Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

№ п/п ИГЭ	1	2	3	4	5
Наименование грунта	Раст. слой	Суглинок тяжелый пылеватый мягкопластичный	Суглинок тяжелый пылеватый текучий	Суглинок тяжелый пылеватый полутвердый	Песок средней крупности средней плотности насыщенный водой
А) Нормативные значения природная влажность W, %	-	30	27,4	25,0	23,4
Влажность на пределе текучести WL, %	-	34,3	26,4	37,0	-
Влажность на пределе раскатывания, WР, %	-	18	14,9	22,0	-
Число пластичности,	-	16,3	11,5	15	-
Показатель консистенции,	-	0,736	1,087	0,2	-
Степень влажности, Sr	-	1,058	0,892	0,959	1
Коэффициент пористости, е	-	0,72	0,829	0,704	0,619
Объемная масса γ, кН/м^3	16,677	18,835	18,443	19,424	19,826
Объемная масса скелета γd, кН/м^3	-	14,489	14,479	15,54	16,069
Объемная масса частиц γS, кН/м^3	-	24,92	26,487	26,487	26,016
Удельное сцепление С, кПа	-	18	10	16	-
Модуль деформации Е, МПа	-	36,9	15,5	11,16	19,7
Угол внутреннего трения, φ, град	-	16	14	17	30
Расчетные сопротивления , кПа	-	193,675	145,6	235,253	400

4. Оценка геологического строения площадки.

Грунты строительной площадки имеют напластование слоистое с согласным залеганием слоев, близких к горизонтальным и выдержанным по мощности.

В толще грунтов залегают подземные воды грунтовые, абсолютные отметки уровня подземных вод 137,70м; 139м; 140.50м. Водовмещающим слоем является слой суглинка текучего тяжелого пылеватого.

Напластование грунтов

С поверхности залегает слой грунта мощностью 2,3м, абсолютная отметка кровли слоя 140м, подошвы 137,70м. Ниже залегают слои

*мощностью, (м) 3,6 4,55 3,95

*абсолютные отметки

Кровли , (м) 137,7 134,1 129,55

*подошвы, (м) 134,1 129,55 125,6

По предварительным данным слои №2, №4 и №5 могут быть естественными основаниями фундаментов.

5.Расчет фундамента мелкого заложения.

Расчет первого сечения под колонну среднего ряда.

Определяем глубину заложения фундаментов.

По конструктивным: особенностям здания и сечению колонны 700х400 подбираем тип подколонника В с сечением 1500х1200, с размерами стакана 800х500 по низу, 850х550 по верху и глубиной 950.

По климатическим: нормативная глубина промерзания для данного района строительства 1.6 м – определена по карте рис. 5.15 [1].

Определим расчетную глубину промерзания

d_f=d_fnk_n; k_n =0.56 (т. 5.9 [1]) d_f=1.60.56=0.896 м. d  0.896 м.

По геологическим: в качестве естественного основания принимаем 2 слой суглинок мягкопластичный, непросадочный, ненабухающий, пучинистый. d  0.8 м.

По гидрогеологическим: d_w= 2.9 0.896+2 м.

Окончательная глубина заложения фундамента 3 м от спланированной отметки земли. Рабочим слоем является грунт – суглинок мягкопластичный, подстилающими грунтами – суглинок текучий, суглинок полутвердый и песок средней крупности.

Предварительно определяем размеры фундамента условно считая его центрально нагруженным квадратной формы.

N_II=2029 кН, R₀=193.68 кПа, ;β=1; d=3м.,.

_=1.7 т/м³

=1.88 т/м³

c_II=18 кПа

_II=16^o

=1.84т/м³

c_II=10 кПа

_II=14^o

=1.94 т/м³

c_II=16 кПа

_II=17^o

=1.98 т/м³

_II=30^o

принимаем ФВ14-4 b=3.6м, l=4,8м, Vб=12.9м³.

Учитываем что фундамент внецентренно нагружен и определяем эксцентриситет.

