Грунты(несортированые)+МК / Механика грунтов / Mexanika Gruntov / Механика грунтов / Моя механика грунтов с рамками

Лист

Т19.01.00 ПЗ

Введение.

Проектирование конструкций сооружения и их оснований осуществляется по предельным состояниям, которые подразделяются на две группы. Первая группа – по несущей способности – потеря устойчивости или формы, возможные виды разрушений, ползучесть или текучесть материала, чрезмерное раскрытие трещин и др. Вторая группа – по непригодности к нормальной эксплуатации.

Предельные состояния оснований существенно отличаются от предельных состояний строительных конструкций, в том числе и самого фундамента, т.к. у них различные условия работы, а именно: материалы в строительных конструкциях и грунтов в основаниях; физико-механические свойства; критерии оценки прочности и деформативности оснований и возводимых на них фундаментов и надземных конструкций.

Проектирование оснований и фундаментов состоит из обоснованного соответствующим расчетом выбора типа основания (естественного и искусственного), фундамента (конструкции, типа материала и размеров, мелкого или глубокого заложения), мероприятий по уменьшению влияния деформаций здания или сооружения на эксплуатационную пригодность.

1 Сбор нагрузок.

Таблица 1 –Вертикальные нагрузки на 1 м² перекрытия и покрытия

Вид нагрузки	Нормативная Н/м^2		Расчётная Н/м^2
Покрытие
Постоянная:
Днепромаст 1 слой	50	1,3	65
Днепрофлекс 2 слоя	80	1,3	104
Цементная стяжка 0,03	540	1,1	594
Утеплитель – газосиликат	1400	1,3	1820
Пароизоляция	30	1,3	39
Железобетонная плита	3000	1,1	3300
Итого:	5100		5922
Нагрузка от снегового покрова	700	1,4	980
Итого по покрытию:	5800		6902
Перекрытие над 1…2-м этажом
Постоянная:
Штучный паркет	91	1,3	118
Мастика – 2мм	30	1,3	39
Cтяжка из цементно-песчаного раствора М150	270	1,1	297
железобетонная плита	3000	1,1	3300
Полезная	2000	1.3	2600
Итого по перекрытию:	5391		6354
Нагрузка от перекрытия над подвалом:
Штучный паркет	91	1.3	118
Мастика	30	1,3	39
Стяжка из цементно-песчаного раствора М150	720	1.1	792
Бетон кл. В7.5 –30мм	720	1.1	792
Железобетонная плита	3000	1.1	3300
Полезная нагрузка	2000	1.3	2600
Итого по перекрытию над подвалом:	6561		7641

1)Находим грузовую площадь

2)Найдём нагрузку от покрытия:

нормативная

расчётная

3) Нагрузка от стены:

обрез стены принимается на отметке

отметка верха стены

высота стены

нормативная

расчётная

4)Нагрузка от перекрытия над 1-ым и 2-ым этажом:

нормативная

расчётная

5)Нагрузка от перекрытия над подвалом:

нормативная

расчётная

6)Общая нагрузка:

нормативная

расчётная

2 Определение физико-механических свойств грунтов

Производные и индексационные характеристики и наименование грунтов определяются по СТБ 943-93 [6], а механические характеристики грунтов для предварительных расчетов (в учебных целях) – по [1].

2.1 Определение наименования крупнообломочного и песчаного грунта и его физико-механических свойств.

Наименование крупнообломочного и 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 [17].

Таблица 2 - Исходные данные

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	s, г/см^3	, г/см^3	W, %
1,5 15 6	8,0 20 21	28 25 37	45,5 25 15	10 10 11	7 5 10	2,65 2,65 2,66	1,64 2,0 1,98	9,3 24 24,2

Слой№1: W_L=0, W_P=0

частиц  2мм 1,5%  25%

частиц  0,5мм 8,0+1,5=9,5%  50%

частиц  0,25мм 9,5+28=37,5%  50%

частиц  0,1мм 37,5+45,5=83%  75%

так как частиц крупнее 0,1 мм – 83%, что больше 75% следовательно, песок мелкий.

Слой№2:

частиц  2мм 15%  25%

частиц  0,5мм 20+15=35%  50%

частиц  0,25мм 25+35=60%  50%

так как частиц крупнее 0,25 мм – 60%, что больше 50% следовательно, песок средней крупности.

Слой№4:

частиц  2мм 6%  25%

частиц  0,5мм 21+6=27%  50%

частиц  0,25мм 37+27=64%  50%

так как частиц крупнее 0,25 мм – 64%, что больше 50% следовательно, песок средней крупности.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3[17]:

Слой№1:

г/см³;

.

Слой№2:

г/см³;

.

Слой№4:

г/см³;

.

Таким образом, при е0,75 имеем песок мелкий рыхлый в первом слое, при 0,55е0,7 имеем песок средний средней плотности во втором слое и при е<0,55 имеем песок средний плотный в четвертом слое.

Определим степень влажности грунта:

для слоя№1:

,

для слоя№2:

,

для слоя№4:

,

где _w=1г/см³ – плотность воды,

Так как, 0S_r0,5 для первого слоя, то песок маловлажный, для второго и четвертого слоя S_r>0,8 пески насыщенные водой.

Определяем прочностные и деформационные характеристики песчаного грунта .

