Основания и фундаменты

1. Оценка инженерно-геологических  условий строительной площадки.

1.1. Определение нормативных и  расчетных характеристик грунтов.

 

Строительная площадка №0 представлена разрезом по скважине №0. По данным отбора напластования пород представлены культурным слоем и четырьмя нижележащими слоями грунта. Определим физико-механические свойства и название этих грунтов.

 

Слой1(выше ур-ня грунтовых вод)

 

1. Грунт песчаный, т.к. w_L = w_Р = 0,

где w_L – влажность грунта на границе текучести.

w_Р – влажность грунта на границе раскатывания.

 

2. Гранулометрический состав:

Содержание частиц крупнее 0,1 мм равно: 1,0+1,0+20,0+25,0+20 = 67% < 75%. Следовательно, песок пылеватый.

Определим плотность сложения песка (зависит от коэффициента пористости и вида песка).

3. Коэффициент пористости e = – 1,

где ρ_s – плотность частиц грунта, ρ_s = 2,65 г/см³;

ρ – плотность грунта, ρ = 1,80 г/см³;

w – влажность грунта, w = 12,0% = 0,12.

e = – 1 = 0,649 .

Песок пылеватый средней плотности, т.к. 0,6 ≤ е = 0,649 ≤ 0,8.

4. Степень влажности S_R = ,

где ρ_w – плотность воды, равная 1 г/см³.

Грунт маловлажный, т.к. 0< S_R=0,490≤0,5

Окончательно устанавливаем: песок пылеватый, средней плотности, маловлажный.

5. Удельное сцепление с определим по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

0,004МПа

 

6. Угол внутреннего трения φ определим по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

φ =30°

 

7. Условное расчетное сопротивление R₀ определим по таблице IV.1 приложения IV [1] в зависимости от плотности сложения песка и влажности:

R₀ = 0,25 МПа

8. Модуль общей деформации ,

где β = 0,74 для песка; e = 0,649; а = 0,16 МПа^-1.

 МПа 

9. Удельный вес:

 

Слой1´(ниже ур-ня грунтовых вод)

 

1.Грунт песчаный, т.к. w_L = w_Р = 0,

 

2.Гранулометрический состав:

Содержание частиц крупнее 0,1 мм равно: 0,5+1,5+18,0+27,0+18,0= 65% < 75%. Следовательно, песок пылеватый.

Определим плотность сложения песка (зависит от коэффициента пористости и вида песка).

3. Коэффициент пористости e = – 1,

ρ_s = 2,66 г/см³;ρ = 2,00 г/см³; w = 25,0% = 0,250.

e = – 1 = 0,663

Песок пылеватый средней плотности, т.к. 0,6 ≤ е = 0,663 ≤ 0,8.

4. Степень влажности S_R =

Грунт насыщенный водой, т.к. 0,8< S_R≈1≤1

 

Окончательно устанавливаем: песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой.

 

5. Удельное сцепление с определим интерполяцией по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

0,00374МПа

6. Угол внутреннего трения φ определим интерполяцией по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

φ 29,48°.

7. Условное расчетное сопротивление R₀ определим по таблице IV.1 приложения IV [1] в зависимости от плотности сложения песка и влажности:

R₀ = 0,10 МПа

8. Модуль общей деформации ,

где β = 0,74 для песка; e = 0,663; а = 0,17 МПа^-1.

 МПа 

9. Удельный вес:

10. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды :

 

Слой2

 

1. Грунт глинистый, т.к. w_L ≠ 0, w_Р ≠ 0.

 

2. Число пластичности I_p = w_L – w_Р,

где w_L = 21,0%; w_Р = 15,0%.

I_p = 21,0 – 15,0 = 6,0%.

Число пластичности 0,01≤ I_p = 0,06≤0,07 соответствует супеси.

 

3. Показатель консистенции(текучести)

w = 19,0%; w_Р = 15,0%.

Супесь пластичная, т.к. 0 ≤ I_L = 0,670 ≤ 1.

4. Коэффициент пористости e = – 1,

где ρ_s = 2,67 г/см³; ρ = 2,08 г/см³.

e = – 1 = 0,528.

5. Степень влажности S_R =

Окончательно устанавливаем: супесь пластичная.

