Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки

Вступ

Проектування фундаментів і підпірних споруд здійснюється на основі діючих нормативних документів - СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”, СНиП 2.02.02-85 “Основания гидротехнических сооружений”, СНиП 2.06.07-85 “Подпорные стены ...” та ДСТУ Б В.2.1-2-96 “Грунти. Класифікація”. У загальному випадку всі підпірні стіни можна розділити на масивні, куткові, коміркові, шпунтові, пальові та інші. Стійкість масивних підпірних стін забезпечується переважно за рахунок власної ваги; куткових- власною вагою і вагою грунту, що знаходиться на її гранях.

уп

Основні розміри підпірних стін, як правило, визначається висотою підпору грунту h, який створено природним рельєфом місцевості. В даному розрахунку

h=6,8 м.

Мінімальні розміри поперечних перерізів h_1,h_2,h₃, елементів підпірних стін рекомендується призначати: для бетонних стін - 600 мм, залізобетонних - 100 мм.

h₁= 0,26 м _, h₂ =1,36 м_, h₃ = 0,26м , d=1.9 м.

Основні розміри підпірних стін: загальну висоту h+d, ширину підошви b слід призначати, як правило, кратним 300 мм. Розміри товщини елементів стін h₁, h₂, h₃, b₁, b₂ ,b₃ призначаються кратними 20 мм.

b₁ =1,36м, b₂ = 1,36 м_, b₃ = 0,26м, b=6,0 м.

Вибір варіанта інженерно-геологічних умов здійснюється за останньою цифрою суми двох останніх цифр шифра: шифр 70; 7+0=7; отже варіант інженерно-геологічних умов буде 7.

1.Вхідні дані

Таблиця1.1 -Результати компресійних випробувань грунтів

№ варіанта	№ ІГЕ	Коефіцієнтпористості грунту е при вертикальному тискуР,Мпа
		0,00	0,05	0,10	0,20	0,40	0,60	0,80
1	2	3	4	5	6	7	8	9
7	ІГЕ-2	0,714	0,707	0,699	0,686	0,671	0,662	0,656
	ІГЕ-3	0,505	0,505	0,504	0,501	0,496	0,493	0,491

Таблиця 1.2-Дані інженерно-геологічних вишукувань

№ вар	№	ТовщинаІГЕ,м	Назва грунту за походженням	Граттючетричнин стад грипів (проценпшйвмістчастинок, %)	Фізичні та міцнісні характеристики
	ІГЕ			>10	10-5	5-2	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	<0,005	psг/cм?	p г/cм?	w %	wl %	wp %	?, град	C кПа
7	ЕГЕ-]	7,7	Qd				3,0	9,1	18,9	30,7	20,4	15,7	2,0	0,2	2,68	1,98	26,6			39,0	0,0
	ІГЕ-2	5,7	Qe						1,6	12,7	24,3	21,7	24,0	15,7	2,69	2,15	17,9	26,4	19,0	18,0	6,0
	ІГЕ-3	8,4	Qa			5,9	13,9	23,8	23,9	24,5	8,1				2,67	1,94	29,0			42,9	0,0

Вибір розмірів підпірної стіни та навантаження здійснюється за останньою та передостанньою цифрами шифра (таблиця 1.3).

Таблиця 1.3 -Розміри підпірної стіни

Варіант (остання цифра шифру)	Розміри	Варіант (передостання цифра шифру)	Навантаження на поверхню грунту q, кН/м	Відмітка
	h, м	a, м			поверхні грунтуNL	рівняпід-земних водWL
0	6,8	1,1	7	54	190	186

Таблиця1.4 Характеристики грунту зворотної засипки

№ варіанта (остання цифра шифру)	Назва (різновид) грунту	Фізичні та механічніхарактеристики грунту зворотньоїзасипки
		s, г/см3	, г/см3	w*, %	*I, град
1	2	3	4	5	6
0	пісок крупний	2,68	1,88	7,0 19,6	36,0 29,0

*в чисельнику дається значеня характеристики грунту в природному стані, а в знаменнику- у стані повного водонасичення.

I. Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки

Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки є першим та необхідним пунктом проектування основ і фундаментів споруд. На даному етапі виконується опис всіх інженерно-геологічних елементів (ІГЕ), виявлених під час вишукувань. В процесі опису надаються довідки про геологічний вік грунтів, їх походження. Далі за державним стандартом (ДСТУ Б В.2.1-2-96 “Грунти. Класифікація”) визначаеться клас, група, підгрупа і різновид кожного шару грунту. Оцінка інженерно-геологічних умов будівельного майданчика включає: інженерно-геологічні перерізи, таблиці нормативних і розрахункових характеристик грунтів і висновки про можливість будівництва споруди в даних умовах.

Різновид піщаного грунту встановлюється в залежності від його гранулометричного (зернового) складу і ступеня неоднорідності грунту за гранулометричним складом С_u. Для визначення різновиду піщаного грунту, крім того, необхідно вираховувати похідні фізичні характеристики: коефіцієнт пористості е, ступінь вологості S_r. За коефіцієнтом пористості піски бувають щільні, середньої щільності та пухкі. За коефіцієнтом водо насичення піщані грунти, як і велико-уламкові, бувають мало вологі, вологі і насичені водою.

Різновид глинистого грунту визначається за числом пластичност І_Р, в залежності від якого глинисті грунти діляться на супіски, суглинки і глини, крім того різновид глинистого грунту встановлюється за показником текучості І_L.

ІГЕ-1має 7,7 м. За генетичним типом - це делювіальні (річні) відкладення. Він має такі фізичні характеристики : _s=2,69 г/см³, =2,15 г/см³, w=17,9%,?_n = 18град,С_n= 6кПа.

Верхня і нижня межа пластичності w_{L і}w_р відсутні. Це означає, що число пластичності I_P=0 і грунт належить до незв'язних. Для встановлення різновиду грунту за гранулометричним складом і ступенем неоднорідності С_u розрахунки проводимо в табличній формі.

Розмірфракцій	Граттючетричнин стад грипів (проценпшйвмістчастинок, %)
	>10	10-5	5-2	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	<0,005
Розмірфракцій в ?				3,0	9,1	18,9	30,7	20,4	15,7	2,0	0,2
Сумарнийвмісчастокбільшихвідданогодіаметра, ?	0,0	0,0	0,0	3,0	12,1	31,0	61,7	82,1	97,8	99,8	100,0
Сумарнийвмісчастокменшихвідданогодіаметра, ?	100,0	100,0	100,0	97,0	87,9	69,0	38,3	17,9	2,2	0,2	0,0

Згідно (3,ст.30) грунт належить до піскі впилуватий, оскільки вміст часток більших за 0,1 мм становить понад 61,7%,що менше 75?. За данимисумарноговмістучастокменшихвідданогодіаметрабудуємоінтегральнукривугранулометричного складу грунту одержуємо d₆₀= 0,6, d₁₀=0,1Ступіньнеоднорідності

С_u= d₆₀ /d₁₀ =6

При ступені неоднорідності С_u?3 пісок є неоднорідним.

Вираховуємо коефіцієнт пористості e і ступінь вологості S_r :

;

Згідно (3,ст.36) даний пісок буде середньої щільності.

;?_w=1.

Згідно ( 3, ст.35) даний пісок буде насичений водою.

Висновок: ІГЕ-1 - це пісок пилуватий, неоднорідний,середньої щільності,насичений водою. ІГЕ-2 має товщину 5,7 м. За геологічним типом цей грунт відносить до четвертиной системи,а за генетичним типом - це елювій. Він має такі фізичні характеристики : _s=2,69 г/см³, =2,15 г/см³, w=17,9%, w_L=26,4 _іw_р=19,0. Це означає, що число пластичності I_P=7,4 ? і відноситься до зв'язних грунтів. Згідно ( 3,ст.31) різновид грунту - суглинок, оскільки 7%<I_P<17%.

