Проєктування офісно-житлового центру із урахуванням раціональних заходів забезпечення складних інженерно-геологічних умов

Abstract

1. Актуальність дослідження та загальна характеристика об'єкта. Сучасні тенденції житлового будівництва характеризуються постійним підвищенням вимог до комфорту, експлуатаційної надійності та функціональності простору. З огляду на високу ринкову вартість земельних ділянок, інвестиційно та економічно виправданим є вектор на високощільну багатоповерхову забудову з оптимізацією площі закладання фундаментів. Прикладом реалізації такого підходу є досліджуваний 21-поверховий житловий будинок із площею забудови 9664м2. Функціональне зонування об'єкта передбачає диференціацію за висотою: - перші два поверхи відведено під комерційну інфраструктуру (офісні та торговельні приміщення); - з 3-го по 20-й поверхи запроектовано типовий житловий простір (по 4 квартири на поверсі: дві трикімнатні та дві чотирикімнатні); - 21-й поверх виконує функцію технічного/допоміжного ярусу для забезпечення життєдіяльності інженерних систем будівлі. 2. Конструктивно-компонувальні рішення. Конструктивна система споруди базується на монолітному залізобетонному каркасі. Основними вертикальними несучими елементами виступають пілони. Горизонтальні диски перекриття та покриття запроектовані у вигляді суцільних монолітних плит завтовшки 220мм. Огороджувальні конструкції та внутрішні перегородки реалізовані за рахунок цегляної кладки товщиною 380мм та 120 мм відповідно. У межах реалізації наукової роботи та проведеного аналітичного огляду щодо особливостей моделювання будівлі у складних інженерно-геологічних умовах виконано чисельне моделювання та конструктивний розрахунок найбільш завантажених елементів — плити перекриття та колони (пілона). Розрахунок реалізовано методом скінченних елементів (МСЕ) у сучасних програмних комплексах «Мономах 4.5» та «ЛІРА-САПР». На основі отриманих епюр внутрішніх зусиль та ізополів напружень проведено верифікацію міцності й підібрано робоче армування вертикальних і горизонтальних елементів типового поверху стержнями діаметром 16мм класу А400С. Детальні розрахункові схеми та матриці підбору арматури наведені у пояснювальній записці. 3. Геологічні умови та обґрунтування палевого фундаменту. Аналіз інженерно-геологічних умов будівельного майданчика виявив неоднорідну стратиграфічну структуру ґрунтової основи. З огляду на високі значень знакозмінних та постійних навантажень від висотного каркаса, м’якопластичні ґрунти не можуть слугувати надійною природною основою. Тому в якості опорного горизонту для бурових паль обрано тугопластичний суглинок, що володіє належними фізико-механічними характеристиками. У роботі виконано розрахунок буронабивних паль у складі комбінованого плитно-пальового фундаменту. Запроектовано палі діаметром 600 мм та довжиною 12 м із розрахунковою несучою здатністю по ґрунту 1014 кН. 4. Організаційно-технологічний розділ проекту розроблено на основі результатів розрахунково-конструктивної частини та спрямовано на оптимізацію часових, матеріальних і трудових ресурсів. Цей блок включає календарне планування, будівельний генеральний план (будгенплан) та технологічні карти. При розробці будгенплану впроваджено принципи системної безпеки та логістичної доцільності. Тимчасові адміністративно-побутові споруди розташовані поза межами небезпечних зон та з урахуванням регіональної рози вітрів для забезпечення нормативних санітарно-гігієнічних умов. Приоб’єктні склади матеріалів та майданчики укрупнювального збирання розміщені строго в радіусі ефективної дії монтажного крана. Проєктом передбачено комплексне інженерне забезпечення майданчика: трасування тимчасових мереж водопостачання, каналізації, тепло- та електропостачання, а також ліній зв'язку. 5. Технологія та комплексна механізація будівельних процесів Технологічна частина роботи деталізує виконання земляних робіт, що включають: механізоване розроблення котлованів і траншей, транспортування надлишкового ґрунту за межі майданчика автосамоскидами, а також зворотну засипку пазух із пошаровим ущільненням до нормативного коефіцієнта щільності. Провідними машинами комплексу земляних робіт визначено одноковшеві екскаватори. Їх вибір обґрунтовано високою мобільністю, універсальністю, можливістю оперативної зміни робочого обладнання (зворотна/пряма лопата, грейфер) та здатністю ефективно працювати у тандемі з різними типами самоскидів як на виїмку ґрунту у транспорт, так і на відсипання у відвал. До початку основних екскаваційних робіт передбачено підготовчий етап: інженерна підготовка території, створення геодезичної розбивочної основи та прокладання першочергових комунікацій. У межах виконання магістерської кваліфікаційної роботи детально розроблено локальні технологічні карти на ключові процеси зведення підземної та надземної частин будівлі. Проведено індивідуальні калькуляції трудових витрат і машинного часу, визначено раціональну послідовність та циклічність виконання робіт, оптимізовано склад робочих ланок (бригад) та побудовано графіки виконання робіт, які інтегровані в загальний календарний план об'єкта.