prie Ukmergės – Vilniaus plento, Šeškinės mikrorajone (1 pav.). Šioje vietovėje yra labai nežymus nuolydis, aukščių skirtumas svyruoja iki 3,3m. Absoliutiniai aukščiai kinta 167,55-164,20 ribose. Šalia sklypo yra pastatas- parduotuvė „Širvinta“. Kadangi atstumas iki pastato yra labai mažas, įrengiant pamatus reikia imtis priemonių esamo pastato pamatams nepakenkti. Esamo pastato pamatai yra juostiniai, įgilinti 3,5m.

1.1.2 Grunte atlikti tyrinėjimai

Statybos vietovėje šnekiniu būdu išgręžtas 1 gręžinys 8m gylio. Gruntų fizinių-mechaninių savybių nustatymui buvo atliktas statinis zoondavimas 7-iuose taškuose, radioaktyvus karotažas taip pat 7 taškuose. Statinis zondavimas atliktas zondavimo LBU-50 agregatu, panaudojant hidraulinę 2-jų cilindrų matavimo galvutę. Šoninės trinties matavimo cilindro plotas 50 cm2 ir grunto stiprumo kūgiui matavimo cilindro plotas 10 cm2. Šoninė trintis ir grunto atsparumas zondo kū

ūgiui matuojamas dviem manometrais.

Parengiant ataskaitą panaudota kompl. Nr. 01-14046 190vt. viešo maitinimo įmonės su kulinarijos parduotuve Vilniuje statybinės aikštelės inžinerinių – geologinių tyrinėjimų ataskaita.

1.1.3 Geologinė – litologinė sąranga ir gruntai

Geomorfologiniu požiūriu statybinis sklypas yra aliuvoglacialinėje baltijos lygumoje (agIIIbl). Tiriamą gruntą gręžinyje sudaro šie sluoksniai: piltas smėlis- storis 1,5m, priesmėlis plastingas – storis 1m, smėlis vidutinio stambumo vidutinio tankumo – storis 6m, priemolis kietai plastingas – nuo 8,0m gylio, giliau sluoksnis nepragręžtas. Iš geologinio-litologinio pjūvio matyti, kad grunto sluoksniai slūgso be žymių nuolydžių.

1.1.4 Fizinės mechaninės gruntų savybės

Gruntų fizinių mechaninių savybių rodiklių reikšmės pateiktos pjūvyje (3 pav) ir taikytinos su sąlyga jeigu statybos metu gruntai bus apsaugoti nuo gamtinės sandaros suardymo, išmirkymo, išdžiūvimo ir sušaldymo.

Pilti gruntai, purūs smėliai natūraliems pamatams nerekomenduojami. Naudojant pamatams polius 30×30 skersmens apytikrė laaikomoji galia 9,0m gylyje sudarys~600 kN.

Pirmas sluoksnis: piltas gruntas ( smėlis su dirvožemiu), gylis 1m, storis 0,6m, abs.a. 164,28m, γII=1,54, E=7.

Antras sluoksnis: priesmėlis rudas, plastingas, gylis 1,7m, storis 0,7m, abs.a. 163,58m.

Trečias sluoksnis: smėlis vidutinio stambumo, rudas, vidutinio tankumo, su žvyru, mažai drėgnas, gylis 7,4m, storis 5,7m, abs.a. 157,88m, γII=1,82, E=30, cII=1, φII=35.

Ketvirtas sluoksnis: priemolis, rudas, su žvyru ir smėlio lęšiais, kietai plastingas, gylis 10m, storis 2,6m, abs.a. 155,28m, γII=2,07, E=28, cII=34, φII=23.

1.1.5 Hidrogeologinės sąlygos

Gręžinyje gruntinis vanduo neaptiktas. Lietingais metų periodais priemoliuose ir

r priesmėliuose gali atsirasti gruntinių lęšių vanduo. Tokiuose gruntuose rūsio apsaugai nuo galimo vandens pritekėjimo būtina numatyti atitinkamas priemones. Vykdant statybas, lietaus metu, sklypo apsaugai nuo vandens pritekėjimo, imtis papildomi priemonių nebūtina.

1.1.6 Gręžinio stulpelis ir pjūvis

Žiūrėti 2, 3 pav.