1-я комбинация:

М_IIx=265 кНм, Q_x=66 кН^{, с}

_{Приводим нагрузку к подошве фундамента}

_{Вес фундамента: GфII=Vф∙γб=12,9∙25=322,5 кН}

_{Объем грунта: Vгр=d∙l∙b-Vф=3∙4,8∙3,6-(0,3∙(4,8∙3,6+3,6∙2,4+2,4∙1,8)+2,1∙1,5∙1,2)=38,99 м3}

_{Момент у подошвы фундамента: Mx=MIIx+Qx∙d=265+66∙3=463 кНм,}

_{My=MIIy+Qy∙d=97+22∙3=163 кНм,}

найдем средний удельный вес грунта выше подошвы фундамента

Gгр=Vгр∙γ_ср=38.99∙18,389=716.99 кН – вес грунта

N_IIп.ф.=N_II+G_фII+ Gгр=2029+322.5+716.99=3068.49 кН

е_х=

е_y=

определим относительный эксцентриситет и сравним его с допустимым

_{2 – я комбинация}

_{MII=184 кНм, Qx=46 кН,}

^γб=25 кН/м³

_{Mx=MIIx+Qx∙d=184+46∙3=322 кНм,}

_{My=MIIy+Qy∙d=69+18∙3=123 кНм,}

_{GфII=Vф∙γб=12.9∙25=322.5 кН}

е_х=

е_y=

Определяем вид эпюры контактных давлений. Эпюра имеет трапециевидную форму т.к.

,

q – нагрузка от оборудования, людей, складируемых материалов и изделий. Согласно п.3.2 [4] принимается не менее 2 кПа.

Проверка под углом подошвы фундамента

, – удельный вес грунтов залегающих выше подошвы фундамента.

, – удельный вес грунтов залегающих ниже подошвы фундамента на глубину 0.5b.

_{CII=18 кПа, γс1=1,1, γс2=1, Мγ=0,36, Мq=2.43, Мc=4.99, kz=1, d1=2.4 м.}

_с1, _с2 – коэф. условий работы таб.5.11[1].

к – коэф. зависящий от того как были определены с и .

М, Мс и Мq коэф. принимаемые по таб.5.12[1].

k_z – коэф. зависящий от b.

d₁ – глубина заложения фундаментов.

1,5∙R=365.358 кПа,

Следовательно проверка прочности основания выполняется т.е. размеры фундамента подобраны верно.

Расчет по несущей способности основания.

,

где F=3068.49 кН – расчетная нагрузка на основание;F_u– сила предельного сопротивления основания;_с– коэф. условий работы принимаемый для глинистых грунтов – 0.9;_n– коэф. надежности по назначению сооружений принимаемый для сооруженияIIкласса равным 1.15.

F_u=b`l`(N__l`<sub>I</sub>+N<sub>q</sub><sub>q</sub><sub>I</sub>`d+N_c_cc_I),

где b`=b-2e_b=3.6-20.15=3.3 м – приведенные ширина и длина фундамента

l`=l-2e_l=4.8-20.05=4.7 м

e_b,e_l– эксцентриситеты приложения нагрузок.

N_,N_q,N_c– безразмерные коэф. определяемые по таб.5.28[1]

N_=1.35+;

N_q=3,94+;

N_c=10,98+

_=1-0.25/=1-0.25/(l`/b`)=1-0.25/(4,7/3,3)=0.824 – коэф. формы подошвы фундамента

_q=1+1.5/=1+1.5/1.42=2.06

_c=1+0.3/=1+0.3/1.42=1.21

F_u=3,34,7(1,6560.8244,718,8+4,4322.06318,389+11,7521.2118)=13650 кН

136500.9/1.15=10682.6 кН>3068.49 кН, т.е. несущая способность основания при принятых размерах фундамента обеспечена.

Расчет осадки основания методом эквивалентного слоя.

_{Построим эzp и эzg}

_zp

_zg

_{zgi = ihi – где i - удельный вес грунта(при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), hi-мощность слоя.}

с учетом взвешивающего действия воды.

; ;;; .

кПа.

_.

- мощность эквивалентного слоя;

- коэффициент эквивалентного слоя приложение I, табл. 19;

;

_{Определим модуль деформации}

1 слой-cуглинок е=0,72 β=0,62

;

; - природное давление в середине первого слоя от уровня подошвы фундамента;

; - полное давление в середине первого слоя.

.

_{e1=0.709; e1=0.698;}

_;

2 слой-суглинок е=0,829 β=0,62

;

;

;

.

_{e1=0.806; e1=0.784;}

_;