Вираховуємо показник текучостіІ_L :

;

При І_L= -0,15 згідно (3, ст.33) даний суглинок буде твердий.

Вираховуємо необхідні характеристики e, S_r :

;

;?_w=1.

Висновок: ІГЕ-2 - твердий суглинок.

ІГЕ-3 має товщину 8,4 м. За генетичним типом - це алювіальні (річні) відкладення. Він має такі фізичні характеристики : _s=2,67 г/см³, =1,94 г/см³, w=29%,?_n = 42,9,С_n= 0кПа.

Верхня і нижня межа пластичності w_{L і}w_р відсутні. Це означає, що число пластичності I_P=0 і грунт належить до незв'язних. Для встановлення різновиду грунту за гранулометричним складом і ступенем неоднорідності С_u розрахунки проводимо в табличній формі.

Розмірфракцій	Граттючетричнин стад грипів (процент пшйвміст частинок, %)
	>10	10-5	5-2	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	<0,005
Розмірфракцій в ?			5,9	13,9	23,8	23,9	24,5	8,1
Сумарнийвмісчастокбільшихвідданогодіаметра, ?	0,0	0,0	5,9	19,8	43,6	67,5	92,0	100,1	100,1	100,1	100,1
Сумарнийвмісчастокменшихвідданогодіаметра, ?	100,1	100,1	94,2	80,3	56,5	32,6	8,1	0,0	0,0	0,0	0,0

Згідно (3,ст.30)грунт належить до пісків середньї крупності, оскільки вміст часток більших за 0,25 мм становить понад67,5%,що більше50?.За данимисумарноговмістучастокменшихвідданогодіаметрабудуємоінтегральнукривугранулометричного складу грунту одержуємо d₆₀= 0,56, d₁₀ =0,12 Ступінь неоднорідності С_u= d₆₀ /d₁₀ =4,6. При ступені неоднорідності С_u?3 пісок є неоднорідним. Вираховуємо коефіцієнт пористості e і ступінь вологості S_r :

Згідно (3,ст.36) даний пісок буде середньої крупності.

.

Згідно ( 3 ,ст35) даний пісок буде пухкий і насичений водою.

Висновок:ІГЕ- 3 -це пісок середньої крупності,неоднорідний,пухкий і насичений водою.

1.1 Висновки про інженерно-геологічні умови будівельної ділянки

На будівельній ділянцї інженерно-геологічними вишукуваннями до глибини 21,8 м виявлено три шари грунту (ІГЕ).

ІГЕ-1,товщинаякого становить 7,7м, представлений четвертиною нескельною осадовою уламковою глинистою породою делювіального походження. Цепісок пилуватий неоднорідний середньої щільності і насичений водою.

ІГЕ-2, товщина якого становить 5,7м, представлений четвертиною нескельною осадковою уламковою піщаною породою елювіального походження. Він являє суглинок твердий.

ІГЕ-3 товщина якого становить 8,4 м, представлений четвертиною нескельною осадковою уламковою піщаною породою алювіального походження. , цепісок середньої крупності неоднорідний пухкий насичений водою.

2. Визначення навантажень на фундаменти

2.1 Визначення сили власної ваги стінки- для сили N1

Де -Обэм елемента, -власна вага, центр ваги вертикальної грані стінки, -плече сили відносно т.О.

-Для сили N₂

-Для сили N₃

-Для сили N₄

2.2 Визначення сил від ваги ґрунту на консолях стінки

-Для сили N₅

-Для сили N₆

Об'єм елемента визначається графічно виходячи з площі трикутника збк



Центр ваги прикладення сили знаходиться на перетині медіан трикутника збк. Плече сили відносно т.О,

-Для сили N₇

-Об'єм елемента визначається графічно виходячи з площі трикутника зкс

Плече сили відносно т.О,

-Для сили N₈

-Об'єм елемента визначається аналітично виходячи з площі трапеції

Плече сили відносно т.О,

-Для сили N₉

-Об'єм елемента визначається графічно виходячи з площі трикутника зкс

Плече сили відносно т.О,



3. Визначення активного тиску ґрунту

3.1 Визначення сил тиску на стінувіднавантаження, щорозміщене на поверхні засипки

Рівнодіючі сили горизонтального і вертикального тисків грунту від

навантаження q:

h₁ =(L - WL) - =(190-186)-1,1/tg30,5+tg27,0=3,00 м.