 

6. Удельное сцепление 0,0159 МПа

7. Угол внутреннего трения φ 26,44°

8. Условное расчетное сопротивление R₀:

при I_L = 0: МПа

при I_L = 1: МПа

при I_L = 0,670: МПа

9. Модуль общей деформации ,

где β = 0,74 для супесей; e = 0,528; а = 0,096 МПа^-1.

 МПа 

10. Удельный вес:

 

11. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды :

 

Слой3 (водоупорный, т.к. I_L<0,5)

 

1. Грунт глинистый, т.к. w_L ≠ 0, w_Р ≠ 0.
2. Число пластичности I_p = w_L – w_Р,

где w_L = 44,0%; w_Р = 24,0%.

I_p = 44,0 – 24,0 = 20,0%.

Число пластичности I_p = 0,20 >0,17 соответствует глине.

 

4. Показатель консистенции(текучести)

w = 27,0%; w_Р = 24,0%.

Глина полутвердая, т.к. 0 ≤ I_L = 0,150≤ 0,25.

4. Коэффициент пористости e = – 1,

где ρ_s = 2,74 г/см³; ρ = 2,01 г/см³.

e = – 1 = 0,731

5. Степень влажности S_R =

Окончательно устанавливаем: глина полутвердая.

 

6. Удельное сцепление 0,0567 МПа

7. Угол внутреннего трения φ 19.19°

8. Условное расчетное сопротивление R₀:

при I_L = 0: МПа

при I_L = 1: МПа

при I_L = 0,150: МПа

9. Модуль общей деформации ,

где β = 0,43для глин; e = 0,731; а = 0,067 МПа^-1.

 МПа 

10. Удельный вес:

 

Слой4

 

1.Грунт песчаный, т.к. w_L = w_Р = 0,

 

2.Гранулометрический состав:

Содержание частиц крупнее 0,25 мм равно: 4,0+3,0+20,0+24,0 = 51% > 50%. Следовательно, песок средней крупности.

Определим плотность сложения песка (зависит от коэффициента пористости и вида песка).

3. Коэффициент пористости e = – 1,

ρ_s = 2,64 г/см³;ρ = 1,99 г/см³; w = 25,5% = 0,255.

e = – 1 = 0,665

Песок средний, средней плотности, т.к. 0,55 ≤ е = 0,665 ≤ 0,7.

4. Степень влажности S_R = ,

Грунт насыщенный водой, т.к. 0,8< S_R≈1≤1

 

Окончательно устанавливаем: песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.

 

5. Удельное сцепление с определим интерполяцией по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

0,00085 МПа

6. Угол внутреннего трения φ определим интерполяцией по таблице I.1 приложения I [1] в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости:

φ 29,75°

7. Условное расчетное сопротивление R₀ определим по таблице IV.1 приложения IV [1] в зависимости от плотности сложения песка и влажности:

R₀ = 0,40 МПа

8. Модуль общей деформации ,

где β = 0,74 для песка; e = 0,665; а = 0,05 МПа^-1.

 МПа 

9. Удельный вес:

 

Расчетные значения характеристик слоев определяются по общей формуле:

, где  - нормативное значение данной характеристики, - коэффициент надежности по грунту, который принимает значение для с и φ:

-в расчетах по деформациям:

-в расчетах оснований по несущей способности:

- при определении расчетного  удельного сцепления с;

- при определении расчетного  значения угла внутреннего трения  для песчаных грунтов;

- то же для пылевато-глинистых грунтов.

В остальных случаях  .

Нормативные значения с и φ определены выше.

1.2. Сводная таблица расчетных  физико-механических показателей  грунтов строительной площадки.

наименование грунта	мощность слоя, м	γ, кН/м3	е	IL	сII, МПа	φII, град.	Е0, МПа	R0, МПа
1. Песок пылеватый, средней плотности, маловлажный	2	17,66	0,649	0	0,004	30,00	7,630	0,25
2.Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой	1,5	9,79	0,663	0	0,0037	29,48	7,239	0,10
3. Супесь пластичная	2,5	10,93	0,528	0,670	0,0159	26,44	11,778	0,288
4. Глина полутвердая	3,0	19,72	0,731	0,150	0,0567	19,19	11,109	0,349
5.Песок средней крупности, средней плотности	8,0	19,52	0,665	0	0,0009	29,75	24,640	0,40