1 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт гидротехнического и энергетического строительства Кафедра "Механики грунтов и геотехники" КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Технология возведения зданий в стеснённых городских условиях» Тема: «Расчет влияния строительства 22-этажного жилого здания с одноэтажной подземной автостоянкой на объекты окружающей застройки» Выполнил обучающийся ИГЭС-4-5, Федорова П.А. (институт (филиал), курс, группа, Ф.И.О.) Руководитель курсового проекта ст. преп. Морозов Е.Б. (ученое звание, ученая степень, должность, Ф.И.О.) К защите (дата, подпись руководителя) Курсовой проект защищен с оценкой (оценка цифрой и прописью) Руководитель курсового проекта ст. преп. Морозов Е.Б. (дата, подпись руководителя) г. Москва 2021 г. 2 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт гидротехнического и энергетического строительства Кафедра "Механики грунтов и геотехники" Дисциплина "Технология возведения зданий в стеснённых городских условиях" ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ФИО обучающегося Федорова П.А. Курс, группа ИГЭС-4-5 3 Содержание 1. Введение…………………………………………………………………....….…...2 2. Исходные данные………………………………………………………….....….…3 2.1. Краткая характеристика здания…………………………..…............………….…3 2.2. Результаты оценки инженерно-геологических условий площадки…………….5 2.3. Описание крепления котлована…………………………………………………...9 3.Моделирование на ПК PLAXIS…………………………………………………....10 3.1 Расчет ограждения котлована на этап откопки котлована до проектной Отметки………………………………………………………………………………....10 3.2 Расчет на стадии устройства фундаментной плиты……………………………...14 3.3. Расчет на стадии нового строительства…………………………………………..17 3.4. Расчет влияния строительства объекта на окружающую застройку………...…19 4. Вывод……………………………………………………..……………………..……22 5.Библиографический список…………………………………………………………23 4 1. Введение Цель выполнения данного курсового проекта - оценка степени влияния разработки котлована 22 этажного жилого здания с одноэтажной подземной автостоянкой на окружающую застройку. Проектируемое здание расположено в г. Москве, имеет 2 секции одинаковой геометрической формы и располагается на углу пересечения Алтуфьевского шоссе и ул. Илимской. С севера участок ограничен автодорогой ул. Мастеровая, за которой находится жилое 9-ти этажное здание. С востока участок ограничен автодорогой улицы Звездной, за которой расположено 5-ти этажное здание муниципальной общеобразовательной школы, а также многофункциональное здание общественного назначения высотой 15 этажей. На юге и западе участок примыкает к территориям зеленых насаждений. Высокая плотность застройки и наличие существующих подземных коммуникаций затрудняет строительство любого нового объекта на какой-либо территории, создает трудности при разработке грунта котлована. При проектировании данного здания необходимо учесть степень влияния строительства объекта на окружающие здания, попадающие в радиус влияния. Выполнение курсового проекта позволит определить необходимые данные с помощью расчетов в программе PLAXIS 2D и проанализировать выбранные технологические способы возведения здания, разработки и ограждения котлована, а также и оценить влияние строительства на окружающую застройку. 5 2. Исходные данные. 2.1. Краткое описание здания. Объект представляет собой 22-этажное жилое здание с 1-м этажом под офисные помещения и 22-м техническим этажом, а также с одноэтажной подземной автостоянкой. Фасад здания представлен на рисунке 2.1.1, поперечный разрез представлен на рисунке 2.1.2 Размеры здания в плане по крайним осям: - 1 этажа –81,9 м х 39,2 м - 2-го и типовых этажей (2-22) – 81,9 м х 39,2 м - подземного этажа – 81,9 м х 89,1 м Рисунок 2.1.1 – Фасад жилого здания 6 Рисунок 2.1.2 – Поперечный разрез жилого здания Общая высота надземной части здания составляет 76,69 м. Общая глубина подземной части здания – 5,8 м. Подземная часть здания представляет собой одно уровневую