Е_qh2 = р_qh2h₂ =16,66 · 4,7=78,32кН;

Е_qv2 = P_qv2 h₂ =38,3 · 4,7=180,1кН

Точка прикладання рівнодіючих Е_qh1 , Е_qv1 , Е_qh2, Е_qv2знаходиться на поверхні ковзання бс.

Плечі даних сил відносно точки0 встановлюємо графічно. Для сили Е_qh1 , плече е₁₀ =6,1м, Е_qv1- е₁₁ = 0,33 м, Е_qh2 - е₁₂ = 2,36м, Е_qv2 - е₁₃=1,8м.

3.2 Визначення сил активного тиску від грунту засипки

1) Визначення сил активного тиску від грунту засипки, що знаходиться вище рівня грунтових вод.

а) Горизонтальна і вертикальна складові активного тиску визначаються за формулами:

P_ah1 = ·H₁·_a1 =18,44·4· 0,2=14,39кПа;

H₁ =NL - WL =190-186=4 м;

= · g =1,88 · 9,81= 18,44кН/м³;

P_av1 = P_ah1·tg( + ) =33,1кПа.

б) Рівнодіючі горизонтального Е_ah1 і вертикального Е_av1 тисків грунту вище рівня грунтових вод визначаються за формулами:

Е_ah1=P_ah1·Н₁/2 =14,39 · 4/2=28,78кН;

Е_av1 = P_av1 ·Н₁/2 = 33,1·4/2=66,2кН.

Точка прикладання рівнодіючих Е_ah1 і Е_av1 знаходиться на поверхні ковзання вс (точка і).

Плече сили Е_ah1 відносно точки овстановлюємо за форлулою:

е₁₄ =1/3·H₁+H₂ =1/3·4,0+4,7=6,03 м;

H₂=WL - FL =186-181,3=4,7м.

Плече сили Е_av1 відносно точки 0 встановлюємо графічно, е₁₅=0,3 м.

2) Визначення сил активного тиску від грунту засипки, що знаходиться нище рівня грунтових вод.

а) Визначаємо горизонтальну і вертикальну складові:

P`_ah2 = ·H₁·_a2 =18,44·4 · 0,31=22,8кПа;

P<sup>`</sup><sub>av2</sub> = P`_ah2·tg( + ) =38,65кПа;

P``_аh2 = P`_аh2 + _sb·H₂·_a2 =22,8+9,56 ·4,7· 0,31=36,6кПа;

P``<sub>av2</sub> = P``_аh2 ·tg ( +) =62,2кПа.

б) Рівнодіючі горизонтального Е_ah2і вертикального Е_av2 тисків грунту засипки нижче рівня грунтових вод визначаються за формулами:

139,56кПа.

236,9кПа.

Точка прикладання рівнодіючих Е_ah2 і Е_av2 знаходиться на поверхні ковзання бс (точка н).

Плече сили Е_ah2 відносно точки О встановлюємо за формулою

е₁₆ =2,17 м

Плече сили Е_av2 відносно точки 0 встановлюємо графічно, е₁₇ =1,9 м.

3.3 Визначення сил пасивного тиску грунту

а) Горизонтальна складова пасивного тиску Р_ph визначається за формулою:



б) Рівнодіюча пасивного тиску E_ph визначається за формулою:

E_ph =133,5кПа.

Плече сили Е_ph відносно точки 0,е_p= 0,63м.

