Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задача исследования.
1.1. Географические и геологические условия города Хошимина 9
1.2. Инженерно-геологическое районирование для выбора оптимального фундамента 19
1.2.1. Принципы инженерно-геологического районирования 19
1.2.2. Опыт инженерно-геологического районирования во Вьетнаме 26
1.3. Анализ опыта строительства фундаментов высотных зданий 31
1.3.1. Зарубежный опыт строительства фундаментов высотных зданий 31
1.3.2. Строительство фундаментов высотных зданий во Вьетнаме 36
Выводы по главе 1 42
Задачи исследования 43
Глава 2. Анализ и сопоставление методов определения осадок фундаментов .
2.1. Некоторые факторы, влияющие на развитие осадки фундаментов. 44
2.2. Анализ основных современных методов прогноза осадок фундаментов глубокого заложения 50
2.3. Расчетные программы, использующие метод конечных элементов, в решениях геотехнических задач 61
2.4. Анализ и сопоставление расчетных методов определения осадки сооружений с результатами натурных наблюдений 65
Выводы по главе 2 82
Глава 3. Выбор оптимальных параметров фундамента на территории города
3.1. Основные критерии для выбора параметров фундамента 83
3. 1.1. Критерии для выбора параметров свайного фундамента 83
3. 1.2. Критерий для выбора параметров коробчатого фундамента 83
3. 1.3. Программа и модель для численных расчетов 84
3.2. Детализация инженерно-геологического районирования для выбора параметров фундамента 86
3.3. Методика выбора оптимальных параметров свайного фундамента. 93
3.4. Методика выбора оптимальных параметров коробчатого фундамента 96
3.5. Результаты определения оптимальных параметров коробчатого фундамента 102
3.6. Зависимость допустимого количества надземных этажей от формы фундамента 113
3.7. Методика выбора оптимальных параметров коробчатого фундамента в виде комбинации со сваями 114
Выводы по главе 3 129
Глава 4. Составление геотехнической карты по оптимальному типу фундаментов многоэтажных зданий в грунтовых условиях г. Хошимина
4.1. Оптимальный тип фундамента 130
4.2. Оценка стоимости строительства фундамента на территории города Хошимина 131
4.3. Составление карты районирования территории г. Хошимина по оптимальному типу фундаментов для зданий 10, 15, 20, 25, 35, 50 этажей 136
4.4. Эффективное применение свай на территории города при строительстве здания до 35 этажей 149
4.5. Оптимальное освоение подземных пространств в зданиях более 35
этажей 153
4.6. Сравнительный анализ фундаментов для некоторых реальных зданий 154
Выводы по главе 4 163
Основные выводы 164
Список использованных источников 166
Приложение 178
- Инженерно-геологическое районирование для выбора оптимального фундамента
- Анализ основных современных методов прогноза осадок фундаментов глубокого заложения
- Детализация инженерно-геологического районирования для выбора параметров фундамента
- Оценка стоимости строительства фундамента на территории города Хошимина
Введение к работе
Город Хошимин является крупным современным центром экономики не только Вьетнама, но и всей Юго-восточной Азии. Ежегодные инвестиции в строительство города (самые высокие в стране) до 2900 миллионов долларов ( ). По прогнозам численность населения к 2025 году достигнет 12 миллионов человек, что требует строительства в ближайшее время на территории города ряда новых кварталов. Нехватка земли и рост цены на неё вызывают развитие на новых строительных площадях высотного (до 30 этажей) строительства.
Г. Хошимин, как большинство приморских городов (Гамбург, Амстердам, Токио, Шанхай, Петербург), имеет сложные грунтовые условия, характеризующиеся мощной толщей слабых грунтов и глубоким (до 30 м) залеганием плотных слоев, что сильно затрудняет строительство фундамента и значительно повышает стоимость его возведения. Существуют работы, выполненные вьетнамскими авторами Нгуен Т. Ф., Нгуен В. К., Нгуен Б. К., Нгуен Б. К., Нгуен М. Т. Вуй Д. Н. и др., по рациональному использованию фундаментов в городе. Однако они выполнялись либо для малоэтажных зданий, либо для методов закрепления основания сооружений. Для высотного строительства таких работ не проводилось.
