Определение классификационных признаков грунтов площадки строительства и их расчетных сопротивлений R0.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки застройки и их оценка.

По данным о скважинах и результатах их бурении строится геометрия

инженерно-геологического разреза, а затем по итогам лабораторных анализов

грунтов определяются в соответствии с ГОСТ 25100-95 классификационные

признаки каждого грунтового слоя и расчетные сопротивления R0.

Так как в таблицах задания, где приведены результаты лабораторных определений, указано из какой скважины или шурфа и с какой глубины отобраны исследованные образцы, это позволяет определить к какому слою грунта они относятся. Разнообразные особенности грунтов отмечаются на разрезе в соответствии с условными обозначениями, принятыми в инженерно-

геологической документации. По результатам компрессионных и штамповых испытаний определяются при расчете осадки модули деформации грунтов E0.

Определение классификационных признаков грунтов площадки строительства и их расчетных сопротивлений R0.

На основе исходных данных анализа получаем:

1-й слой: насыпь не слежавшаяся.

2й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 4 м)

Вид – супесь, так как из таблицы видно, что Ip=wL—wp>1%

− по числу пластичности = — =30-23=7%=0.07 – супесь

− по показателю текучести = = =0.64 – пластичная.

Для определения необходимо знать также коэффициент пористости e:

e = (1+W)-1= (1+0.275)-1=0.77, т.к. е>max, то =50кПа.

3-й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 8 м)

Вид – суглинок, так как из таблицы видно, что Ip=wL—wp>1%

− по числу пластичности = — =29-16=13%=0.13 – суглинок

− по показателю текучести = = =0.96 – текучепластичные.

Для определения необходимо знать также коэффициент пористости e:

e = (1+W)-1= (1+0.285)-1=0.8

— 200 и 100 и расположить как показано на рис. 2.1.

е		0,8
е=0,8

Находим путем двойного интерполирования:

Итак, расчетное сопротивление суглинка текучепластичного с коэффициентом пористости е=0,8 и IL =0,0,96 равно =162кПа.

4-й слой (проба отобрана из скв. №1 с глубины 15 м):

Вид – песчаный грунт, не пластичный, так как характеристики пластичности и отсутствуют.

− по гранулометрическому составу – песок средней крупности, так как частиц

крупнее 0,25>50%: 22,0+40,0=62%

−по плотности сложения, определяемой через коэффициент пористости:

Расчетное сопротивление песка средней крупности и средней плотности,

независимо от степени водонасыщения = 400 кПа.

Отдельный фундамент наружной стены здания с подвалом

Грунты основания: I слой – насыпь неслежавшаяся мощностью 0,6 м, расчетная величина удельного веса грунта γII = 16 кН/м3.

II слой мощностью 4,1м, IL = 0,64 –пластичная супесь, R0=50 кПа, γII = 19,5

Прочностные характеристики ϕII и сII определены по результатам непосредственных испытаний грунта.

Вскрыт бурением до глубины 16,4м.

Определяем глубину заложения фундамента.

Глубина заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания

назначается в соответствии с п.п. 2.26…2.33 [6]. В глинистых грунтах, мелких и

пылеватых песках подошва фундамента должна закладываться ниже расчетной

глубины сезонного промерзания в данном климатическом районе. Это позволяет исключить возможные неравномерные деформации сооружений, которые могут возникнуть в результате замерзания и морозного пучения этих грунтов под подошвой фундамента и после их оттаивания, так как оба этих процесса идут неравномерно по периметру здания. Величина пучения зависит не только от температуры, вида и разновидности этих грунтов, но и расстояния от уровня подземных вод до глубины промерзания.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта , м определяется по

= * =0.6*0,75=0.45

где — нормативная глубина промерзания;

— коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания. Для домов с подвалом или техническим подпольем = 0,6.

Нормативная глубина промерзания для районов, где глубина

промерзания не превышает 2,5 м, определяется по формуле:

=0.28*√7.1=0.75

где — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных

значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном

климатическом районе, принимаемый по СНиП по строительной климатологии и геофизике; (г.Грозный)=|(-3,6)+(-2,3)+(-1,2)|=7,1.

— величина, м, принимаемая для суглинков и глин – 0,23; супесей, песков

мелких и пылеватых – 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30; крупнообломочных грунтов – 0,34.

В данном конкретном случае учитываются ряд условий:

а) конструктивные особенности подземной части здания и самого фундамента; б) климатические условия района строительства (глубина промерзания);

в) инженерно-геологические условия площадки, предназначенной для застройки;

г) гидрогеологические условия площадки.

2. Определяем размеры площади подошвы фундамента.

Предварительные размеры находим графическим методом.

