- •Министерство образования и науки Украины.
- •1.1. Характеристика площадки строительства.
- •1.2.1. Определение вида песчаного грунта по гранулометрическому составу.
- •Конструирование свайного ростверка.
- •Определяем фактическое давление на уровне подошвы условного фундамента и выполняем проверки.
- •1. Механика грунтов, основания и фундаменты. Б.И. Далматов.
1.2.1. Определение вида песчаного грунта по гранулометрическому составу.
Второй по счёту пласт- песок крупный.
1.2.2. Определение вида пылевато-глинистого грунта по числу пластичности -
- по таблице определяем, что грунт глина.
- по таблице определяем, что грунт глина.
1.2.3. Определяем коэффициент пористости песчаного и пылевато-глинистого
грунтов -
- по плотности сложения песок - рыхлый.
1.2.4. Определение плотности грунта в сухом состоянии -.
1.2.5. Определение степени влажности песчаного и пылевато-глинистого грунта-
- грунт влажный.
1.2.6. Определение показателя текучести пылевато-глинистых грунтов-
- грунт текучепластичный.
- грунт полутвёрдый
1.2.7. Определяем плотность песчаного и пылевато-глинистого грунта , не
являющегося водоупором , во взвешенном состоянии -
1.2.8. Определяем удельный вес грунта -
1.2.9. Определяем удельный вес частиц грунта -
1.2.10. Определяем удельный вес сухого грунта -
1.2.11. Определяем удельный вес грунта во взвешенном состоянии -
1.2.12. Определяем коэффициент относительной сжимаемости грунтов -
- грунт среднесжимаемый
- грунт слабосжимаемый
- грунт слабосжимаемый
1.2.13. Определяем модуль общих деформаций грунта -
1.2.14. Определяем действительный модуль деформаций -
1.2.15. Определяем расчётное сопротивление грунтов -
( по таблице СНиП)
1.2.16. Заключение о свойствах грунтов.
Слой первый.
Глина - текучепластичная, среднесжимаемая.
Слой второй.
Песок крупный, рыхлый, влажный, слабосжимаемый.
Слой третий.
Глина - полутвёрдая, слабосжимаемая.
1.2.17. Вывод о целесообразности использования грунтов в качестве
естественного основания.
Естественным основанием не могут служить пески по плотности сложения - рыхлые, пылевато-глинистые грунты по показателю текучести – текучие и текучепластичные, а также грунты расчётное сопротивление которых меньше 150 кПа.
Исходя из изложенного выше первый (глина) и второй (песок) слои не пригодны как естественные основания, а третий (глина) слой может служить естественным основанием.
1.2.18. Сводная таблица физических характеристик грунтов
Таблица 1.
№ п/п |
Наименование грунта |
Мощность слоя, м. |
Физические характеристики |
Механические характеристики | ||||||||||||||||||||
деформационные |
прочностные | |||||||||||||||||||||||
0 |
Почвенно- растительный слой |
0,5 |
1,4 |
----- |
----- |
----- |
14 |
----- |
----- |
----- |
--- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
----- |
--- |
----- |
----- |
1 |
Глина – текучепластичная, насыщенная водой, слабосжимаемая |
3,7 |
1,82 |
2,71 |
1,25 |
0,79 |
17,836 |
26,558 |
12,250 |
7,742 |
0,45 |
0,46 |
0,28 |
1,16 |
1 |
0,18 |
0,94 |
0,48 |
0,22 |
1,95 |
7,02 |
6 |
0,007 |
109 |
2 |
Песок – крупный, рыхлый, влажный, слабосжимаемый |
3 |
1,9 |
2,66 |
1,38 |
0,86 |
16,268 |
26,068 |
13,524 |
8,428 |
0,2 |
----- |
----- |
0,92 |
0,57 |
----- |
----- |
0,06 |
0,03 |
24,6 |
24,6 |
7 |
----- |
500 |
3 |
Глина – насыщенная водой, полутвёрдая, слабосжимаемая. |
не ограничен |
2,05 |
2,7 |
1,7 |
1,07 |
20,09 |
26,46 |
16,66 |
10,486 |
0,2 |
0,39 |
0,2 |
0,58 |
0,93 |
0,19 |
0 |
0,08 |
0,05 |
8,6 |
51,6 |
19 |
0,04 |
520 |
4 |
Уплотнённый грунт (глина). |
3,3 |
2,37 |
2,71 |
1,65 |
1,04 |
23,226 |
26,558 |
16,17 |
10,192 |
0,3 |
0,46 |
0,28 |
0,64 |
1 |
0,18 |
-0,05 |
0,48 |
0,29 |
24 |
144 |
20 |
0,068 |
460 |
5 |
Уплотнённый грунт (песок). |
3 |
1,96 |
2,66 |
1,75 |
1, 092 |
19,22 |
26,068 |
17,15 |
10,7 |
0,12 |
----- |
----- |
0,52 |
0,61 |
----- |
----- |
0,06 |
0,039 |
43 |
43 |
40,9 |
0,13 |
600 |
Характеристики уплотнённых грунтов определяем по следующим формулам:
- для песчаных грунтов
-для пылевато-глинистых грунтов
Все остальные характеристики остаются постоянными.