При исследовании объектов от 8 до 30 этажей, уже построенных на территории города, было выявлено, что используется единственное решение фундамента - свайный фундамент со сваями диаметром до 1,5 м и длиной до 65 м. Стоимость возведения свайного фундамента в таких зданиях слишком велика и достигает 30...40 % общей стоимости строительства (в том числе стоимость свай занимает 22...30 %). Основной причиной этого является отсутствие глубоких исследований по возможности применения других решений фундаментов на территории города. В проектировании решение фундамента обычно выбирается без вариантного сравнения. Технико-экономические сравнения выполняются лишь между вариантами свай разных параметров.
( ) по данным 2004-ого года В настоящее время увеличение количества транспортных средств (42 % в год для машин и 100000 мотоциклов в год) обусловило значительное повышение нагрузки на систему старых инженерных сооружений. Наряду с этим уменьшение свободных строительных площадей в крупных городах Вьетнама заставляет осваивать подземные пространства под зданиями для стоянки, парковки и других целей. По прогнозам подземные пространства удовлетворят до 50 % потребностей в площадях для стоянок (в настоящее время число и надземных, и подземных стоянок отвечает 35 % требований).
Во многих странах (США, Китай, Мексика) подземные пространства давно используются не только как возможность повышения служебной площади зданий, но также как метод, позволяющий строить высотные сооружения на слабых грунтах без применения дорогостоящих свай (решение «плавающего фундамента»). В последние годы в г. Хошимине подземные сооружения применяются достаточно широко для служебных площадей, однако при проектировании не учитывают возможность использования подземных пространств с целью повышения этажности застройки и понижения стоимости возведения фундамента.
Все вышеназванное делает на территории города Хошимина исследования по выбору оптимальных конструкций фундаментов с учетом использования подземных пространств под высотными зданиями актуальным. Решение этой проблемы имеет особую важность как для развития строительства, так и для экономики Вьетнама в целом.
Цель диссертации заключается в разработке методики по выявлению оптимальных конструкций и параметров фундаментов для зданий от 8 до 40 этажей в разнообразных инженерно-геологических условиях г. Хошимина.
В соответствие с указанной целью были поставлены следующие задачи:
1. оценка и зонирование инженерно-геологических условий г. Хошимина с точки зрения устройства фундамента;
2. анализ зарубежного опыта фундаментостроения при высотном строительстве на территориях, сложенных слабыми грунтами. На его основе - поиск возможных конструкций фундаментов, соответствующих современным технологиям, для высотных зданий от 8 до 40 этажей в г. Хошимине;
3. анализ и сопоставление современных методов определения осадок сооружений при наличии в основании мощных слоев слабых грунтов;
4. разработка методики выбора оптимальных параметров фундамента для территории города;
5. разработка методики сравнения вариантов устройства фундаментов с учетом использования подземных пространств;
6. разработка рекомендаций по оптимальному использованию различных конструкций фундамента для высотных зданий на территории города;
Научная новизна работы состоит:
- в обосновании выбора теоретического метода определения осадки сооружений, при наличии в основании которых слоев слабых грунтов (на основе сопоставительного анализа результатов расчетов по различным методам);
- в разработке методики составления геотехнической карты районирования с рекомендациями по оптимальному типу фундаментов для зданий от 8 до 40 этажей с учетом освоения подземных пространств в различных грунтовых условиях, в том числе на слабых грунтах; ;
- в разработке карты инженерно-геологического районирования территории г. Хошимина для выбора типа фундамента;
- в составлении геотехнической карты по допустимому количеству надземных этажей, соответствующих вариантам устройства коробчатого фундамента;
- в составлении карты районирования территории города с рекомендациями по оптимальному типу фундаментов для высотных зданий.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
- результаты исследования являются основой для рационального приме
нения различных видов фундаментов в высотном строительстве в г. Хошимине
и во Вьетнаме в целом. - разработка рекомендаций по теоретическим методам определения осадки сооружений, что может явиться основой для внесения поправок в действующие строительные вьетнамские нормы по проектированию основания и фундаментов и разработки территориальной строительной нормы в соответствии с грунтовыми условиями г. Хошимина.
- определение оптимальных параметров свай и составление геотехнической карты по допустимому количеству надземных этажей, соответствующему варианту устройства подземных этажей, что позволяет лучше выбрать размер здания при создании капитального плана новых кварталов на территории города;
- предложенная методика составления геотехнической карты для территории г. Хошимина может использоваться для других крупных городов.
- карта районирования территории города по оптимальному типу фундаментов позволяет уменьшать затраты на возведение фундамента.