Визначення сил на підпірну стіну від дії води

Визначення зважуючої сили води (Архімедової сили)

Зважуюча сила води знаходиться за формулою:

= _w · V_ст =10·6,318=63,18кН;

.

V₀-об'єм стіни, що знаходиться між верхньою горизонтальною площею об'ємаV₃ і площиною, яка проходить на рівні відмітки води з нижньої сторони стіни, V₀ = 0,71 м³ (встановлюємо графоаналітичним методом )

Точка прикладання сили Ф₁ знаходиться в т.0.

Визначення сил гідростатичного тиску води

а) Інтенсивність гідростатичного тиску визначається за формулою

F_h1 = _w · z =10*2,8=28кН ;

z = WL-(FL + d) =186-(181,3+1,9)=2,8м.

E_h1 = ·1.0 =39,2 ;

Плече сили Е_h1 відносно точки 0:

е₁₈ = 1/3 · z + =1/3*2,8+1,9=2,8 м.

E_h2 = F_h1 · d =28* 1,9=53,20кН.

Плече сили E_h2 відносно точки 0

0,95м.

Вертикальну складову Е_v сили гідростатичного тиску, а також її плече визначаємо графоаналітичним методом Е_v = 5,8кН; е₂₀ =0,4 м.

Результати розрахунків записуємо в таблицю 2.2.

Нормальні крайові напруження, що діють по підошві стіни, визначаються за формулою:

Р_{max, min}= _{1, 11} / А М_{1, 11} / ,

де А-площа підошви стінки на 1 п. м. А = 6,0 м²; W-момент опору підошви стінки, = l · в²/6 = 1*6,0²/6= 6,0 м³; _{1, 11} - сума вертикальних навантажень, взятих для розрахунків за першою або другою групою граничних станів ( див. табл.2.2.)_1,11 - сума моментів всіх сил відносно нейтральної осі підошви (т.0.)

За першоюгрупоюграничнихстанів :

Р_max.,min =953.9/6,0±550.1/6.0=158.98±91.68 кПа.Р_max = 250,7кПаР_min= 67,3кПа.

За другою групою граничних станів:

Р_max.,min =912.4/6.0±360.9/6.0=152,07±60,15кПа. Р_max= 212,2кПа Р_min= 91,9кПа .

Навантаження, що діють на стінку і на її основу (експлуатаційний випадок)

