Строительство нулевого цикла здания или соуружения

   Министерство образования и науки Украины

О Г А С  А

Кафедра строительных конструкций

 

 

 

 

 

З А Д А Н И Е

На выполнение контрольной работы по курсу

«Введение в строительную специальность»

ТЕМА:22.Строительство нулевого цикла здания или сооружения

 

 

 

 

 

 

Студента ПГС-131

Руснака Максима Вячеславовича

 

 

 

 

Одеса 2012

Введение

Нулевой цикл здания это  комплекс работ при строительстве, который включает в себя множество  различных видов работ, включая  и начальную подготовку площадки для строительства.

Данный термин возник при  строительстве малоэтажных домов  поточным методам.

Прошло несколько лет  и его стали употреблять и  в отношении строительства промышленных объектов. В наши дни выражение  нулевой цикл здания употребляется  постоянно.

Строительство любого объекта  начинает нулевой цикл здания —  это мероприятия по вертикальной планировке постройки, устройство основания  для будущей дороги (временное  или постоянное) и так далее. Следовательно, работы нулевого цикла главным образом  сосредоточены на технологиях переработки  грунта и создания земляных сооружений того или иного типа, формы, расположения.

Нулевой цикл - термин, бытующий в строительстве и специальной литературе, не предусмотренный Строительными нормами и правилами и другими нормативными документами. Обозначает подземную часть зданий и сооружений или подготовительные работы на строительном объекте.

Нулевой цикл предполагает:

1. Разработку земли (устройство  траншей и/или котлована);

2. Устройство фундамента;

3. Обратную засыпку земли.

Преимущественно к нулевому циклу относятся следующие строительные операции:

  • первоначально создается котлован и зачищается основание под будущий фундамент (это может происходить с привлечением экскаваторов различных конфигураций, при необходимости — с устройством пандусов);
  • осуществляются процедуры водоотвода и при необходимости водопонижения;
  • происходит подготовка к монтажным работам в подземной части постройки — усиленное основание для крана;
  • в готовом котловане разбиваются оси фундамента;
  • один из наиболее масштабных этапов — монтаж подземной части сооружения, в том числе устройство фундаментов (которые могут быть различных типов, что определяется генеральным подрядчиком строительства на этапе проектирования объекта), балок, стен цокольного помещения;
  • далее нулевой цикл здания предполагает проводку сетей коммуникаций (газо- и водопровод, электрические кабели, теплосеть, водосток и другие);
  • бетонная подготовка для полов;
  • устройство межэтажных перекрытий (над подземной частью);
  • гидроизоляционные процедуры;
  • в последующем засыпаются пазухи с уплотнением;
  • итоговые мероприятия — подготовка к монтажу надземной части здания.

Обозначенные выше и некоторые  другие работы по нулевому циклу в  строительстве имеют очень важное значение, так как в их процессе закладывается основание для всей будущей постройки. Как только подземная часть постройки будет полностью возведена с учетом всех необходимых вводов в нее, нулевой цикл здания можно считать завершенным.

Понятия и терминология

К конструкциям нулевого цикла —  относится часть сооружения ниже «нулевой» отметки здания, за которую  условно принимают уровень чистого  пола первого этажа.

Задачей конструкций нулевого цикла  является восприятие нагрузок и распределение давления от здания на основание.

Основные геометрические параметры  фундаментных конструкций (рис. 15.1):

Отметка

  • Обрез фундамента (сечение 1-1) — верхняя плоскость конструкции;
  • Подошва фундамента (сечение 2- 2) нижняя плоскость фундамента, непосредственно опирающаяся на грунт;
  • Глубина заложения фундамента — расстояние от отметки планировки территории (Н) или от отметки естественного рельефа (Ь) до подошвы фундамента.

 

Могут быть варианты соотношений Н  и И:

Н > Ь — в случае подсыпки;

Н < Ь — в случае срезки;

Н = Ь — в случае совпадения отметок  планировки и естественного рельефа.

Основания и фундаменты в значительной степени определяют устойчивость и  прочность сооружений.

Основание сооружения — толща грунтовых  пластов, воспринимающая давление от фундаментов  и дающая осадку под действием  этого давления, так называемая, деформируемая толща.

Различают два вида давлений:

Природное — от собственного веса пластов грунта, возрастающее по глубине  основания;

Дополнительное от здания (или сооружения)- уменьшающееся по глубине основания за счет увеличения площади распределения давления. 256

Высота сжимаемой толщи основания  — считается от отметки подошвы  фундамента до отметки, на которой величина дополнительного давления уменьшается до значения 0,2 природного давления (Рдоп — 0,2Рпр).