Инженерно-геологическое районирование для выбора оптимального фундамента
Инженерно-геологическое районирование выполняется с целью оптимального освоения и охраны геологической среды в целом. В градостроительстве оно позволяет наиболее рационально решить вопросы планировки территории: разместить оптимально зеленые зоны, расположить тяжелые здания там, где залегают более прочные грунты, а также проводить инженерные мероприятия по подготовке территории.
Практика проектирования и строительства показала, что проведение инженерно-геологического районирования представляет собой сложную задачу. Для каждой территории характерны инженерно-геологические факторы с большим разнообразием образований, строений, свойств пород, геологических процессов и т.д. Однако районирование является важной и необходимой задачей в процессе инженерно-геологических изысканий.
Существо районирования — это последовательное разделение территории на отдельные зоны, которые характеризуются однородностью по критериям, служащим оценкой этой части территории. Такие части называются условно-однородными инженерно-геологическими зонами, т. е зонами с относительно однородными условиями по выбранным критериям. Вопрос инженерно-геологического районирования рассматривается в работах М. А. Солодухина [40], Ф. Рейтера, К. Кленгеля, Я. Пашека [35], В. Д. Ломтадзе [23], Р. А. Ман-гушева [26], В. Т. Трофимова [49], Г. К. Бондарика [4], И. В. Попова [34], А. Ф. Зильберборда, Г. С. Горской, М. А. Городецкой [16], А. М. Руреевыма [37], Г. В Штокаленка [61], Н. Н Морарескула и Л. Г. Заварзина [29].
Разработка принципов инженерно-геологического районирования с целью городского строительства проводится на методической основе, созданной с учетом специфических особенностей процессов строительства. Ряд геологических признаков и геотехнических процессов служит основанием для выбора определяющих критериев при районировании территории. Основной задачей районирования является объективное отображение закономерностей изменения инженерно-геологических условий тех или иных территории и оценка их сложности для строительства и эксплуатации сооружений [49].
М. А. Солодухин подразделяет методы инженерно-геологического районирования на четыре типа районирования. Причем инженерное районирование применяется на планах и картах детальных масштабов и имеет принципиальные различия для гидротехнического, промышленного подземного и других видов строительства. Более того, даже для одного вида строительства может быть поставлена задача инженерного районирования по разным критериям, например по рекомендуемым типам оснований фундаментов и сооружений, по стоимости инженерной подготовки территории, по условиям строительного во-допонижения и т.д. [40].
Инженерно-геологическое районирование может включать наряду с обзорным и специальное. В последнее время отмечают, что обзорное районирование мало пригодно для проектирования и строительства, поэтому обращают внимание на специальное районирование, рассчитывающее условия конкретного строительства. Специальное инженерно-геологическое районирование выполняется, чтобы решать определенный круг вопросов, возникающих при проектировании тех или иных видов строительства [23].
В основе инженерно-геологического районирования должны лежать определенные признаки и критерии. Поэтому наиболее важен вопрос выбора критериев. Такие критерии достаточно разнообразны и выбираются на основе цели районирования. Каждый комплекс выбранных критериев даст нам различную карту районирования. Как отмечалось, в зависимости от сложности геологических условий, конечной задачи, масштаба карты или плана, для, инженерно-геологического районирования определяются разные критерии. К ним относятся естественные критерии (особенности геологического строения, тектоники, генезиса, состав и свойств пород, характер рельефа и т.д.) и искусственные критерии (стоимость инженерной подготовки, проектирования оснований и фундаментов, проектирования инженерных сетей; степень пригодности для фундаментостроения конкретного сооружения и т.д.).
Естественные критерии зачастую используются при обзорном инженерно-геологическом районировании. Специальное районирование является дополнением к инженерно-геологическим картам и имеет свое определенное содержание и производится для того, чтобы выделить какие-то особые условия, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве конкретных сооружений. При этом на основе карты обзорного районирования, в зависимости от вида строительных работ, выбираются различные критерии для выполнения оценочного районирования или районирования инженерного типа [23].
А. Ф. Зильберборд, Г. С. Горская, М. А. Городецкая создали принципы специального инженерно-геологического районирования платформенных территорий с немерзлыми и с многолетнемерзлыми породами для строительства подземных сооружений в зависимости от наличия «оптимального комплекса горных пород» [16].
