Сравнение технико экономических показателей фундаментов

Глава 3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ТИПА ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

3.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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, 5, 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 превышать 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, 2, 3, 7].

3.2. ТИПЫ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

При большом различии инженерно-геологических условий площадок строительства на территории СССР, а также разнообразии конструкций зданий и сооружений, применяемых 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 указаны случаи безусловного применения фундаментов соответствующего типа либо случаи, когда необходимо выполнение вариантного проектирования.

3.3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Под технико-экономическими показателями оснований и фундаментов зданий и сооружений понимаются технические и экономические характеристики проектного решения.

К техническим показателям относятся тип оснований и конструкции фундаментов, расчетные данные о деформируемости и прочности грунтов основания (ожидаемые осадки, перемещения, крены и 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 вложения в материально-техническую базу строительства, эксплуатационные расходы (если деформируемость оснований требует дополнительных затрат на ремонт или усиление конструкций зданий либо сооружений для обеспечения их пригодности в течение эксплуатационного периода). Полный перечень экономических показателей приведен в табл. 3.2.

ТАБЛИЦА 3.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ

Основания	Грунты		Тип фундамента
	прорезаемые	основания	на естественном основании	на уплотненном или искусственно закрепленном основании	свайные
Однослойные	Слабые Средние Прочные		± ± +	± ± –	± ± –
Двухслойные	Слабые	Средние Прочные	± ±	± ±	± +
	Средние	Слабые Прочные	– ±	± –	± ±
	Прочные	Слабые Средние	± ±	± ±	– –

Условные обозначения: «+» — рекомендуется для применения; «±» — требуется вариантное проектирование; «–» — не рекомендуется для применения.

ТАБЛИЦА 3.2. ПОЛНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Показатели	Единица
Стоимостные
Приведенные затраты	руб.
Сметная стоимость (себестоимость) возведения оснований и фундаментов	– || –
Капитальные вложения в материально-техническую базу строительства	руб./год
Эффект от ускорения строительства	руб.
Экономическая оценка фактора дефицитности стали	– || –
Эксплуатационные затраты	– || –
Натуральные
Продолжительность возведения	смена
Затраты труда, всего	чел.-дн.
В том числе: на изготовление материалов, конструкций, полуфабрикатов и их транспортирование на устройство оснований и возведение фундаментов	– || –

– || – Расход основных материалов:
стали (приведенной к стали класса А-I)
цемента (приведенного к марке 400)
топлива (в пересчете на условное) кг
– || –
– || –

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 м 2 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 рациональность применения того или иного решения, и определения путей совершенствования конструкций фундаментов. Например, себестоимость служит для определения возможного снижения стоимости устройства оснований и фундаментов за счет применения рациональных решений. Аналогичное назначение имеет анализ показателей материалоемкости, трудоемкости изготовления, продолжительности работ. Показатели материалоемкости и капитальных вложений 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.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

5 Технико – экономическое сравнение вариантов фундаментов

В данном курсовом проекте рассматриваются два варианта фундаментов: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент. В применении к заданным геологическим условиям в качестве проектного выбран свайный фундамент . Так как два верхних слоя по своим физико-прочностным характеристикам не могут служить надёжным основанием под фундамент.

Как при производстве работ по возведению свайного фундамента, так и при уплотнении грунта грунтовыми сваями необходимо задействовать большее количество технических средств, а следовательно и материальных на их обслуживание. Свайные фундаменты устраиваются под отдельные элементы конструкций, а в пролётах, между кустами свай, может устанавливаться оборудование большой массы, и если не устранены просадочные свойства грунта основания, могут появиться значительные деформации в результате осадки, необходимо будет предусматривать дополнительные мероприятия по улучшению прочностных свойств грунта. Либо можно запроектировать забивку свай под всей площадью здания т.е свайное поле, в этом случае для уплотнение грунта грунтовыми сваями, необходимо их значительное количество, поэтому наиболее выгодно применить меньшее количество свай, но длиннее. Также уплотнение грунта с помощью грунтовых свай применяется очень редко. Поэтому принимаем свайный фундамент.

6 . Расчет тела сваи

6.1 Проверка прочности сваи при эксплуатационных нагрузках.

Несущая способность висячей железобетонной сваи от эксплуатационных нагрузок может быть определена по формуле:

В соответствии с принятыми выше сечении бетона А = 30х30=900см 2 ,

сечение рабочей арматуры (4Ǿ18 АШ) с А_s =10,18 см 2 .

Коэффициент m_б1= 0,85. Полная расчетная нагрузка на одну сваю P_св=292,08кН. Для сваи используется бетон класса В15 с R_b = 8,5 МПа и арматура класса АШ с R_s= 365 МПа.