Основания делятся на естественные и искусственные.

Естественные основания — толща  грунта, залегающая под фундаментом  и воспринимающая нагрузку от здания.

Искусственные основания — грунты, не способные в пределах сжимаемой  толщи, воспринять нагрузку от здания, несущую способность которых  увеличивают, прибегая к специальным  инженерным мероприятиям.

Основания

Для определения несущей способности  и деформативности грунтов основания проводят инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания, предшествующие процессу проектирования и строительства. Цель исследования заключается в выявлении физических и механических свойств грунтов, расположения пластов и их мощностей, уровня грунтовых вод, их химического состава и скорости движения.

Исследования проводят путем бурения  или шурфования. Образцы фунта отбирают при каждом изменении пласта, но не реже чем через 0,5 м. По результатам разведки составляют схемы геологического строения площадки строительства (рис. 15.2), по которым устанавливается возможность использования основания в его естественном виде или необходимость проведения ряда мероприятий по его усилению.

К естественным основаниям предъявляют  ряд требований:

  • небольшая и равномерная сжимаемость;
  • достаточная несущая способность;
  • устойчивость к воздействию грунтовых вод;
  • отсутствие «пучения» (пучение — это изменение объема грунта вследствие сезонного промерзания и оттаивания);
  • неподвижность.

Все фунты классифицируются на пять групп:

А — скальные; Б — крупнообломочные; В — песчаные; Г — глинистые; Д — особые грунты (лёссовые, вечномёрзлые, солончаковые).

В естественном состоянии между  частицами грунта существуют поры, размеры которых уменьшаются  под действием нагрузок, что приводит к уплотнению, сжатию пластов основания  и их осадки.

Скальные грунты — практически несжимаемы, не подвержены пучению и поэтому являются прекрасным основанием под здания, но трудны в разработке.

Крупнообломочные грунты — так же мало сжимаемы, водоустойчивы и обладают хорошей несущей способностью.

Песчаные грунты — могут воспринимать достаточно большое давление. Их свойства зависят от размера частиц (диаметром от 0,05 до 2,0 мм.) структурной массы и подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые.

Гравелистые, крупные и средней крупности пески являются хорошим основанием, под нагрузкой быстро осаживаются и при замерзании не вспучиваются.

Мелкие и пылеватые пески  подвержены воздействиям фунтовых вод, могут приобретать свойство текучести.

Пылеватые пески — в водонасыщенном состоянии приобретают свойство плавучести.

 

 

Рис. 15.2 Геологическое строение площадки строительства: а — план площадки с нанесением схемы расположения скважин; 6 — геологический разрез по линии III — III

Глинистые грунты — в зависимости от степени увлажнения изменяют свою несущую способность. В сухом и маловлажном состоянии хорошее основание. Незначительно и медленно деформирующиеся под действием нагрузок. При увлажнении глинистых грунтов их несущая способность снижается, и они из твердого могут переходить в пластичное состояние. Вспучивание при замерзании характерно для всех глинистых фунтов.

Суглинки — это глинистые грунты с примесями песка в различных пропорциях.

Лёссовидные грунты — разновидность глинистых фунтов, содержащие крупные вертикальные поры. При увлажнении их структура быстро разрушается, и они дают просадку, приводящую к аварийному состоянию возведенных на таких основаниях сооружений.

Лессовые грунты строительной площадки по просадочности подразделяют на два типа: I тип — просадка фунта от собственного веса при замачивании не более 5 см, II тип — толща фунта проседает более чем на 5 см..

При строительстве на лессовых грунтах  осуществляют комплекс мероприятий, включающих подготовку основания (строительные методы укрепления и уплотнения грунтов), водозащитные (планировка территории, устройство водонепроницаемых  от — мосток, отвод аварийных  вод за пределы зданий в ливнесточную сеть) и конструктивные меры (повышение прочности и пространственной жесткости, разрезка зданий осадочными швами на отсеки, устройство железобетонных поясов, усиление фундаментных конструкций…).

Мероприятия по предотвращению аварийных  ситуаций выбирают в соответствии с  типом просадочности лессового грунта. Если для I типа лессовидного грунта достаточно провести инженерную подготовку основания и водозащитные мероприятия, то для II типа — необходимо добавить и конструктивные меры.

Искусственные основания. Существует три основных метода создания искусственного основания :-уплотнение; укрепление; замена слабого грунта.