подземную парковку. За относительную отметку +0,000 принята отметка пола первого этажа здания, соответствующая абсолютной отметке 127,65. Все несущие конструкции здания представляют собой каркасные железобетонные конструкции из бетона класса В25 и арматурой А500, А240. Фундамент здания представлен в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 1000 мм. Застраиваемая территория располагается в условиях плотной городской застройки, что требует выполнить расчет влияния строительства на окружающую застройку, а также уделить особое внимание при планировании организации строительного процесса. Генплан представлен на рисунке 2.1.3 7 Рисунок 2.1.3 – Генеральный план 8 2.2. Результаты оценки инженерно-геологических условий площадки. Инженерно-геологические условия приняты на основании технического заключения об инженерно-геологических условиях площадки строительства проектируемого 22-этажного жилого здания по адресу г. Москва ул. Мастеровая д.5. Исследуемый участок в административном отношении расположен в СевероВосточном административном округе г. Москвы. В геологическом строении до глубины 25,0 м принимают участие отложения четвертичной, юрской и каменноугольной систем. В геоморфологическом отношении территория расположена в пределах флювиогляцианальной равнины. Основанием фундаментов служат: ИГЭ-1 – насыпной грунт слежавшийся: песок, суглинок, гравий, щебень, крошка кирпича, куски асфальта и бетона, влажные, мощность 2,8-3,9 м. ИГЭ-2 – песок светло-коричневый, средней крупности, средней плотности, прослоями крупные, маловлажные и водонасыщенные. Мощность 0,7-4,4 м. ИГЭ-2а – песок желто-коричневый, мелкий, средней плотности, с прослоями песка пылеватого, маловлажные и насыщенный водой. Мощность 1,5-4,5 м. ИГЭ-3 – глины полутвердые, мягкопластичные, слюдистые. Мощность 5,2-10 м. ИГЭ-4 – известняки скрытокристаллические, трещиноватые, малой прочности, прослоями средней прочности, интервалами окремнелые. Мощность 2,8-10,0 м. Естественный рельеф площадки изменен планировкой, абсолютные отметки снивелированной поверхности изменяются в пределах от 126,72 м до 127,20 м по устьям скважин. Рисунок 2.2.1 – Ситуационный план размещения буровых скважин 9 Рисунок 2.2.2 – Инженерно-геологический разрез по линиям 1-1 и 2-2 10 Рисунок 2.2.2 – Таблица физико-механических свойств грунтов 11 2.3. Описание креплений котлована. Разработка котлована ведется открытым способом. Ограждение котлована представляет собой конструкцию, состоящую шпунтовых труб с деревянной забиркой, воспринимающую нагрузку от горизонтального давления грунта и препятствующего горизонтальному сдвигу за счет высокой устойчивости в грунте. Ограждающая конструкция является сооружением, необходимым для устройства котлована и выполнения строительных работ по возведению нулевого цикла. Так как глубина котлована составляет 5 м, то откопку возможно производить при консольном креплении котлована, укрепляя шпунтовые стенки распорками и подкосами. Проектом предусмотрено использовать ограждение котлована со шпунтовым ограждением из стальной трубы D=325х8 мм, L=8 м с шагом 1000 мм по периметру котлована с последующим устройством деревянной забирки из доски толщиной 50 мм. Фиксирующие распорки устраиваются из стальной трубы D=220х6 мм с шагом 5500 мм. Рисунок 2.3.1 – План распорок и подкосов 12 3. Моделирование в ПК PLAXIS 2D. Расчет ограждения котлована ведется в программном комплексе PLAXIS 2D, разработанный специально для анализа деформаций и устойчивости геотехнических сооружений. Данная программа позволяет поэтапно моделировать процессы строительства и откопки грунта, приложения нагрузок, изменения уровня грунтовых вод, решать задачи консолидации, вычислять значение коэффициента надежности по нагрузке и др. Размер расчетной схемы выбран таким образом, чтобы он превышал радиус зоны влияния. В качестве расчетной модели грунтов использовалась модель упрочняющегося грунта – Hardening Soil Model (HSM). Грунтовые в воды в программном комплексе PLAXIS учитываются автоматически, по заданному уровню грунтовых вод гидростатическим и взвешивающим давлением. 