При е=0,77 для песка мелкого рыхлого маловлажного характеристик нет, при е=0,65 для песка среднего средней плотности, насыщенного водой R₀=500 кПа, с_n=1, _n =35⁰ , Е_n = 30 МПа, при е=0,38 для песка среднего средней плотности, насыщенного водой R₀=500 кПа, с_n=4, _n =41⁰ , Е_n = 58 МПа.

Определение наименования пылевато-глинистого грунта и его физико-механических свойств (в соответствии с рисунком на листе 1) по следующим исходным данным =1,96 г/см³; _s=2,75 г/см³; w=27,5%; w_p=21%; w_L=23%.

Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности I_P :

Для третьего слоя:

I_P=w_L-w_P

I_P=w_L-w_P=44-21=23.

Т.к., I_P =2317 то данный грунт является глиной.

По показателю текучести определяют состояние пылевато-глинистого грунта :

.

Тогда при 0,25I_L=0,2820,5 глина тугопластичная.

Пылевато-глинистые лессовые грунты необходимо проверить на просадочность. Это в первую очередь грунты с малым удельным весом (1,2-1,6 г/см³), значительной пористостью (40…50 %) и степенью влажности S_r0,8, I_L<0,25:

Определяем прочностные и деформационные характеристики пылевато-глинистых грунтов, для этого определим коэффициент пористости пылевато-глинистого грунта.

,

.

.

Следовательно грунт не просадочный.

Для определения искомого нормативного значения механического показателя используют линейную интерполяцию. Для глины полутвёрдой при е=0,785; I_L=0,282; R₀=290,2 кПа; С_n=48 кПа; _n=16,7⁰; Е=17 МПа.

В соответствии с инженерно-геологическим разрезом (см. рисунок лист 1) составим сводную таблицу физико-механических характеристик грунта (таблица 3).

Таблица 3 - Сводная таблица физико-механических свойств грунта

Номер слоя	Наименование грунта	Мощность слоя ,м	Физическая характеристика										Прочностная и деформационная характеристики
			S,т/м^3	, т/м^3	d, т/м^3	w%	wL %	wp %	Ip	IL	Sn	e	n град	Cn кПа	Ro кПа	En МПа
			S кН/м^3	 кН/м^3	d 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	Песок мелкий, рыхлый	2,1	2,65	1,64	1,5	9,3	-	-	-	-	0,32	0,77	-	-	-	-
			26,5	16,4	15
3	Песок средний средней крупности	6,0	2,65	2,0	1,82	24	-	-	-	-	0,98	0,65	35	1	500	30
			26,5	20	18,2
4	Глина тугопластичная	2,0	2,75	1,96	1,54	27,5	44	21	23	0,28	0,96	0,78	16,7	48	290,2	17
			27,5	19,6	15,4
5	Песок средний плотный	5,0	2,66 26,6	1,98 19,8	1,93 19,3	24,2	__	__	__	__	1,69	0,38	41	4	500	58

2.2 Оценка инженерно-геологических условий площадки.

Судя по геологическому профилю, площадка имеет полуспокойный рельеф. Грунт имеет слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Первый слой не может служить естественным основанием, т.к. песок рыхлый. Фундамент здания можно заложить в пределах второго слоя. Подземные воды залегают на абсолютной отметки 70,0 и будут влиять на устройство оснований и эксплуатацию зданий. Поэтому примем меры по защите фундамента от подземных вод (рисунок на листе 1).

Рисунок 1 – Инженерно-геологический разрез

3 Определение глубины заложения фундамента для здания с подвалом.

Минимальную глубину заложения принимаем не менее 0,5 м, считая от поверхности наружной планировки и на 0,4 м от пола подвала.

Согласно рисунку 1, планировочная отметка DL = 72,00 м (-0,45).

Рисунок 1 – К определению глубины заложения фундамента

Здание имеет подвал глубиной 3 м, следовательно, в любом случае подошва фундамента будет ниже глубины промерзания, т.к. для г. Калинковичи по карте нормативных глубин сезонного промерзания d_fn=0,95 м, для песка мелкого средней пл. d_fnx1,2=0,95х1,2=1,14 м.

Назначаем глубину заложения фундамента в зависимости от п.1 и п.5 гл.4[17]. Отметка чистого пола, согласно заданию, при DL=-0,45 м будет равна 72,45 м, отметка пола подвала будет в этом случае равна 72,45-3=69,45 м. Так как высота первого слоя 2,1 м, отметка низа которого 69,9м, ставим фундаментную плиту во 2-й слой – песка среднего средней крупности.

Отметка низа перекрытия над подвалом 72,15 м. Принимаем конструкцию фундамента из пяти блоков высотой 0,6м и подушки высотой 0.3 м. Таким образом, фундамент заглубляется во второй слой на 1,05м, и отметка подошвы фундамента составит 68,85 м.

Для того, чтобы посчитать глубину заложения фундамента нужно от отметки уровня земли отнять отметку низа подошвы фундамента:

D=72,00-68,85=3,15м

Т.к. грунт второго слоя является насыщенный водой, то нам надо произвести работы по снижению насыщенности водой. Для этих целей воспользуемся лёгкими иглофильтровыми установками (ЛИУ). ЛИУ распологаем на банкетках откосов котлована, отметки которых назначаем на 0,5м выше уровня подземных вод. Фильтрующее звено погружаем на такую глубину, при которой депрессионная кривая проходит на 0,5м ниже отметки дна котлована. Само звено находится ниже уровня подземных вод, иначе в систему будет засасываться воздух.