Другое специальное инженерно-геологическое районирование представлено А. М. Руреевым при строительстве высоких плотин на участках скальных массивов с целью точного создания расчетной геомеханической модели [37].
В последние годы появился ряд удачных попыток оценочного инженерно-геологического районирования территории городов с использованием искусственных критериев, например: на основе экономических показателей с учетом стоимости их инженерной подготовки территории; проектирования оснований и фундаментов; проектирования инженерных сетей; степени пригодности для фундаментостроения конкретного сооружения и т.д. [71].
В. Д. Ломтадзе, Г. К. Бондарик представляют специальное инженерно-геологическое районирование территории с точки зрения оценки степени пригодности районов или участков для фундаментостроения конкретного сооружения. При этом территория разделяется на пригодные (благоприятные), ограниченно пригодные (ограниченно благоприятные), непригодные (неблагоприятные) участки [4, 23].
Анализ основных современных методов прогноза осадок фундаментов глубокого заложения
В основе современных методов для расчета осадок фундаментов сооружений лежат решения теоретической механики грунтов в области теории распределения напряжений и деформаций в грунтовом массиве под воздействием природных и антропогенных факторов, а также анализ длительных экспериментальных исследований по натурным наблюдениям за осадками реальных сооружений.
Такие методы основываются на решениях теории линейной или нелинейной деформации. В настоящее время для расчетов осадок фундаментов используется практические методы послойного суммирования по СНиП 2.02.01-83 [63], СНиП 2.02.02-85 [64], СП 50-101-2004 [66] и т.д., относящиеся к решению теории линейной упругости.
Метод послойного суммирования по СНиП 2.02.01-83 [63] для расчета осадок фундаментов сооружений является международно-признанным методом. Полная осадка определяется как сумма осадок элементарных слоев в пределах сжимаемой толщи по формуле: где: Р - безразмерный коэффициент, равный 0,8; rzPii - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в z-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z{.\ и нижней z,- границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента; ht и Et - соответственно толщина и модуль деформации f-го слоя грунта; п - число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Осадка определяется в пределах сжимаемой толщи, нижняя граница которой принимается на глубине z = Нс, где выполняется условие а р - 0,2 jzg или (Хр = 0,1 jzg в зависимости от грунтовых условий (здесь oip - дополнительное вертикальное напряжение на глубине по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, azg - вертикальное напряжение от собственного веса грунта).
В СНиПе 2.02.01-83 при расчете осадки фундамента шириной менее Юм использует дополнительное давление (Р0 = Р - crzg,o) по подошве, а фундамента шириной более Юм — полное давление Р0 = Р. Таким образом, рекомендуется вычитать вес вынутого грунта из веса здания при ширине здания меньше Юм, и не вычитать при ширине фундамента более 10 м.
Метод послойного суммирования по СП 50-101-2004 [66] определяет осадку сооружений с учетом процессов разуплотнения грунта при откопке котлована и его последующего уплотнения при возведении сооружения. Процесс деформации основания разделяется на 2 стадии: Sj соответствует напряжениям от исходного напряженного состояния до напряженного состояния, соответствующего собственному весу выбранного при отрывке котлована грунта (cr: \ S2 при возрастании напряжения от (сг: ) до полного его значения. При этом осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространство определяется по формуле где j,Pti - среднее значение вертикального нормального напряжения от внешней нагрузки в /-M слоем грунта по вертикали, проходящей через центр подошвьь фундамента; Е\ - модуль деформации г-го слоя грунта по ветви первичного на-гружения; jZYti - среднее значение вертикального напряжения в /-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса выбранного при отрывке котлована грунта; ЕЄіі - модуль деформации /-го слоя грунта по ветви вторичного нагружения.
Нижняя граница сжимаемой толщи основания фундамента определяется условием где к - коэффициент, определяющийся в зависимости от ширины (Ь) фундамента: к = 0,2 при Ъ 5 м; к = 0,5 при Ъ 20и; при 5 Ъ 20 м к определяют интерполяцией между значениями 0,2 и 0,5. При этом мощность сжимаемой толщи не должна быть меньше (Ь/2) при Ъ 10 м и (4+0,1 Ь) при b 10 м.
