2 Анализ грунтовых условий строительной площадки

2.1 Определение наименования грунта

Слой 2 – №53 – пылевато-глинистый.

Таблица 1. Исходные данные

№ слоя	ρ т/м^3	ρs т/м^3	W %	WL %	Wp%
2	1,69	2,3	17,4	40,0	23,0

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P

Число пластичности:

I_P=w_L-w_P, (1)

где W_L и W_P – влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =40-23=17

Так как 7<I_P=14<17, то данный грунт является суглинком.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта.

Показатель текучести:

(2)

Так как I_L=-0,330 то данный грунт является суглинком твердым.

Прочностные и деформационные характеристики грунта определяют по коэффициенту пористости e:

(3)

где ρ_s-плотность частиц грунта, г/см³

ρ_d-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (4)

где W – естественная влажность, %;

г/см³

Показатель просадочности:

(5)

Где - коэффициент пористости при влажности на границе текучести

(6)

Т.к <0,24 , то грунт является просадочным

Для суглинка твердого с е=0,6 и I_L=-0,33: R₀=0 кПа, C_n=0 кПа, φ_n=0⁰, Е_n=0 МПа.

Слой 3 – №51 – пылевато-глинистый.

Таблица 1. Исходные данные

№ слоя	ρ т/м^3	ρs т/м^3	W %	WL %	Wp%
3	1,72	2,71	30	34,2	19,1

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P

Число пластичности:

I_P=w_L-w_P, (1)

где W_L и W_P – влажность на границе текучести и границе раскатывания соответственно.

I_P =34,2-19,1=15,1

Так как 7<I_P=15,1<17, то данный грунт является суглинком.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта.

Показатель текучести:

(2)

Так как0,5< I_L=0,720,75 то данный грунт является суглинком мягкопластичным.

Прочностные и деформационные характеристики грунта определяют по коэффициенту пористости e:

(3)

где ρ_s-плотность частиц грунта, г/см³

ρ_d-плотность грунта в сухом состоянии, г/см³; определяется по формуле:

г/см³; (4)

где W – естественная влажность, %;

г/см³

Для суглинка мягкопластичного с е=1,053 и I_L=0,72: R₀=126,08 кПа, C_n=12 кПа, φ_n=12⁰, Е_n=5 МПа.

Слой 4 – №7 – песчаный.

Наименование песчаного грунта определяют по гранулометрическому составу в соответствии с таблицей 2. Для этого последовательно суммируются содержания фракций, сначала крупнее 2 мм, затем - крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимают по первому удовлетворяющему показателю их расположения в таблице 2. [1]

Таблица 2. Исходные данные

№ слоя	Гранулометрический состав в процентах, при их размерах							Физическая характеристика
	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	s, г/см^3	, г/см^3	W, %
4	4,0	25,0	28,9	39,0	2,8	1,0	1	2,66	2,08	20,0

частиц  2мм 4% < > 25%

частиц  0,5мм 4+25=29% < > 50%

частиц  0,25мм 4+25+28,9=57,9% > > 50%

следовательно, данный грунт по гранулометрическому составу является песком средней крупности.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3 [1].

г/см³

Таким образом, при e=0,54<0,55 имеем песок плотный средней крупности.

Определим степень влажности грунта:

, (7)

где _w=1г/см³ – плотность воды,

=0,99

Так как S_r=0,99>0,8, то песок является насыщенным водой.

Прочностные и деформационные характеристики песка пылеватого средней плотности с е=0,54: R₀=500 кПа, C_n=2,1 кПа, φ_n=38,2⁰, Е_n=41 МПа.

Слой 5 – №81 – пылевато-глинистый.

Таблица 3. Исходные данные

№ слоя	ρ т/м^3	ρs т/м^3	W %	WL %	Wp%
5	1,95	2,69	25,3	35,0	22

Число пластичности:

I_P =35-22=13

Так как 7<I_P=13<17, то данный грунт является суглинком.

Показатель текучести:

Так как 0,25<I_L=0,2530,5 , то данный грунт является суглинком тугопластичным.

Прочностные и деформационные характеристики грунта определяют по коэффициенту пористости e:

г/см³

Для суглинка тугопластичного с е=0,72 и I_L=0,253: R₀=194,84 кПа, C_n=24,5 кПа, φ_n=21,3⁰, Е_n=15,5 МПа.

Результаты расчётов заносим в таблицу 5.

Итак, исходя из оценки инженерно-геологических условий строительной площадки, можно сделать вывод, что верхний слой (суглинок мягкопластичный) не может служить надежным основанием для опирания на него фундаментов здания. Следовательно, его необходимо заменить искусственным основанием или принять меры для укрепления существующего. Из предлагаемых способов наиболее эффективным по технико-экономическим показателям является устройство песчаной подушки.

В соответствии с инженерно-геологическим разрезом составим сводную таблицу физико-механических характеристик грунта (таблица 5).

Таблица 5 - Сводная таблица физико-механических свойств грунта

№ п.п.	Наименование грунта	Мощность слоя	Физическая характеристика										Прочностная и деформационная характеристики
			ρs т /м^3	ρ т /м^3	ρd т /м^3	W %	WL %	Wp %	I p	I L	Sr	e	φn	cn кПа	Ro кПа	En МПа
			γs, кН/м^3	γ, кН/м^3	γd, кН/м^3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Растительный слой	0,3	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
2	Суглинок твердый	3,4	2,30	1,69	1,44	17,4	40,0	23,0	17	-0,33	0,67	0,6	0	0	0	0
			23,0	16,9	14,4
3	Суглинок мягкопласти чный	11,14	2,71	1,72	1,32	30,0	34,2	19,1	15,1	0,72	--	1,053	12	12	126,05	5,1
			27,1	17,2	13,2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
4	Песок средней крупности	1,1	2,66	2,08	1,73	20,0	--	--	--	--	0,99	0,54	38,2	2,1	500	41
			26,6	20,8	17,3
5	Суглинок тугопластичный	4,26	2,69	1,95	1,56	25,3	35,0	22	13	0,25	--	0,72	21,3	24,5	194,86	15,5
			26,9	19,5	15,6