Недостающие прочностные характеристики: определяют по таблицам СНиП .
- 8 -
Выбор проектных вариантов фундаментов
Фундамент мелкого заложения.
Рис. 3 Схема фундамента мелкого заложения.
В качестве проектного варианта фундамент мелкого заложения принимаем на искусственном основании, укрепив грунт методом уплотнения грунта пробивкой скважин. Этот метод заключается в следующем, в уплотняемом массиве пробивают ударным снарядом скважину и вытесняемый при этом грунт перемещается в стороны и создаёт при этом вокруг скважины уплотнение. Скважины затем томпонируются , при этом скважины в просадочных грунтах необходимо томпонировать только местным грунтом.
Свайный фундамент.
Свайный фундамент заглубляем в третий слой не менее чем на три метра , так как первые два слоя не удовлетворяют требованиям несущей способности.
- 9 –
Рис. 4 Схема свайного фундамента.
Проектирование фундамента мелкого заложения на искусственном основании по наиболее нагруженному сечению.
Фундамент находится в среднем ряду на пересечении осей «В» и «5».
Определяем глубину заложения фундамента.
Глубина заложения фундамента выбирается , как максимальное значение из следующих факторов:
В зависимости от глубины промерзания грунта
где:
- нормативная глубина промерзания грунта ( зависит от климатического района )
- коэффициент учитывающий тепловой режим здания
В зависимости от конструктивных особенностей
Рис. 5 Схема определения глубины заложения фундамента
в зависимости от конструктивных особенностей.
Итак, получили два значения ипринимаем максимальное, т.е.
Определяем размеры подошвы фундамента , методом
последовательных приближений.
Определяем предварительную площадь фундамента -
где:
- вертикальная нагрузка приложенная в уровне обреза фундамента
- предварительное расчётное сопротивление грунта основания
- усреднённое значение удельного веса грунта на обрез фундамента и материала фундамента
- глубина заложения фундамента
Определяем предварительные размеры подошвы фундамента -
, принимаю
- длина подошвы фундамента
-ширина подошвы фундамента
Определяем фактическое расчётное сопротивление грунта основания -.
где:
- коэффициенты условия работы принимаемые по табл. 3 (1)
(коэффициент принимаемый 1,1 еслигрунта основания приняты по таблице и 1 если прочностные характеристики грунта основания определяются лабораторным путём).
- коэффициенты принимаются по табл. 4 (1) , в зависимости от -
(принимаем 1 при ширине подошвы фундамента меньше 10м).
-ширина подошвы фундамента
- осреднённые расчётные значения удельных весов грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учётом взвешивающего действия воды).
Рис. 6 Схема для определения
где:
- смотреть рис. 6
Несмотря на то, что третий слой находится ниже уровня грунтовых вод в формулу мы подставляем , так как данный слой полутвёрдая, слабосжимаемая глина и является водоупором.
Рис. 7 Схема для определения
- глубина заложения фундамента (для здания без подвала равна расстоянию
от подошвы фундамента до поверхности планировки).