Если на границе сжимаемого слоя Нс ниже залегает слабый слой грунта с модулем деформации Е 5 МПа, то этот слой включается в сжимаемую толщу или сжимаемая толща определяется зависимостью о\ =0.1сг,у
Метод послойного суммирования по СНиП 2.02.02-85 [64] по существу, похож на метод, представленный в СП 50-101-2004, т.е. осадка определяется с учетом разуплотнения грунтов. Некоторые такие отличия, как коэффициент /?0 / зависит от коэффициента поперечного расширения (v) слоев грунтов, на которые разбита сжимаемая толща основания Нс.
Глубина сжимаемого слоя основания определяется: при ширине подошвы сооружения Ъ 20 м - по СНиП 2.02.01-83 ; при Ъ 20 м - из условия на нижней границе слоя a = 0,5аzg. При расположении нижней границы слоя в грунте с Е 5 МПа или залегании такого грунта непосредственно ниже этой границы он включается в сжимаемую толщу. Нижнюю границу сжимаемого слоя в
Отметим, что в СНиП 2.02.02-85 представлен метод для приближенных расчетов осадок при невыполнении условия по ограничению развития зон пластических деформаций грунта, т.е. р R (R — расчетное сопротивление основания). При этом осадка за пределами линейной зависимость определяется через коэффициент увеличения осадки при учете областей пластических деформаций Кр и значение осадки S, определяемая по указанию в соответствующем СНиП.
Таким образом, в методах СНиПа размер сжимаемой толщи (Нс) под подошвой фундамента определяется по различным условиям.
Метод конечных элементов, основанный на модели линейной и нелинейной механики грунтов.
Детализация инженерно-геологического районирования для выбора параметров фундамента
Как было отмечено в первой главе, территория города на основе геоморфологических признаков (генетических типов рельефа) и литолого-генетических признаков пород разделяется на 7 подрайонов. Отметим, что в соответствии с этим районированием подрайоны однородны по генезису формирования пород. Однако для оценки параметров различных типов фундаментов необходимо детализация и разбивка подрайонов на условно-однородные инженерно-геологические зоны. С целью определения параметров свайного и коробчатого фундамента глубокого заложения на территории города нами предложено выделение подрайонов по следующим дополнительным критериям:
Критерий мощности поверхностного слоя слабого грунта. Как известно, для разделения подрайонов рекомендуется применять критерии «глубины залегания слоя надежного грунта». Однако, вследствие того что поверхностный слой слабого грунта покрывает почти всю территорию города, а механические свойства слоев «надежного грунта» крайне неодинаковы, для разделения подрайонов вместо «глубины залегания слоя несущего грунта» используется критерий «толщины верхних слоев слабого грунта». При инженерно-геологических условиях города нами предложено использование четырех видов основания, показанных в табл 3.1.
В этом случай к слабому грунту относятся текучие глины с торфами. Таким образом, такое разделение производится для района «В» и подрайона «Б2», где распространены морские отложения голоцена (mlV) и аллювиально-болотные отложения голоцена (ablV).
- Критерий влияния подземных еод учитывается в процессе разделения подрайона по двум характеристикам: уровню грунтовых вод от поверхности земли и степени их агрессивности (см. табл 3.2 и табл 3.3). При этом подрайоны разделяются на три участка, соответствующие глубине залегания подземных вод. Для разделения подрайона по степени агрессивности грунтовых вод используется величина рН, содержащаяся в подземных водах [59]. В соответствии с таким критерием подрайоны разделяются на три участка по таблице 3.3.
Отметим, что почти все строительные территории города, показанные на генеральном плане развития до 2020 года, относятся к районам «Б» и «В». Подрайоны «А1» и «А2» используются для добычи строительного сырья. Там не развивается гражданское строительство, поэтому они не принадлежат к рассмотрению в теме исследования. В соответствии с вышеназванными признаками на строительной территории города выделяются 14 инженерно-геологических зон (рис. 3.1):
Подрайон «Б1» находится на северо-востоке города и достаточно однороден с точки зрения рельефа. Поверхностный слой его грунта представлен ал-лювиально-морскими отложениями средне-верхнего плейстоцена (amII-III) с мощностью 5-20 м. К ним относятся серо-белая глина, серо-белый, коричнево-желтый суглинок со среднесжимаемостью, серо-белый, коричнево-желтый супесок, желтый песок с малосжимаемостью. Второй слой грунта толщиной 20...30 м характеризуется аллювиальными отложениями плейстоцена (aQx). Эта толща представлена среднесжимаемой серо-белой глиной и сильносжи-маемым серо-белым, коричневым супеском. Общие физико-механические свойства таких грунтов суммированы в табл 3.4. Этот район покрыт однородными глинами и суглинками, находящимися в состоянии от полутвердого до твердого, и не осложнен слоями- слабых грунтов, поэтому он не подразделен нами на более дробные единицы.
Подрайон «Б2» разделен на участки «Б2-(К-1) и Б2-(Ъ-1). Эти участки покрыты аллювиально-морскими отложениями плейстоцена (amIII) с толщиной 2,7...10 м. Эта толща обладает среднесжимаемостью. В зависимости от места участков она представлена желтой глиной, белым суглинком с дресвой, серо-желтым песком со сильносжимаемостю, желто-коричневым и красным суглинком, серо-желтым, красным супеском со сренесжимаемостью. Второй слой грунта является аллювиально-морскими отложениями средне-верхнего плейстоцена (amII-III) толщиной 15...20 м, которые обладают такими же свойствами, как поверхностный слой грунта подрайона «Б1». Общие физико-механические свойства слоев грунта таких участков суммированы, в табл 3.4. Участок «Б2-(Ъ-1) характеризуется общими особенностями подрайона «Б2» и занимает почти все площадь этого подрайона. Причем участок «Б2-(К-1) занимает лишь маленькую площадь на севере города. Он отличается от участка «Б2-(L-1» следующими признаками: подземные воды со средней агрессивностью встречается на малой глубине (меньше 2 м) (рис. 3.1);
Подрайон «В1» разделен на участки «Bl-(L-m) и «В1-(К-т) . Участок «В1-(К-т) занимает лишь маленькую площадь юго-западной территории го рода. Этот участок отличается среднеизменчивыми условиями залегания слоев грунтов. По геологическому строению подрайон «В1» сходен с подрайоном «Б2», а именно: на поверхности эти участки покрыты аллювиально-морскими отложениями плейстоцена (amIII) толщиной 5...25 м. Нижележащие слои грунта являются толщей (amll-III). Такие слои грунтов также обладают сходными свойствами толщины подрайона «Б2» (см. табл 3.4). Однако по сравнению с подрайоном «Б2», рельеф участков подрайона «В1» глаже
Подрайон «В2» разделен на участки «В2-(1-К-1) , «В2-(П-К-1) и «В2-(П-К-т». В поверхностном слое грунта этих участков встречается серо-желтые, серо-синие суглинки со среднесжимаемостью. Такие грунты принадлежат толще аллювиально-морских отложений (amIV) толщиной 1,2...5 м. Второй слой грунта является толщей аллювиально-морских отложений плейстоцена (amIII) толщиной до 25 м. Общие свойства грунтов показаны в табл 3.4. На основе толщины поверхностного слоя, подрайон «В2» делится на два участка, соответствующих двум типам типичного естественного основания, показанным в табл 3.1. В этом случае участок «В2-(1-К-1) имеет толщину поверхностного слоя грунта меньше 2 м и на участках «В2-(И-К-1) и «В2-(П-К-т» толщина такого слоя колеблется в пределах 2...5 м. Участок «В2-(П-К-т» выделяется в отдельный район из-за наличия неблагоприятных факторов для строительства (сред-неизменчивые условия залегания слоев грунтов, возможность подтопления, агрессивности подземных вод и т.д.). Обычно этот участок существует в переходных зонах от подрайона «В1» и участков «В2-(1-К-1) , «В2-(И-К-1) к подрайону «ВЗ» (рис. 3.1).
Оценка стоимости строительства фундамента на территории города Хошимина
Стоимость строительства свайных фундаментов включает в себе стоимость свай (затраты на материалы и погружение), срубку голов свай, устройство стыков (для сборных свай), стоимость оголовка, стоимость производства ростверков (затрата на земляные работы, материалы). Она, как правило, зависит от технологии производства и параметров свай, прежде всего их длине. Исследование зданий, построенных на территории города, показало, что в существующих сооружениях стоимость строительства свайных фундаментов занимает 30...35 % общей стоимости зданий. Для некоторых зданий она достигает 45 %. Например в 2-этажном здании размером в плане 18x28 метров, построенном в районе 9, стоимость 87 вдавливаемых свай длиной 16 метров и сечением. 0,25x0,25 метров составляет 44 % общей стоимости здания. Проведенный нами анализ показал, также что затраты на сваи составляют 80...90 % общей стоимости свайных фундаментов (в здании без подвалов). Затрата на сваи значительно повышается при использовании буровых свай.
Стоимость строительства свайных фундаментов в значительной мере зависит от глубины залегания слоев плотных грунтов, особенно при грунтовых условиях г. Хошимина (наличие на поверхности мощных слоев слабых грунтов с расчетным сопротивлением меньше ОД мПа). Согласно табл 4.1 в зонах (4) и (7), в которых слои плотных грунтов залегают на глубине от 17 до 30 м, затрата на 10 кН несущей способности вдавливаемых свай размером от 0,25x0,25 до 0,3x0,3 больше, чем подобная в зонах (1), (2), (3) в 1,7...3,5 раз.
Стоимость свайных фундаментов во многом зависит от технологии изготовления свай. Затрата на 10 кН несущей способности буровых свай больше, чем на аналогичные сборные сваи во много раз (3...6 раз) (табл 4.1). Затраты на 10 кН несущей способности сборных свай значительно изменяются в зависимости от И-Г зон, а в буровых сваях такая величина изменяется слабо. На территории г. Хошимина, как и везде стоимость буровых свай зависит от их длины, т. е. от глубины залегания слоев плотных грунтов, принадлежащих к аллювиальным отложениям нижнего плейстоцена (al) (пески средней плотности, глина от полутвердого до твердого состояния). Глубина заложения этих слоев начинается от глубины 40 м и слабо меняется почти на всех территориях. В то же время несущая способность сборных свай зависит от слоев плотных грунтов средне-верхнего плейстоцена {all-III), глубина залегания которых сильно меняется по площади в пределах глубины от 7 до 35 м. где Сс - стоимость свай, включающаягзатрату на материалы и погружение свай в грунт; Ср - стоимость строительства ростверков, включающая стоимость материалов и земляных работ.
Вышеназванные анализы показали, что в грунтовых условиях города при сравнении с буровыми сваями сборные сваи оказывают более экономичным вариантом.
Стоимость устройства коробчатых фундаментов глубокого заложения зависит от размера подземных пространств и технологии строительства. Она включает в себе затраты на строительство ограждающих конструкций, земляные работы, водопонижение, конструкцию фундамента, гидроизоляцию сооружений и др.
Применение коробчатого фундамента, как правило, сопровождается большим социально-экономическим эффектом вследствие освоения подземного пространства под зданием. Это следует учитывать при оценке вариантов устройства таких фундаментов на территории города [69]. Эффективность освоения подземного пространства под зданием можно оценивать через стоимость строительства надземного сооружения одинакового размера. Нами же с целью сравнения вариантов устройства фундаментов при определении стоимости строительства коробчатого фундамента предложен учет экономической эффективности (Э„„) вследствие освоения подземных пространств по формуле где Скф — общая стоимость строительство коробчатого фундамента с учетом эффективности применения подземного пространства; Сф — стоимость строительства подземного пространства и конструкций фундамента; Э„„ - экономическая эффективность, полученная благодаря применению подземного пространства.
В зависимости от глубины, инженерно-геологических условий, и условия строительной площади выбираются разные технологии строительств подземных пространств. Важной работой во время возведения коробчатого фундамента является строительство конструкций ограждения и обеспечение их устойчивости. Затраты на такие работы, как правило занимают существенную часть в общей стоимости возведения фундамента. Она значительно зависит от технологии строительства и глубины подземных сооружений. В настоящее время в г. Хошимине при разработке котлованов устойчивость их стен может обеспечиваться откосами, распорными, временными стенами (шпунтовыми) с подпорными, постоянными стенами.
Различные технологии устройства подземных коробчатых фундаментов имеют конкретную область применения и разную стоимость строительств. Нами выполнены расчеты стоимости устройства котлованов с глубиной до 8 м в некоторых реальных объектов, возведенных различными способами. На рис. 4.1 приведена зависимость затрат на защиту котлованов от различных способов устройства. Так, при сравнении обнаруживается, что стоимость способа устройства котлованов без использования ограждения в 2...3 раз ниже, чем аналогичная при способе с использованием ограждения в виде шпунта. Однако такой метод имеет узкую область применения вследствие необходимости большой свободной окружающей площади. В настоящее время на территории города он почти не используется при строительстве подземных пространства глубины больше трех метров. Стоимость способа с использованием ограждения в виде «Ларсен» напрямую зависит от длины шпунтов. Видно, что применение шпунт тов с длиной 12 м приводит к резкому повышению стоимости строительства.