3.1. Расчет ограждения котлована на этап откопки котлована до проектной отметки . Рисунок 3.1.1 – Общий вид расчетной схемы 13 Рисунок 3.1.2 - Изополя вертикальных перемещений Рисунок 3.1.3 - Эпюра продольных усилий в ограждении 14 Рисунок 3.1.5 - Эпюра моментов в ограждении Рисунок 3.1.6 - Эпюра поперечных усилий в ограждении 15 Рисунок 3.1.7 - Эпюра горизонтальных перемещений ограждения 3.2. Расчет на стадии нового строительства Рисунок 3.2.1 - Изополя вертикальных перемещений на стадии возведения нового здания 16 Рисунок 3.2.2 - Осадка здания на момент разработки котлована. Рисунок 3.2.3 - Осадка нового здания на момент завершения консолидации. Максимальное значение осадки 18,46 мм. Относительная разность осадок 0,0000441 17 3.3. Расчет влияния строительства объекта на окружающую застройку. Согласно СП 22.13330.2016 п. 9.36 зона влияния нового строительства rзв, при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при устройстве котлована в естественных откосах (от нижней границы откоса) Rвл =4Нк=20 м В зону влияния нового строительства попадает существующее здание, находящееся через ул. Звездная от проектируемого здания по адресу: г. Москва, ул. Звездная 16, построенное в 2005 году. Данное здание – пятиэтажная муниципальная образовательная школа, находящаяся на расстоянии 18 м от новой застройки. Габаритные размеры здания в плане составляют 13,8 х 31,5 м. Максимальная высота здания составляет около 16 м от нулевого уровня поверхности. Фундамент существующего здания – монолитная железобетонная плита. Полученные на всех этапах значения деформаций суммировались и определялись итоговые величины прогнозируемых деформаций фундаментов зданий, находящихся в зоне влияния нового строительства. 18 4. Вывод Выполнение данного курсового проекта позволило произвести расчет влияния строительства 22-этажного жилого здания с одноэтажной подземной автостоянкой на объекты окружающей застройки. По результатам расчета были определены следующие данные: 1) Максимальный момент в ограждающей конструкции составляет 35,26 кН*м 2) Максимальные перемещения ограждения наблюдаются со стороны приложения нагрузки от техники и составляют 3,12 см. Так как это не превышает нормативных значений, можно сделать вывод, что консольное крепление конструкции надежна и не требует дополнительных мер по креплению. 3) Осадка строящегося здания по расчету в Plaxis 2D составила 18,46 мм, относительная разность осадок 0,0000441, что меньше предельно допустимых значений для многоэтажных зданий с полным каркасом: Smaxu =15cм, ∆𝑠 𝐿 = 0,003. Осадка по расчету послойным суммированием составила 15,3 мм. 4) В соответствии с СП 22.13330.2016 дополнительная предельная осадка и относительная разность осадок для здания II категории геотехнического состояния существующего здания составляет: Smaxu =3 cм, ∆𝑠 𝐿 = 0,0015, По расчётам осадка существующего здания составляет: Smax=0,352 cм, ∆𝑠 𝐿 = 0,00021, Условие выполнено. Защитные мероприятия не требуются. 19 5. Библиографический список. 1. СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» 2. Основания и фундаменты: учебник / Р. А. Мангушев, В. Д. Карлов, И. И. Сахаров, А. И. Осокин, издательство АВС, 2011г. 3. Проектирование и устройство подземных сооружений в открытых котлованах: учеб. пособие / Р. А. Мангушев, Н. С. Никифорова, В. В. Конюшков, А. И. Осокин, Д. А. Сапин. – М. / Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2013 г. 4. Проектирование и устройство фундаментов вблизи существующих сооружений в условиях плотной застройки / В.Г. Симагин, издательство АВС, 2010 г. 5. Справочник геотехника. Основания. Фундаменты. Подземные сооружения / Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2014 г. 6. Механика грунтов, основания и фундаменты / С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский, З.Г. Тер-Мартиросян, С.Н. Чернышев, издательство АВС, 1994 г.