1.2 Duomenų apie pastatą vertinimas

1.2.1 Pastato konstrukcijos

Pastato karkasas gelžbetoninis surenkamas, trijų tarpatramių su tiltiniais kranais kiekviename. Kolonų žingsnis kraštinėje eilėje 6,0 m. Denginio sijos su kolonomis sujungtos šarnyriškai. Vienos kolonos sėdimas nesudarys papildomų įražų kitose kolonose bei sijoje. Kolonos standžiai įtvirtintos pamatų lizduose: jų aukštis 9,6 m, skerspjūvis 40×80 cm. Sienos plytų mūro 38 cm storio. Pastatas be rūsio, grindys betoninės įrengtos ant grunto. Pastato vidaus temperatūra 15oC. Pastatas statomas Vilniuje.

Pastato skaičiuojamoji schema:

1.2.2 Požeminės komunikacijos

Tyrinėjamame sklype praeina lietaus kanalizacija, kuri įgilinta 1,2m. Tokiu atveju pamatai turi būti įrengti žemiau esamų inžinerinių tinklų, kad avarijos atveju nebūtu pakenkta pamato laikomajai galiai. Kitų inžinerinių tinklų ar komunikacijų nėra.

1.2.3 Gamybiniai procesai

Ypatingai aukštų ar ypatingai žemų temperatūrų technologiniuose procesuose nėra. Taip pat nėra gamybinių procesų kurie sukeltu dinaminius poveikius, ar kitokius kurie mažintų pagrindo laikomąją galią ar pastovumą.

1.3 Apkrovų vertinimas

Poveikiai pamato viršuje ( altitudė -0,15 m) nuo nuolatinių (pastato konstrukcijų svoris, be sienos svorio) ir kintamų ( kranas ir vėjas) apkrovų, nustatytų pagal pastato statinių skaičiavimų rezultatus , pateikti 6 lentelėje. Lenkimo momento ženklas teigiamas, kai momentas veikia iš

š lauko pusės į pastato vidų.

Pagrindai ir pamatai skaičiuojami ribinių būvių metodu pagal dviejų grupių ribinius būvius. Pirmos grupės ribiniais būviais apibūdinama pagrindo laikomoji galia ir pastovumas, antrosios grupės ribiniais būviais – pagrindo ir pastato tinkamumas normaliai eksploatuoti.

1.4. Pamatų tipo parinkimas

1.4.1 Pamatų tipų analizė

Seklieji pamatai. Jie įrengiami iškastoje pamatų duobėje, kurios kraštai pastačius pamatą užpilami gruntu. Jie perduoda pastato apkrovą pagrindui tiktai padu. Tokie pamatai įrengiami kai žemės paviršiuje slūgso stiprūs gruntai. Seklieji pamatai techniniu ekonominiu požiūriu turėtų būti ne didesni kaip 3,5m. Tokie pamatai neturėtų būti gilinami žemiau nei gruntinio vandens horizontas.
Poliai. Jie gali būti kabamieji ir atremti. Kabamieji yra tuomet kai polio padas neatsiremia į kietą pagrindą ir visa apkrova į gruntą perduodama tiktais šonine trinties jėga. Kai polio padas yra atremiamas į giliau slūgsantį gruntą, tai pastato apkrovą pagrindui poliai perduoda padu ir šonais. Poliais įtempimai pasiskirstomi dideliame grunto tūryje. Taip pat poliai gali būti gręžininiai arba kalamieji. Kalant polius gruntas apie juos sutankėja, tuo būdu didėja stiprumas. Poliniai pamatai nusėda mažai, jų pagrindo laikomoji galia didelė.
Gręžininiai pamatai. Tai pamatai, kurių santykis d/b≥2. Jie įrengiami grunte pastatams , kurie perduoda dideles vertikalias bei horizontalias jėgas. Jie standūs, pagrindo laikomoji galia didelė, nes gruntas negali būti išspaustas iš po pamato į žemės paviršių.

br />Dirbtiniai pagrindai. Jie įrengiami kai statybos sklype slūgso silpni gruntai: purūs smėliai, takiai plastiški ir takūs moliniai gruntai, durpingi, supilti gruntai.

