Механика грунтов

инженерный геологический строительство грунт.

Исходные данные Номер варианта геологических условий — 4.

Место строительства: г. Челябинск Номера грунтов: 7, 17.

Таблица Рис.

1. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства.

1.1 Определение классификационных показателей и физико-механических свойств грунтов.

Суглинок пылеватый серый:

— удельный вес сухого грунта.

=14,12 кН/м³ (1.41 г/см³).

— коэффициент пористости.

=0.89 доли ед.

е?1 — поэтому делаем вывод, что грунт средней плотности, нужно уплотнять.

— пористость грунта.

=0,47 доли ед.

— полная влагоемкость.

=0,33 доли ед.

где г_w=10 кН/м³ — удельный вес воды.

— степень влажности.

=0,94 доли ед.

— удельный вес с учетом взвешивающего действия воды.

кН/м³.

— коэффициент относительной сжимаемости.

где н — коэффициент Пуассона, для суглинков н=0,35.

=0,062 МПа^-1.

— число пластичности.

=0,36−0,22=0,14 доли ед.: грунт — суглинок.

— показатель текучести.

=0,64 доли ед.: суглинок мягкопластичный.

1.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания.

Суглинок: а) — суглинок мягкопластичный;

б) E=10 000, m_v=0,062 МПа^-1 m_v<0,1 МПа^-1 грунт среднесжимаемый;

в) Для Челябинска определяем по карте нормативную глубину промерзания: 1,5 м. Расстояние от УГВ до границы промерзания: сильно пучинистый грунт.

Нормативная глубина промерзания — 1,5 м.

Принимаем глубину заложения фундамента d=1,5+0,3=1,8 м.

Размеры подошвы фундамента 7,0 м х 4,0 м.

Определяем расчетное сопротивление грунта R по методике СНиП 2.02.01−83:

г_с1 — коэффициент условий работы; г_с1=1,1 для суглинка, г_с2 — коэффициент условий работы; г_с2=1,0.

М_г=0,39 — коэффициент при угле внутреннего трения ц=17 (суглинок) М_q=2,57 — коэффициент при угле внутреннего трения ц=17 (суглинок) М_c=5,15 — коэффициент при угле внутреннего трения ц=17 (суглинок).

k_z=1,0 — коэффициент при ширине подошвы фундамента < 10 м.

b=4м — ширина подошвы фундамента г_II — осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих под подошвой фундамента.

г'_II — осредненное значение удельного веса грунтов, залегающего выше подошвы фундамента.

d — глубина заложения фундамента.

d=1,8 м с_II— расчетное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента; с_II=12 (для суглинка). Расчетное сопротивление грунтов на глубине заложения подошвы фундамента:

кПа.

кН/м³.

кН/м³.

Расчетное сопротивление грунтов на отметках выше и ниже их границ на 0,5 м.

кПа.

кН/м³.

кН/м³.

Рис.

Грунтовые условия строительной площадки представлены следующими инженерно-геологическими элементами:

Суглинок мягкопластичный, мало сжимаемый, водонасыщенный, обладающий высокой степенью пучинистости (необходимо учитывать при проектировании и строительстве, требуется применение методов для уплотнения). Мощность слоя от 8,0 до -4,0 м.

Сланец, горная порода. Мощность слоя от -4,0 до -4,3 м.

Для производства строительных работ требуется обеспечить водопонижение, например, с помощью иглофильтров.

инженерный геологический строительство грунт.

2. Определение осадки фундамента.

Принимаем:

P_II=R=138,1 кПа.

Принимаем размеры подошвы фундамента 74 м. Следовательно, площадь фундамента составит 28 м².

Находим мощность элементарного слоя:

Коэффициент принимаем по табл. 1 прил. 2 СНиП 2.02.01−83 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента =l/b и относительной глубины =2z/b.

Форма подошвы фундамента — прямоугольная.

Соотношение сторон прямоугольного фундамента =l/b=1,75.

Определяем вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента _zg и дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки _zг.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента _{zg 0} при планировке срезкой определится по формуле:

_{zg 0}=d.

где ^/ — удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d — глубина заложения фундамента.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта _zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле:

где _i и h_i — удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле: _{zp i}=бp_II.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

где =0,8-безразмерный коэффициент;

h_i и Е_i— соответственно толщина и модуль деформации i-гo слоя грунта;

nчисло слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=H_с там, где _zp<=0,5_zg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше 7000 кПа.

Результаты расчета сведены в таблицу:

Таблица 1.

S_r=УS_r=0.03м=3,0 см Осадка фундамента 3,0 см меньше предельно допустимой осадки фундаментов .

Мощность сжимаемого слоя: Н_с=5,0 м.

Рис.

3. Определение несущей способности основания.

СНиП 2.02.01−83 рекомендует определять вертикальную составляющую предельной силы, действующей на основание, сложенное нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, по формуле:

Произведем проверку выполнения условия:

где.

F_u — сила предельного сопротивления основания, F_u=N_u;

F — расчетная нагрузка на основание, F =R*А;

_с — коэффициент условий работы, принимаемый для песков пылеватых, а также пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии _с = 0,9;

_n — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,15 для зданий и сооружений II класса.

Кн Данное условие не выполняется. Требуется изменение глубины заложения фундамента, либо изменение размеров фундамента, либо применение методов для усиления грунта.

Список использованной литературы.

1. СНиП 2.02.01−83*. Основания зданий и сооружений / Минстрой России. М., 1996. 48с.

2. ГОСТ 25 100–95. Грунты. Классификация. / Минстрой России. М., 1996. 32с.

3. Механика грунтов. Ч.1. Основы геотехники в строительстве: Учебник / Авторы: Б. И. Далматов, В. Н. Бронин, В. Д. Карлов, Р. А Мангушев, И. И. Сахаров, С. Н. Сотников, В. М. Улицкий, А. Б. Фадеев; Под ред. почетного члена Российской академии архитектуры и строительных наук, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. Наук, профессора Б. И. Далматова. — М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 2000. — 204с.

4. .