Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства

Вычисляем необходимые показатели свойств и состояния грунтов по приведенным в Таблице 3 исходным характеристикам.

Слой 2 – суглинок

Число пластичности: ;

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Показатель текучести: ;

По показателю текучести суглинок находится в тугопластичном состоянии (ГОСТ 25100-95). Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

;

Вычислим условное расчетное сопротивление грунта R_усл для условной ширины подошвы фундамента b=1м и глубины d_i, соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

По формуле (5.7) СП 22.133330.2011:

d_b – глубина подвала. Т.к. подвал отсутствует, то d_b=0;

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для суглинка полутвердого

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта и непосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для по Таблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ; .

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 2м – для верхнего слоя грунта.

d_w=0, 9 – уровень поверхностных вод (УПВ)

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем .

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 2 по ГОСТ 25100-95 – суглинок мягкопластичный; грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (, ).

Слой 3 – суглинок

Число пластичности: ;

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Показатель текучести: ;

По показателю текучести суглинок находится в мягкопластичном состоянии (ГОСТ 25100-95). Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

;

Толщина слоя 2 от поверхности планировки по А-5 h₁= 5, 42м.

Для определения условного расчетного сопротивления грунта R_усл. примем условные размеры фундамента и глубины , соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для суглинка текучепластичного;

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта и непосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для по Таблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ; .

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 5, 42м – для верхнего слоя грунта.

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 3 по ГОСТ 25100-95 – суглинок текучепластичный; грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (, ).

Слой 4 – пески среднезернистые

Плотность сухого грунта: ;

Пористость: ;

Коэффициент пористости: ;

Коэффициент водонасыщения:

Расчетные значения удельного веса и удельного веса твердых частиц:

;

;

.

Удельный вес суглинка, расположенного ниже УПВ, с учетом взвешивающего действия воды:

Для определения условного расчетного сопротивления грунта R_усл. примем условные размеры фундамента и глубины , соответствующей расстоянию от поверхности планировки до кровли каждого слоя грунта.

; . – коэффициенты, принимаем по Таблице 5.4 СП 22.133330.2011 для песков среднезернистых

- коэффициент, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта и непосредственными испытаниями.

- коэффициент, равный единице при .

Для по Таблице 5.5 СП 22.133330.2011:

; ; .

- расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

Удельный вес грунта выше подошвы фундамента до глубины принимаем без учета взвешивающего действия воды , а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины и ниже подошвы фундамента, принимаем .

Условно расчетное сопротивление грунта:

Полное наименование грунта слоя 4 по ГОСТ 25100-95 – пески среднезернистые. Грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (, ).

Результаты вычислений для всех слоев представлены в Таблице 7.

Таблица 7

Заключение

В целом, площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с уклоном в сторону скважины 3. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов. Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0, 9 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в суглинке, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована. При производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований:

- фундамент мелкого заложения на естественном основании – суглинке;

- фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания);

- свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай могут служить пески среднезернистые (слой 4).

Следует предусмотреть срезку и использование почвенно-растительного слоя при благоустройстве и озеленении застраиваемого участка (п.1.5 СП 22.13330.2011).

Расчет и проектирование варианта фундамента на естественном основании

Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412-2/77 под колонну, расположенную по осям Ж-5.

Определяю глубину заложения фундамента с учетом трех факторов:

Первый фактор – учет глубины сезонного промерзания грунта. Грунты основания пучинистые, поэтому глубина заложения фундамента d от отметки планировки DL должна быть не менее расчетной глубины промерзания.

Для t_вн = 5°С и грунта основания, представленного суглинком по 5.5 СП 22.13330.2011:

– величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0, 23 м

безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01

K_h = 0, 8 – коэффициент, принят как уточненный при последующем расчете в соответствии с Таблицей 5.2 СП 22.13330.2011.

Второй фактор – Учет конструктивных особенностей здания. Для заданных размеров сечения двухветьевой колонны 1400х600мм и необходимой глубины ее заделки в стакан минимальный типоразмер высоты фундамента . Таким образом, по второму фактору требуется .

Третий фактор – инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки. С поверхности на большую глубину залегает слой 2, представленный достаточно прочным малосжимаемым суглинком (R_усл = 247.716 кПа). Подстилающие слои 3 и 4 по сжимаемости прочности не хуже среднего слоя. В эти условиях, учитывая высокий УПВ, глубину заложения подошвы фундамента целесообразно принять минимальную, однако достаточную из условий промерзания и конструктивных требований.

С учетом всех трех факторов принимаем глубину заложения от поверхности планировки DL , . Абсолютная отметка подошвы фундамента FL составляет 95, 08: в самой низкой точке рельефа заглубление в несущий слой 2 от отметки природного рельефа составляет 95.6– 95, 08=0, 52 м > 0.5 м.

Площадь подошвы фундамента определяем по формуле:

где - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах.

Принимаю фундамент ФД 12-2 с размерами подошвы , , , , ; объем бетона .

Расчетные значения веса фундамента и грунта на его уступах:

Все нагрузки, действующие на фундамент, приводим к центру тяжести подошвы:

Максимальное , минимальное и среднее давления на грунт под подошвой фундамента:

Уточняем расчетное сопротивление R для принятых размеров фундамента (, , ):

Так как грузоподъемность мостового крана отношение проверять не требуется.

Все условия ограничения давлений выполнены.

Эпюра контактных давлений на подошве фундамента