1.4.2 Pamatų tipų parinkimas

Seklieji pamatai nėra tinkami dėl dviejų priežasčių. Pirma: esamame statybos sklype praeina lietaus kanalizacija, ir avarijos atveju gali būti pakenkta pamato pagrindo stiprumui. Taigi pamatą reikia gilinti giliau kanalizacijos lygio. Antra: viršutiniai sluoksniai yra piltas gruntas, o po juo plastingas priesmėlis. Tokie pagrindai nėra tinkami natūraliems pamato pagrindams. Pagrindo tankinimas šiuo atveju irgi nėra racionalus sprendimas, kadangi gruntas plastingas.
Poliniams pamatams įrengti reikia mažiau atlikti žemės darbų , mažiau suardoma gamtinė aplinka, mažesnis darbo imlumas. Šis variantas yra tinkamas.
Gręžininiai pamatai tinka , kadangi leidžiantis gilyn grunto sluoksnis yra tas pats ir stiprumas praktiškai nekinta. Stiprumui daugiausiai įtakos turėtų pamato plotas. Be to gręžininių pamatų reiktų įrengti mažiau negu kalamųjų kadangi jų pado plotas yra kur kas didesnis. Tokiu būdu jų įrengimas gali būti ekonomiškesnis.
Analizei parenku polinius pamatus bei gręžininį pamatą.

2. POLINIAI PAMATAI

2.1 Pamato konstravimas

Naudojami gelžbetoniniai kalamieji poliai, kvadratinio vientiso skerspjūvio. Rostverkas su poliais sujungtas šarnyriškai.

2.2 Polinių pamatų pagrindo skaičiavimas pagal laikomosios galios ribinį būvį

2.2.1 Polio pagrindo laikomoji galia

Skaičiavimas pagal gruntų statinio zondavimo duomenis

Grunto po polio padu ribinis stiprumas:

β1, β2-koef., priklausantis nuo grunto savybių [1] 5.5 lent.

Grunto prie šonų ribinis stiprumas:

Apkrovos dydis vienam poliui

Ašine gniuždančia jėga apkrauto kalamojo polio pagrindo laikomoji galia:

A- polio skerspjūvio plotas

u-polio skerspjūvio perimetras

l-polio ilgis

Ašinė jėga rostverko viršaus lygyje:

čia: apkrovos patikimumo koef.
Gs- mūro sienos svoris

Apytikris reikalingas polių skaičius centriškai apkrautame poliniame pamate:

čia: a-atstumas tarp poliu ašių

d-pamato gylis

γm- vidutinis pamato ir grunto ant jo pakopų vienetinis svoris

Apskaičiuotą polių skaičių dar didiname 10-30%:

n=np•1,25=

Sukonstruojamas rostverkas:

2.2.2 Polio apkrovos tikrinimas

Poliui perduodama ašinė jėga:

Vieno polio svoris:

Rostverko svoris:

Ašinė jėga veikianti rostverko apačios lygyje:

Didžiausias lenkimo momentas rostverko apačios lygyje:

Mažiausias lenkimo momentas rostverko apačioje:

Poliui perduodama ašinė jėga:

Sąlygos tenkinamos.

2.3 Polinių pamatų pagrindo skaičiavimas pagal deformacijų ribinius būvius

Polinio pamato nuosėdis skaičiuojamas laikant, kad deformuojasi tik gruntas žemiau polių pado, o poliai ir gruntas tarp jų nesideformuoja. Skaičiuojant polinio pamato nuosėdį, laikoma, kad poliai ir tarp jų esantis gruntas sudaro standų masyvą, vadinamą sąlyginiu pamatu, kuris pastato apkrovą perduoda ir paskirsto žemiau polių pado slūgsančiam gruntui.

2.3.1 Sąlyginio pamato matmenys

Sąlyginis pamato gylis:

Posvyrio kampas:

Sąlyginio pamato pado plotis:

Sąlyginio pamato ilgis:

Grunto svertinis vidutinis vienetinis svoris:

Sąlyginio pamato svoris:

2.3.2 Grunto įtempimų tikrinimas

Įtempimų po pamato padu tikrinimas.