Для этого задаемся тремя значениями площади подошвы фундамента А:

А1=2 м2; А2 =4 м2; А3 =9 м2 и определяем среднее давление рII под

подошвой фундамента при принятых размерах площадей по формуле:

рII = (i = 1,2,3…)

где – расчетная нагрузка на колонну в уровне низа перекрытия над

NфII,i – расчетная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах,

приближенно определяемая по формуле:

γср =20 кН/м3 – средний удельный вес материала фундамента и грунта на

= =241,5 кПа

= =152,25 кПа

= =102,67 кПа

По полученным значениям РII строим график р=ψ(А) (рис. 5.1). Определяем

расчетное сопротивление грунта рабочего слоя основания по формуле (7) СНиП

R= ( *b* + * * +( -1)* * + * ),

где = 1,0 (супесь пластичная, IL = 0,64);

характеристики грунта ϕII и cII определены по результатам непосредственных

Мγ = 0,36, Мq = 2,43, Mc = 4,99 при ϕII = ;

залегающих выше отметки заложения подошвы фундамента :

=

заложения фундамента (соответственно 0,6 и 2,55 м).

Так как глубина заложения составляет d =3,15 м, то:

=

задании – супесь пластичнаяя, имеющего γII = 19,5 кН/м3;

фундаментов со стороны подвала, м (при отсутствии подвала принимается d1

d1 = 0,9 + 0,2×22/18,83=1,134 м,

где hs =0,9 — толщина слоя грунта от отметки подошвы фундамента с

отметки низа пола подвала, м;

hcf =0,2 — толщина конструкций пола подвала, м;

γcf =22 — расчетное значение удельного веса материала конструкции пола

— глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м

(для сооружений с подвалом шириной b≤20 м и глубиной более 2 м принимается =2 м).

Определение R производим при значениях b=0 (А=0 ) и b=3 м (А=9 ):

= (0.36*1*0*19.5+2.43*1.134*18.83+(2.43-1)*2*18.83+4.99*8)=145.66

= (0.36*1*3*19.5+2.43*1.134*18.83+(2.43-1)*2*18.83+4.99*8)=166,72

Откладываем значения и на чертеже (рис. 1), соединяем их

прямой и получаем график R= f(А) (рис. 1).

Рис.1. Графическое определение площади подошвы отдельного фундамента под колонну наружной стены.

Точка пересечения двух графиков R=f(А) и pII=f(А) (рис.1) определяет

требуемое значение площади подошвы отдельного фундамента:

= 4 и b = √4 = 2 м.

По каталогу [17], табл. 2.1 принимаем отдельный фундамент 2Ф21.9-3 с

площадью А =2,1×2,1=4,41 .

Определяем новое значение R при ширине фундамента b = 2,1м:

R= (0.36*1*2.1*19.5+2.43*1.134*18.83+(2.43-1)*2*18.83+4.99*8)=160,402 кПа.

3. Проверяем фактическое среднее давление рII, под подошвой фундамента 2Ф21.9-3 и конструируем фундамент:

= ≤R,

Qf = 53 кН — вес фундамента 2Ф21.9-3;

Qр – вес ригеля, Qр = 0,4×0,4×5,6×24=21,5 кН;

Qп – вес ограждающей панели подвала при шаге колонн 6,0м,

G1 – пригрузка фундамента грунтом ниже пола подвала,

G1 = (V0 – Vф) ×γ = (2,12 × 0,9-53/24) ×18 = 31,7 кН;

G2 – пригрузка фундамента грунтом с внешней стороны панели подвала,

G3 = (2,1×1,25 – 0,42) ×0,2×22= 10,8 кН.

=138,5 кПа.

Разница значений R и рII для отдельно стоящих фундаментов не должна

превышать 20%, причем рII всегда должно быть меньше или равно R:

Δ= *100%=15,8%

Разница между расчетным сопротивлением грунта основания R и средним

давлением, под подошвой отдельно стоящего фундамента рII составляет 15,8%.

Такая разница в случае отдельного фундамента допустима. Попытка снизить ее

путем перехода на фундамент марки 2Ф18.9-3 с размерами подошвы 1,8х1,8 м

приведет к увеличению рII до 430 кПа, т.е. тогда рII.>R. Окончательно принимаем отдельный одноблочный фундамент 2Ф21.9-3 (рис.2).

Рис. 2 Схематический разрез фундамента под наружную колонну здания каркасного типа.

Строительная организация на момент начала строительства не располагает

возможностью получать в больших количествах товарный бетон для устройства

монолитных фундаментов больших размеров в плане. Решено использовать

сборные одноблочные фундаменты стаканного типа марки 2Ф21.9-3, которые в

случае необходимости (если их размеры в плане недостаточны) будут опираться

на песчаную подушку из крупного песка. Карьер такого песка расположен

Источник

Расчетное сопротивление грунта основания