Уплотнение — это механический способ укрепления фунтов основания:

  • поверхностное уплотнение с применением щебня или гравия осуществляется катками, трамбовками, вибраторами;
  • глубинное уплотнение при помощи устройства песчаных или фунтовых свай. Осуществляется бурением скважин вибраторами с одновременной засыпкой песком. Благодаря вибрации песок утрамбовывается и хорошо заполняет скважины, уплотняя одновременно фунт основания.

Укрепление грунтов физико-химическими  методами. В этих случаях фунт закрепляется за счет нагнетания через перфорированные трубы (иньекторы) растворов, создающие при затвердении камневидный грунт.

В зависимости от вида грунта применяют:

  • цементизацию (жидкое цементное молоко) для крупных и средних песков, тре — щеновидных скальных пород;
  • битумизацию (жидкие битумные мастики) для мелких и пылеватых песков;
  • силикатизацию (растворы жидкого стекла и хлористого кальция) для пылеватых и лёссовидных фунтов. Многие памятники архитектуры удалось спасти с помощью химического закрепления грунтов под их фундаментами: Успенский Собор, церковь Ризположения и святого Лазаря в Москве, здание Московской консерватории им. Чайковского, Одесский оперный театр и др.
  • замена слабого грунта на более прочный преследует снижение напряжения в естественном грунте при передаче нагрузки от фундамента. Для этого устраивают гравийные или песчаные подушки высотой, обеспечивающей напряжение в естественном основании соответственно его несущей способности.

Фундаменты

Проектирование фундаментов заключается  в выборе его конструктивного  типа, материала из которого он выполняется, а также глубины заложения  и наиболее экономичного способа возведения подземной части здания.

Классификация фундаментов

Конструктивный тип фундаментов  зависит от особенностей конструктивной схемы здания, с одной стороны, и требований грунтовых условий, с другой. Фундаментные конструкции классифицируют на следующие группы: ленточные, столбчатые, плитные, коробчатые, свайные.

Ленточные фундаменты представляют собой  непрерывные ленты (подземные стены) под несущими стенами или каркасом наземной части здания.

Столбчатые — отдельно стоящие в виде стаканов или столбов. Отдельно стоящие столбы, с уложенными по ним фундаментными балками, применяют довольно часто при строительстве малоэтажных жилых домов. Фундаменты «стаканного» типа предназначаются для зданий каркасной конструктивной системы.

Плитные фундаменты представляют плиту  под всем сооружением. Применяются при строительстве многоэтажных зданий, на неравномерно сжимаемых грунтах.

Коробчатые фундаменты проектируют  для высотных зданий с тяжелыми нагрузками, приходящимися на его подземную часть. Они могут выполняться как в монолитном, так и сборно-монолитном вариантах.

Свайные фундаменты применяются при  строительстве на слабых основаниях, при приходящихся на них значительных нагрузок и в индустриальном строительстве с целью снижения сроков строительства и трудозатрат.

Нагрузки и воздействия

Основная роль фундаментных конструкций  заключается в восприятии и передаче воздействий от здания на основание. При этом они сами подвергаются ряду как силовых, так и не силовых воздействий. К силовым статическим нагрузкам относят собственную массу конструкций здания и воспринимаемая им полезная нагрузка, «боковое» давление грунта, его упругий отпор и неравномерная деформация основания.

Кроме того фундамент испытывает ряд  динамических воздействий: ветровые, сейсмические и вибрационные.

При высоком уровне стояния грунтовых  вод возникает гидростатическое давление по боковой плоскости фундамента и его подошве, а при основании, состоящем из пучинистых грунтов, возникают силовые воздействия на конструкцию фундамента вдоль его вертикальных плоскостей.

К не силовым воздействиям относятся  — переменные температура и влажность, как по высоте, так и по толще  фундамента (при наличии теплого  подвала или подполья); агрессивные  воздействия химических примесей в  составе грунтовых вод.

Поэтому при проектировании зданий и сооружений принимается ряд  мер, обеспечивающих оптимальный режим эксплуатации конструкций нулевого цикла.

Например, воздействия сил пучения  устраняют правильным выбором глубины  заложения фундаментов; миграция грунтовой  влаги через конструкцию может  быть исключена или прервана при помощи устройства гидроизоляции; воздействие неравномерных осадок грунтов основания — их заменой или укреплением; горизонтальные подвижки и вибрации — отсыпкой вертикальных пазух по внешнему контуру фундаментов амортизиционными материалами (керамзитовый гравий, песок, шлак…).

Исходя из выше перечисленных нагрузок и воздействий, фундаментные конструкции должны обеспечивать — прочность, устойчивость, долговечность, а также экономичность и индустриальность при их возведении. Материал фундаментных конструкций, размеры сечения, форма, конструктивный тип и глубина заложения должны удовлетворять предъявляемым требованиям.