Turi būti tenkinamos sąlygos:

Pagrindo skaičiuojamasis stiprumas:

Bemačiai pagrindo stiprumo koeficientai iš [1] 4.2 lent.:

35 1,68 7,71 9,58

Tikrinu įtempimus po pamato padu nuo visų apkrovų derinių:
I apkrovos variantas:

Ašinė jėga, veikianti pamato pado lygyje:

Atsparumo momentas:

Lenkimo momentas pamato pado gylyje:

Įtempimai:

II apkrovimo variantas:

III apkrovimo variantas:

IV apkrovimo variantas:

Stiprumo sąlyga tenkinama.

Įtempimų silpnesniojo grunto sluoksnio viršuje tikrinimas.

Turi būti tenkinama sąlyga:

Įtempimas nuo grunto svorio silpnesniojo grunto sluoksnio viršuje:

Papildomas įtempimas nuo pamato apkrovos silpnesniojo grunto sluoksnio viršuje:

Pagrindo skaičiuojamasis stiprumas silpnesniojo grunto sluoksnio viršuje:

čia:

Stiprumo sąlyga:

Stiprumas pakankamas.

2.3.3 Pamato nuosėdžio skaičiavimas

Polinio pamato nuosėdis skaičiuojamas analogiškai kaip ir sekliųjų pamatų.

Papildomas įtempimas sąlyginio pamato pado lygyje:

Taško Nr. Taško gylis, m kN/m3 kPa z m

kPa

Δz m E MPa ΔS mm
0 4,23 18,2 77,0 0 0 1 1 207

133 207 – 0,60 30 –
1 4,83 87,9 0,6 0,5 0,92 190,4 199 3,98
2 5,43 98,8 1,2 1 0,703 145,5 168 3,36
3 6,03 109,7 1,8 1,5 0,488 101 123 2,46
4 6,63 120,7 2,4 2 0,336 69,6 85 1,7
5 7,23 131,6 3 2,5 0,243 50,3 60 1,2
6 7,4 20,7 153,2 3,17 2,64 0,223 29,6 40 0,17 28 0,24
7 8 165,6 3,77 3,14 0,166 22,1 25,9 0,6 0,56

∑ΔS=13,5mm

Pamato nuosėdis:

Tikrinama sąlyga:

Sąlyga tenkinama.

3. GRĘŽININIAI PAMATAI

3.1. Vertikaliai apkrauto pamato pagrindo skaičiavimas

3.1 pav. Pagrindo skaičiuojamoji schema. DL- projektuojamas žemės paviršiaus lygis; CL-pagrindo skaičiuojamasis lygis; FL- pamato pado lygis

Pagrindą sudaro vidutinio stambumo smėlis vidutinio tankumo. Jo kūginis stiprumas qc=12,5kPa.

Pradžioje pasirenku pamatą, kuris nuo žemės paviršiaus įgilintas 3,0m (grindų storis 0,15m, pamato skersmuo 0,8m):

>

Pamato padas įleistas į laikantį sluoksnį 1,3m.

> 0,2m

Pagal pagrindo po gręžinio pamato padu skaičiuojamojo stiprumo grafiką [2] 6.3 pav., randu Rs3:

RS3=1250 kPa

Smėlio trinties stiprumą prie pamato šonų surandu pagal f-lę:

čia:

vidutinis grunto trinties stiprumas zonduojant gręžininių pamato skaičiuojamojo gylio dd intervale

uz- zondo skerspjūvio perimetras

Trinties jėga prie pamato šonų:

Iš stiprumo sąlygos apskaičiuoju reikiamą pado plotą:

čia:

Vieno polio pado plotas:

Suprojektuoju pamatą iš 2 gręžininių polių, kurių skersmuo 0,8m, o pado plotas:

Apskaičiuoju trinties jėgą prie pamato šonų :

Tikrinu, ar slėgis po pamato padu neviršija pagrindo skaičiuojamąjį stiprumą:

Pagal pagrindo po gręžininių pamato padu stiprumo grafiką [2] 6.3pav., nustatau pado nuosėdį:

n=2%

Viso pamato nuosėdis:

<

čia:

– nuosėdis pamato įrenginėjant 1 gręžininį pamatą

3.2. Vertikalia ir horizontalia jėgomis bei momentu apkrauto gręžininių pamato

pagrindo skaičiavimas

3.2 pav. Pagrindo skaičiuojamoji schema ( DL-projektuojamas žemės paviršiaus lygis; CL-pagrindo skaičiuojamasis lygis; FL- pamato pado lygis )