N сеч = 0,075∙900+36,5∙10,18=439,07 кН. (6.2.)

Полная расчетная нагрузка на одну сваю Р_св = 292,08кН сеч =439,07кН, значит прочность сваи обеспечена.

6.2 Проверка прочности на усилия, возникающие при подъеме.

При переводе из горизонтального в вертикальное положение свая работает на изгиб. Расчетная схема для этого случая приведена на рисунке.

Рисунок 6.1 Схема работы и расчетная схема сваи при монтаже.

Нагрузка от веса 1 м длины сваи:

q_св = 0,3∙ 0,3∙ 25 = 2.25 кН, (6.3)

а с учетом коэффициента динамичности:

q_св = 2.25 ∙ 1,5 = 3.375 кН (6.4)

Изгибающий момент при подъеме сваи за верхний оголовок:

(6.5)

Определим площадь сечения рабочей арматуры:

ξ_υ= (6.6)

υ=1 — 0,5·ξ = 1 – 0,5·0,169 = 0,42 (6.7)

(6.8)

Принимаем 2 стержня диаметром 18 мм, класс арматуры А-Ш с А_S =5,09 см 2 , что соответствует поставленной арматуре.

Проверяем прочность наклонного сечения при изгибе.

Q =0,5∙q_св∙ℓ = 0,5∙3,375∙8 = 13,5 kH. (6.9)

Сжимающие усилия, воспринимаемые бетоном,

Так как продольных сил в элементе нет φ_n=0, φ_b3=0,6 (для тяжелого бетона), то:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

3.7. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СРАВНЕНИЙ ФУНДАМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Трудоемкость и материалоемкость оснований и фундаментов определяются на основании проектных разработок вариантов. Для конкретных объектов строительства определяется показатель полных приведенных затрат

где C — сметная или сметно-расчетная стоимость устройства фундаментов; Д — экономическая оценка фактора дефицитности ресурса (учитывается для варианта с большим расходом рассматриваемого ресурса); Э_ф.з — эффект у заказчика от ускорения ввода в действие — основных производственных фондов (учитывается для варианта с наиболее ранним вводом объекта в эксплуатацию).

Показатель сметной стоимости устройства фундаментов определяется на основании действующих сметных норм и «Единых районных единичных расценок» (ЕРЕР), привязанных к местным условиям строительства.

Фактор дефицитности материальных ресурсов на ближайший период рекомендуется учитывать для стали по формуле

где Э_у — удельное значение экономической оценки фактора дефицитности стали, принимаемое в размере 150 руб. на 1 т дополнительно израсходованной стали, приведенной к стали класса А-I; М_с — дополнительный расход стали по рассматриваемому варианту проектного решения фундамента по сравнению с вариантом с наименьшим расходом стали.

Экономический эффект, образуемый у заказчика за счет выпуска дополнительной продукции, может учитываться только при наличии детальных исходных данных, принимаемых из проектов организации строительства и проектов производства работ, и определяется по формуле

где Е_а — норматив абсолютной эффективности капитальных вложений в отрасли; для объектов межотраслевого характера и объектов производственной сферы Еа принимается равным 0,14; Ф — стоимость производственных фондов, досрочно введенных в действие (сметная стоимость объекта строительства с учетом технологического оборудования); ΔТ — разница в сроках окончания строительства объекта, обусловленная конструктивными решениями фундаментов сравниваемых вариантов, год; К_и — коэффициент использования расчетной разницы в сроках окончания строительства по условиям возможности эксплуатации готового объекта после его сдачи заказчику; при отсутствии сведений принимается рапным 0,3.

Не следует принимать разницу в продолжительности строительства объектов равной разнице в продолжительности возведения сравниваемых вариантов фундаментов, поскольку на критическом пути строительства, как правило, находится не весь объем работ. При отсутствии конкретных данных объем работ по устройству фундаментов, лежащий на критическом пути строительства, рекомендуется принимать в размере 30 %.

При определении коэффициента К_и учитываются возможности получения исходного перерабатываемого сырья при более раннем освоении производственной мощности предприятия, быта и использования готовой продукции в данное время в соответствующих отраслях народного хозяйства.

При выявлении областей рационального применения проектных решений фундаментов для массового строительства в качестве базисных вариантов рекомендуется принимать лучшие решения, освоенные в практике массового строительства.