- глубина подвала
- удельное сцепление грунта основания.
Так как разница между (460 и 564,529 , разница – 18,5%) меньше 20% , то можно приступить к проверкам.
Определяем фактическое давление на уровне подошвы фундамента и выполнение проверок.
т.е. условие выполняется
где:
- фактическая площадь подошвы фундамента
т.е. условие выполняется
где:
т.е. условие выполняется
Конструирование фундамента мелкого заложения.
Рис. 8 Схема фундамента в плане.
Рис. 9 Сечение фундамента 1-1.
Рис. 10 Сечение фундамента 2-2.
Определение осадки методом послойного суммирования.
Определяем природное давление на уровне подошвы фундамента-
Определяем дополнительное давление на уровне подошвы фундамента -()
Определяем толщину элементарного слоя грунта -
Дальнейший расчёт ведём в табличной форме
Таблица 2.
№ п/п |
Наименование грунта |
, м |
, м |
, кПа |
, кПа |
, кПа |
, кПа |
, м | |||
1 |
Глина(уплотн) |
--- |
0 |
1,178 |
0 |
1 |
550,399 |
14,13 |
2,826 |
144000 |
0,0123 |
0,5 |
0,5 |
0,245 |
0,978 |
538,290 |
25,743 |
5,148 | |||||
1 |
1,5 |
0,883 |
0,783 |
430,962 |
35,935 |
7,187 | |||||
1 |
2,5 |
1,472 |
0,535 |
294,463 |
46,127 |
9,225 | |||||
0,8 |
3,3 |
1,943 |
0,367 |
201,996 |
54,281 |
10,856 | |||||
2 |
Песок (упл.) |
1 |
4,3 |
2,591 |
0,258 |
142,002 |
64,981 |
12,996 |
43000 | ||
1 |
5,3 |
3,121 |
0,190 |
104,578 |
75,681 |
15,136 | |||||
1 |
6,3 |
3,710 |
0,142 |
78,156 |
86,381 |
17,276 | |||||
3 |
Глина |
1 |
7,3 |
4,299 |
0,109 |
59,993 |
106,471 |
21,294 |
51600 | ||
1 |
8,3 |
4,888 |
0,086 |
47,334 |
126,561 |
25,312 | |||||
1 |
9,3 |
5,477 |
0,069 |
37,977 |
146,651 |
29,331 | |||||
1 |
10,3 |
6,066 |
0,058 |
31,923 |
166,741 |
33,348 |
Полученная осадка меньше допустимой осадки, указанной в СНиП.
Рис. 11 Эпюры напряжений в грунте.
Проектирование свайного фундамента.
Определение глубины заложения ростверка, выбор вида, типа свай и посадка свайного фундамента на геологический разрез.
В заданных инженерно-геологических условиях целесообразно применять цилиндрические или призматические сваи, одинакового сечения по длине. Принимаю сваи круглого сечения.
Определяем глубину заложения ростверка - .
Рис. 12 Схема для определения глубины заложения ростверка.
Выполняем посадку свайного фундамента на геологический разрез.
Рис. 13 Схема посадки свайного фундамента на геологический разрез.
Определяем длину сваи -
Принимаю сваю марки : ( длина 9 м , диаметр 35 см)
Определяем несущую способность висячей сваи.
Рис. 14 Схема для определения
где:
-коэффициент условий работы сваи в грунте
- расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи
-площадь опирания на грунт сваи (площадь сечения сваи).
-наружный периметр поперечного сечения сваи
- коэффициент условия работы грунта, соответственно под нижним концом сваи
- коэффициент условия работы грунта по боковой поверхности
- толщинаслоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи. Принимается не более 2-х метров.
- расчётное сопротивлениеслоя грунта основания на боковой поверхности сваи. Определяется в зависимости отпо СНиП ( см. рис. 14).
Определяем нагрузку допускаемую на сваю -
где:
- коэффициент запаса
Определяем количество свай -и конструируем свайный ростверк.
принимаюшт.
где:
- нагрузка поI-ГПС
- нагрузка поII-ГПС
- коэффициент перегрузки