Horizontalios jėgos pridėties taško aukščio prieaugis, pakeitus momentą horizontalia jėga:

čia:

Apskaičiuoju horizontalios jėgos skaičiuojamąjį taško aukštį:

Koeficientas

Kadangi , pamato sukimuisi besipriešinančių jėgų atstojamąją randame:

čia:

[2]

b- viso pamato plotis

Tikrinama sąlyga :

> 13,8 kN

Sąlyga tenkinama. Toliau skaičiavimų nebetęsiame, nes pamatas nepasvyra, jo viršus horizontaliai nepasisuka.

4. PAMATŲ VARIANTŲ EKONOMINIS PALYGINIMAS

Įvairių tipų pamatų naudojimo efektyvumas gali būti nustatytas tik remiantis variantinių projektavimų ir atskirų variantų palyginimu inžineriniu bei ekonominiu požiūriu. Svarstant pamatų efektyvumą, gali būti analizuojami pamatų tipai, atitinkantieji inžinerinius reikalavimus esamomis inžinerinėmis-geologinėmis sąlygomis.

Pamatų variantų palyginimas turi būti paremtas:

1. Kiekvieno tipo pamato panaudojimo esamomis inžinerinėmis-geologinėmis sąlygomis

inžinerinio tikslingumo vertinimu;

2. Įvairių tipų pamatų ekonominiu vertinimu.

Inžinerinis vieno ar kito pamato tikslingumas įvertinamas konstrukciniu bei technologiniu požiūriais:

-pamatas turi užtikrinti pastato ir atskirų jo konstrukcijų elementų pastovumą bei stiprumą, taip pat normalias eksploatavimo sąlygas, kad pagrindo ir pastato bendros deformacijos būtų ne didesnės už ribines;

-turi būti užtikrintos realios galimybės pastatyti suprojektuotą pamatą esamomis inžinerinėmis-geologinėmis sąlygomis, tai yra pamatų statybai netinkamas gruntas pakeistas kitu, atlikta griežta tankinimo kontrolė, pamatų duobė iškasama nesuardant sutankinto grunto struktūros.

Ekonominiu požiūriu įvairių tipų pamatai gali būti vertinami keletu būdų:

-pagal sąmatinę vertę – paprasčiausias būdas,

-pagal redukuotas sąnaudas – sudėtingiausias būdas,

-pagal konstrukcijų ir jų montavimo savikainą.

Įvairių tipų pamatus ekonominiu požiūriu galima vertinti ir pagal kitus konkrečiam pastatui ar rajonui svarbius požymius, pvz., pagal gelžbetonio ar plieno sąnaudas (bendras ir statybos vietoje), darbų trukmę, žemės darbų kiekį ir kt.

Kad būtų lengviau lyginti kursiniame projekte suprojektuotus polinių ir giliųjų gręžininių pamatų variantus, galima pasinaudoti specialių ekonominių tyrimų duomenimis. Mokymo reikalams pakankamu tikslumu galima laikyti, kad pastatyti 1 polinių gelžbetoninių pamatų kainuoja 1200lt., o 1 gręžininių pamatų –800 lt. Pateiktose kainose įskaityti visi gręžininių bei polinių pamatų statybos darbai: žemės kasimas, polių kalimas, klojiniai ir kt.

Polinio pamato gelžbetonio kiekio skaičiavimas:

Polinių pamatų statyba kainuos:

Gręžininio pamato gelžbetonio skaičiavimas:

Gręžininių pamatų statyba kainuos:

Išvada: Atsižvelgiant į kainas parenku polinius pamatus.

LITERATŪRA

1. Šimkus J. Pagrindų ir pamatų kursinis projektavimas.-V.:Mokslas, 1988.-65 p.
2. Šimkus J. Gręžininių pamatų projektavimas ir statyba. Gruntų tyrimas statiniu zondavimu.-

V.:VISI,1987.-62p.
3. Šimkus J.Gruntų mechanika, pagrindai ir pamatai.-V.: Mokslas, 1984.-271 p.
4. Строительные нормы и правила СниП 2.02.01.-83.Основания зданий и сооружений.-

М.:Стройздат,1985.-40с.

Leave a Comment