Приведенные затраты по вариантам проектных решений фундаментов определяются по формуле

где С_с — себестоимость (расчетная или фактическая) устройства фундаментов (под расчетной себестоимостью понимается сметная стоимость без учета плановых накоплений); Е_n — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, равный 0,12; К_б и К_с — капитальные вложения в основные производственные фонды строительной индустрии ( К_б — в предприятия по производству товарного бетона, арматуры, сборных бетонных и железобетонных конструкций фундаментов; К_с — в строительные и транспортные машины и механизмы, а также в базу по их обслуживанию и эксплуатации).

Капитальные вложения в развитие мощностей предприятий строительной индустрии К_б определяются по формуле

где K_yi — удельные капитальные вложения в производство материалов, конструкций и полуфабрикатов;

М_i — расход материалов, конструкций и полуфабрикатов на принятую единицу измерения.

Удельные капитальные вложения в производство материалов, конструкций и полуфабрикатов

где К_к — коэффициент, учитывающий отношение капитальных вложений к оптовой цене материалов, конструкций и полуфабрикатов и принимаемый для сборных железобетонных и бетонных изделий 1,11, для товарного бетона 0,69 и для арматурных изделий 1,09; С_з — оптовая цена 1 м 3 сборных железобетонных и бетонных изделий (с учетом арматуры), бетонной смеси и арматурных каркасов и сеток для монолитных конструкций.

Капитальные вложения в строительные и транспортные машины и механизмы, участвующие в производстве строительно-монтажных работ, определяются по выражению

где 1,07 — коэффициент, учитывающий затраты на доставку машин до объектов строительства: С_м — балансовая стоимость строительных машин, оборудования и транспортных средств, принимаемая по действующим прейскурантам; N_т , N_п — количество машино-смен работы машин, оборудования, транспорта ( N_т — требуемое для возведения сравниваемых конструкций фундаментов; N_n — нормативное на годовой срок эксплуатации); нормативное количество машино-смен работы машин и механизмов за год может быть принято в размере 250 для сваебойных агрегатов и 400 для прочих машин; К_э — коэффициент, учитывающий потребности в основных производственных фондах, необходимых для эксплуатационно-ремонтной базы; принимается для строительных машин и механизмов 1,3 и для транспортных средств 1,8; К_д — поправочный коэффициент, учитывающий территориальный пояс и принимаемый в соответствии с действующими «Нормативами удельных капитальных вложений по отраслям строительства».

В случаях когда при определении стоимости материалов, конструкций и полуфабрикатов используются оптовые цены промышленности, приведенные затраты могут быть найдены по формуле

При несущественном отличии уровня механовооруженности строительных работ по сравниваемым вариантам составляющая Е_n К_с в формуле (3.8) может не учитываться.

Сравнительная эффективность проектных решений фундаментов экспериментального объекта определяется на основе сопоставления перспективных приведенных затрат этого строительства с приведенными затратами, рассчитанными по фактическим показателям возведения фундаментов, строящихся по проектам-аналогам.

Фундаменты зданий и сооружений, спроектированные по действующим нормативным документам, рассчитываются на одинаковый срок службы и в обычных условиях, как правило, не требуют ремонта. В связи с этим эксплуатационные затраты по конструкциям фундаментов отсутствуют. Эксплуатационные затраты необходимо учитывать в тех случаях, когда варианты имеют существенные различия в затратах на устранение последствий неравномерных осадок зданий и сооружений [2].

Основные исходные данные и технико-экономические характеристики для разработанных вариантов фундаментов сводятся в таблицу (табл. 3.3).

ТАБЛИЦА 3.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ СОПОСТАВЛЕНИЯ ВАРИАНТОВ ФУНДАМЕНТОВ

Группа данных	Исходные данные и технико-экономические характеристики
По грунтам	Характеристики грунтов, прорезаемых фундаментами (в том числе сваями), и грунтов основания
По конструкциям здания или сооружения	Размеры в плане, высота, площадь сечения колонн, шаг колонии, нагрузки на фундаменты (нормальные силы, изгибающие моменты, горизонтальные силы), имеющие наибольшее распространение в здании
По типам фундаментов	Столбчатые или плитные на естественном или искусственно уплотненном основании, свайные фундаменты, размеры в плане в уровне подошвы, размеры свай и расчетные нагрузки на них
По объемам работ:
земляные работы	Объем разработки котлована, обратной засыпки, уплотнения (с учетом транспорта)
свайные работы (только для свайных фундаментов)	Объем свай в м 3 и в шт. с указанием класса и объема бетона (отдельно сборного для забивных или монолитного для буронабивных свай), расход арматуры по классам
бетонные работы	Объем фундаментов с указанием класса бетона (для свайных фундаментов объем ростверков), объем подготовки, расход арматуры по классам

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник