Зона влияния строительства на окружающую застройку

Оценка влияния строительства на окружающую застройку. Часть I

Зона влияния строительства на окружающую застройку
Октябрь 2015 года

В условиях плотной существующей застройки, необходимо правильно оценивать риски связанные с подвижкой грунтов и осадкой соседних зданий во время нового строительства. В статье мы покажем методику расчета на примере обустройства котлована в плотной исторической застройке.

В настоящее время существуют достаточно разработанные методики оценки влияния нового строительства на окружающие здания. Обычно методики достаточно дорогостоящие и требуют проведения изысканий  по обследования несущей способности грунтов и  конструкций прилегающих зданий.

Но иногда ситуация немного упрощается, когда  проектировщики сталкиваются с ситуацией, расположения соседних зданий  на границе влияния  строительных работ. Пример расчета для такого случая мы приведем ниже.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ  НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НА СУЩЕСТВУЮЩУЮ ЗАСТРОЙКУ

И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЯ КОТЛОВАНА

В статье выполнены расчеты элементов крепления котлована при строительстве здания в Центральном районе Санкт-Петербурга, в условиях плотной исторической застройки.

Целями расчета являются:

1. Оценка зоны влияния от котлована.

2. Расчет шпунтового ограждения

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Схема  котлована показана на рисунке ниже:

Характеристики грунтов показаны в таблице ниже:

Совмещенная схема котлована и данные скважины (всего скважин несколько) показана на схеме ниже:

Характеристики шпунтовой сваи:

2. РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Расчет элементов крепления котлована выполнен на программном комплексе Plaxis 3D по модели упрочняющегося грунта (hardering soil).

Основные стадии расчета, моделирующие последовательность работ:

– определение существующих напряжений в грунтовом массиве;

– выполнение работ по устройству шпунтовой стенки (активация соответствующих элементов);

– поэтапная откопка котлована на проектную отметку;

– учет нагрузки на бровке котлована.

Отметка низа ростверка -3,550. Под ростверком предусмотрена гидроизоляция и бетонная подготовка 100мм.

Отметка дна котлована принята -3,700 абс. +3,000. Глубина котлована 3,6м.

Для оценки влияния котлована на окружающую застройку замоделирован грунтовый массив шириной 30м по периметру котлована. 

3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

Предусмотрены несколько этапов экскавации. Результаты по этапам расчета:

3.1. Погружение шпунта 

3.2. Стадия откопки 2 м (абс. 0,000). Без крепления откосов. Установка обвязочной балки 40К2. 

На этом этапе работ, согласно расчетам, перемещения шпунтовой стены не превышают 5см.

Изгибающий момент в стене тоже в пределах нормы (смотрите схему ниже):

3.3. Стадия откопки 3,6м. С установленной обвязочной балкой. 

На этом этапе работ, согласно расчетам, максимальные горизонтальные перемещения шпунтовой стены не превышают 11 см.

Изгибающий момент в стене смотрите на схеме ниже:

Изгибающий момент в объвязочной системе:

Расчет обвязочной балки по прочности:

Сталь: C255

Группа конструкций по приложению В СП 16.13330.2011 2

Коэффициент надежности по ответственности 0.95

Коэффициент условий работы 1

Предельная гибкость для сжатых элементов: 200

Предельная гибкость для растянутых элементов: 300

Геометрические характеристики

ПараметрЗначениеЕдиницы измерения
AПлощадь поперечного сечения218.67см2
Av,yУсловная площадь среза вдоль оси U115.824см2
Av,zУсловная площадь среза вдоль оси V47.452см2
 aУгол наклона главных осей инерции0град
IyМомент инерции относительно центральной оси Y1 параллельной оси Y66622.999см4
IzМомент инерции относительно центральной оси Z1 параллельной оси Z22412см4
ItМомент инерции при свободном кручении303.937см4
IwСекториальный момент инерции8048205.429см6
iyРадиус инерции относительно оси Y117.455см
izРадиус инерции относительно оси Z110.124см
Wu+Максимальный момент сопротивления относительно оси U3331.15см3
Wu-Минимальный момент сопротивления относительно оси U3331.15см3
Wv+Максимальный момент сопротивления относительно оси V1120.6см3
Wv-Минимальный момент сопротивления относительно оси V1120.6см3
Wpl,uПластический момент сопротивления относительно оси U3672.46см3
Wpl,vПластический момент сопротивления относительно оси V1699.868см3
IuМаксимальный момент инерции66622.999см4
IvМинимальный момент инерции22412см4
iuМаксимальный радиус инерции17.455см
ivМинимальный радиус инерции10.124см
au+Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Y(U)5.125см
au-Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Y(U)5.125см
av+Ядровое расстояние вдоль положительного направления оси Z(V)15.234см
av-Ядровое расстояние вдоль отрицательного направления оси Z(V)15.234см
PПериметр233.623см

Длина элемента  3 м

Расчетная длина в плоскости XoY 1

Расчетная длина в плоскости XoZ 1

Расстояние между точками раскрепления из плоскости 1 м

Результаты расчета по комбинациям загружений

N = 0 Т

My = 100 Т*м

Qz = 1 Т

Mz = 0 Т*м

Qy = 0 Т

Проверено по СНиППроверкаКоэффициент использования
п.8.2.1Прочность при действии изгибающего момента My1.216
п.8.2.1Прочность при действии поперечной силы Qz0.015
п.9.1.1Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов с учетом пластики1.157
п.8.4.1Устойчивость плоской формы изгиба1.216
п.10.4.1Предельная гибкость в плоскости XoY0.099
п.10.4.1Предельная гибкость в плоскости XoZ0.057

Коэффициент использования 1.216 – Прочность при действии изгибающего момента My

Обвязочная балка не удовлетворяет требованиям прочности.

Для восприятия усилий в шпунтовой стене необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия, которые мы рассмотрим во второй части статьи “Оценка влияния строительства на окружающую застройку. Часть II”

Подготовлено по материалам компании “Питер Девелопмент”. При перепечатке ссылка обязательна.

Источник: http://www.piterdevelopment.ru/our/articles/articles_92.html

Наши проекты: оценка влияния нового строительства – геотехнический расчет

Зона влияния строительства на окружающую застройку

Выполнили геотехническое исследование по определению зоны влияния нового строительства на существующие объекты.

Описание конструктивных решений подземной части

Резервуары емкостью 3000 м3

Свайное основание фундаментов под резервуары есмкостью 3000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 500 мм. Принцип работы свай – стойки с заглублением острия в кровлю скального грунта – ИГЭ-12.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Резервуары емкостью 1000 м3

Свайное основание фундаментов резервуаров емкостью 1000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие с заглублением острия преимущественно в песчаные грунты – ИГЭ-5, ИГЭ-6.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Защитные стенки

Свайное основание фундаментов защитных стенок объединено ленточным ростверком толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие, длина свай 10 м.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Грунты под концами свай

ИГЭ-5 – Песок пылеватый серый, водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в сумме до 5 %. Плотность грунта r = 1,98 г/см3, удельное сцепление с = 1,5 кПа, угол внутреннего трения j = 26,89°, модуль деформации Е = 8,9 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-6 – Песок мелкий серый (местами в кровле желтовато-серый), водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в среднем до 5%. Плотность грунта r = 1,97 г/см3, удельное сцепление с = 2,6 кПа, угол внутреннего трения j = 28,63°, модуль деформации Е = 18,6 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-12 – СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ (AR), имеющие неровную кровлю и представленные гранито-гнейсом серым мелкозернистым, слаботрещиноватым. Вскрытая мощность скальных грунтов от 2,3 до 2,8 м.

Оценка влияния нового строительства на окружающую застройку производится в ходе упругопластического анализа технической системы «сооружения – грунтовый массив» методом конечных элементов (МКЭ).

МКЭ относится к методам механики сплошной среды. Метод хорошо апробирован, поэтому широко используется в инженерной практике.

Расчетный блок геотехнического прогноза включает в себя следующие основные этапы:

– построение геометрической модели;

– составление общей модели, охватывающей инженерно-геологические и конструктивные элементы;

– выбор вида и параметров модели грунта;

– выбор вида контактных элементов и назначение их параметров;

– ввод расчетных характеристик прочности и жесткости элементов;

– ввод граничных условий;

– выполнение расчетов.ельства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

§ выбор этапов строительства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

§ выполнение расчетов.

Работы расчетного блока выполняются в рамках расчетов по второй группе предельных состояний. Результаты расчетов позволяют определять степень влияния и выполнять проверку допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки путем сравнения прогнозных и предельных значений деформаций.

Геотехнический прогноз выполняется в соответствии с действующими нормативными документами в водонасыщенном состоянии Rc = 56,45 МПа (α = 0,85).

Расчетные сечения

Расчетная модель геотехнического прогноза

Общие сведения

Расчетная модель представляет собой численную конечно-элементную модель механики сплошной среды, в которой производится упругопластический анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) технической системы «окружающая застройка – грунтовый массив – резервуарный парк».

Расчетные стадии

Расчетная модель анализируемой системы включает в себя следующие основные расчетные стадии:

Стадия 1 – Начальные напряжения.

Стадия 2 – Устройство подземной части объекта.

Стадия 3 – Загружение фундаментов проектными нагрузками.

Модели материалов

Для моделирования поведения грунтов используется упругопластическая модель (The Mohr-Coulomb (MC) model), параметры которой назначаются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.

Для моделирования поведения строительных материалов используется линейно-упругая модель, подчиняющаяся закону Гука, параметры которой назначаются в соответствии с проектной документацией

Граничные условия

Источник: https://zen.yandex.ru/media/proz/nashi-proekty-ocenka-vliianiia-novogo-stroitelstva-geotehnicheskii-raschet-5ded0886118d7f00b3e873d0

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.