Материалом фундаментов служит естественный или искусственный  камень. Наибольшее распространение получили бетонные и железобетонные (сборные и монолитные) конструкции. Применение бута и бутобетона ограничено местными условиями.

Глубина заложения фундаментов  зависит: от конструктивных особенностей здания (наличие или отсутствие подвалов, разводки инженерных коммуникаций и др.); от глубины заложения фундаментов смежных зданий; от величины и характера нагрузок на основание; от геологических и гидрогеологических условий участка (виды грунтов, их несущая способность, наличие грунтовых вод, их отметки и колебания уровня); от климатических особенностей района строительства (глубина промерзания грунта).

Глубина заложения фундаментов  под наружные стены и колонны  отапливаемых зданий при непучинистых грунтах не зависит от глубины промерзания и может назначаться минимальной равной 0,5 м от уровня проектной планировочной отметки поверхности земли.

Рис. 15.3. Основные воздействия на конструкции фундамента и стены подвала: 1 — вертикальные нагрузки; 2 — горизонтальные силовые воздействия; 3 — отпор грунта; 4 — боковое давление грунта; 5 — силы пучения грунта; 6 — вибрации; 7 — миграция грунтовой влаги; 8 — тепловой поток; 9 — диффузия водяного пара.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин) глубину заложения фундаментов назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунта, оговоренной в задании на проектирование наряду с геологическими и гидрогеологическими данными строительной площадки.

При отсутствии исходных данных следует  определять нормативное значение глубины  промерзания фунтов по СНиП 2.02.01-87.* «Основания зданий и сооружений», а также СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика». Расчетную глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн отапливаемых зданий определяют умножением нормативного значения глубины промерзания на понижающей коэффициент, учитывающий тепловой режим подвальной части здания и конструктивные особенности цокольного перекрытия.

Особенности строительства XXI века

Современное строительство может проводиться в любое время года, с учетом специфики проведения работ в конкретных климатических и погодных условиях. Так, зимой, когда промерзание грунта возможно на глубину полутора метров, главная задача строителей фундамента – сопротивление такому промерзанию. Для этого все работы по укладке блоков, камней, труб и других элементов фундамента производятся в максимально сжатые сроки, при этом все уложенные элементы в обязательном порядке защищаются от холода материалами, способными удерживать тепло. К таковым относятся шлаки, отсевы, различные типы грунта и строительные отходы.

Большинство работ по формированию фундамента можно проводить и  летом, и весной, и осенью, в зависимости  от планов возведения объекта. Все работы в рамках формирования нулевого цикла  можно проводить круглый год, но из-за специфики укладочных работ  не рекомендуется зимой заниматься строительством дорожного фундамента.

Если есть необходимость, строительство может производится по принципу «сверху-вниз» в условиях сильно ограниченной площади под застройку, когда вокруг находится много построенных объектов. Принцип «сверху-вниз» предполагает формирование перекрытия верхних этажей здания, с последующей откопкой нижних частей и этажей фундамента и формированием их перекрытия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Первым делом инженеры и строители  определяются с тем, какой именно тип фундамента будет использоваться при возведении того или иного  здания. Такой выбор зависит от многих факторов и особенностей не только грунта на участке, но и ряда других климатических и геологических  условий строительства. Исходя из целого комплекса определяющих факторов, фундаменты могут быть двух видов:

  • заглубленные на малую глубину (порядка 20 см);
  • заглубленные на глубину, превышающую уровень промерзания грунта.

С технологической и экономической  точек зрения эти фундаменты имеют  различные отличия, которые определяются не только состоянием грунта и внешней  среды, но и спецификой возводимого  объекта. От совокупности этих всех факторов и будет зависеть, какой тип  фундамента лучше всего подходит для строительства нулевого цикла, а также какой из его подвидов может быть использован в каждом конкретном случае. Подвидами фундамента являются ленточное, столбчатое и плитное  его исполнения. Кроме того, фундамент  может быть и блочным, то есть состоящим  из нескольких отдельных частей, скрепленных  воедино, и монолитным – то есть изготовленным из одной бетонной формы.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1) http://www.oldcitykarst.ru;

2) http://прораб.com.ua;

3) Технология возведений зданий и сооружений, Бадьин Г.М., Стебаков В.В (2007);

4) Справочник по строительству: нормативы, правила, документы. Изд.2  
Романенкова Е.Н. (2008);

5) Строительные  конструкции, Клименко Е.В. (2012).

 


Строительство нулевого цикла здания или соуружения