Таблиця 2,2

Вид навантаження	Формула визначення	Нормативне і розрахун-ковенавантаження для розрахунків за деформа-ціями (ІІ групаграничнихстанів) Nn=NII, кН	Коефіцієнтнадійності для навнтаженняgf	Розрахунковенавантаження для розрахунків за несучоюздатністю (І групаграничнихстанів) N1=gf NII, кН	Плечі сил відноснонейтральноїосіпідошви,м т.0	Момент сил відноснонейтральноїосіпідошви, кН ? м т.0
		вертикальне	горизонтальне		вертикальне	горизонтальне		І Група	ІІ Група
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Власна вага стіни	N1 =?? ·V1	148,6	---	1,1	163,5	---	1,17	-191,7	-174,3
------//-------	N2 =?? ·V2	27,5	---	1,1	30,3	---	2,17	-65,6	-59,7
------//-------	N3 =?? ·V3	46,2	---	1,1	50,9	---	0,96	-48,8	-44,4
------//-------	N4 =?? ·V4	66,4	---	0,9	59,8	---	0,99	59,1	65,7
Вага грунту на консолях	N5 =?sb ·V5	14,2	---	1,15	16,3	---	2,21	-35,9	-31,2
------//-------	N6 = ? · V6	34,7	---	1,15	39,9	---	0,51	-20,3	-17,7
------//-------	N7 =?sb · V7	7,9	---	1,15	9,1	---	0,45	-4,1	-3,6
------//-------	N8 =?sb · V8	54,4	---	0,9	48,9	---	0,76	37,2	41,3
------//-------	N9 = ?sb ·V9	14,0	---	0,9	12,6	---	1,7	21,3	23,7
Силитискувіднавантаження	Еqh1=Pqh 1·h1	---	31,6	1,15	---	36,3	6,1	-221,6	-192,7
------//-------	Еqh2=Pqh2? h2	---	78,3	1,15	---	90,1	2,36	-212,6	-184,8
------//-------	Еqv1= Pqv1 ·h1	72,6	---	1,15	83,5	---	0,33	-27,6	-24,0
-----//-------	Eqv2= Pqv2?h2	180,1	---	1,15	207,1	---	1,8	372,8	324,2
Сили активного тискузасипки	Еah1 = Pah1·Н1/2	---	28,8	1,15	---	33,1	6,0	-199,7	-173,7
------//-------	Еav1 = Pav1 ·Н1/2	66,2	---	1,15	76,1	---	0,3	-22,8	-19,9
------//-------	Еah2 = P`аh2++P``аh2) / 2· Н2	---	139,6	1,15	---	160,5	2,17	-347,8	-302,5
------//-------	Еav2 = (P`аv2+P``аv2) / 2· Н2	236,9	---	0,9	213,2	---	1,9	405,1	450,2
Силипасивноготиску грунту	Eph = 1 /2 · Ррh·d	---	133,5	0,9	---	120,1	0,63	76,1	84,5
Зважуючісили	? = ?w · Vст	-63,18	---	1	-63,2	---	0	0,0	0,0
Силигідростатично-готиску	Eh1 = 1/2 ·Fh 1· z	---	28	1	---	28,0	2,8	-79,3	-79,3
------//-------	Eh2 = Fh1?d	---	53,2	1		53,2	0,95	-50,5	-50,5
------//-------	Еv	5,8	---	1	5,8	---	0,4	-2,3	-2,3
		912,4			953,9			-550,1	-360,9

4. Розрахунокоснови за несучоюздатністю

В основі залягають супісок пластичнийз характеристиками:

- Кут внутрішнього тертя =arctg(tg(21/1.25))

- Питоме зчеплення

- Питома вага ґрунту у зваженому водою стані,

Середнє напруження по підошві стінки максимальне напруження (при розрахунках значення приймається для першої групи граничних станів).

Розв'язання:

Визначаємо величину критерії:

Для супіску умова не виконується, тому необхідно розрахувати стійкість стіни як за схемою площинного, так і за схемою змішаного зсуву.

1. Розрахунок стійкості стіни за схемою площинного зсуву.

Перевіримо виконування умови

(3.1)

де зрушуючи сила F визначається за формулою:

Значення сил гранично опору визначаємо за формулою:

Умова стійкості виконується.

Розрахунок стійкості стіни за схемою змішаного зсуву. Значення зрушуючи сил визначаємо таким чином, як і при розрахунках за схемою плоского зсуву,

Значення сил граничного опору визначається за формулою. Для визначення величин дотичних напружень при різних кутах відхилення б, рівнодіючої зовнішніх сил, розрахунки ведемо в табличній формі, використовуючи формули та таблицю [2] ст, 34-35

(3.2)

(3.3)

(3.4)

Визначення сил граничного опору на ділянці зсуву з випором

Таблиця 3.1

?'	00?1	0.1?1	0.3?I	0.5?I	0.7?I	0.9?I
	0	1,707126	5,121379	8,535631	11,9499	15,364
N?	1,84555	1,70935	1,39725	1,06035	0,7218	0,3859
Nс	15,65	15,009	13,66	12,207	10,598	8,6174
Ng	4,7964	4,5991	4,1838	3,73715	3,24225	2,63415
Ru,кH/м	1937,2	1828,5	1587,5	1327,7	1056,6	762,0
cos?'	1,0	1,000	0,996	0,989	0,978	0,964
sin?'	0,0	0,030	0,089	0,148	0,207	0,265
?,кПа	270,3	254,5	218,7	179,9	139,4	96,1
?lim,кПа	0	7,9	20,5	28,6	31,7	29,3

За даними двох останніх рядків несучої здатності

.

за середнім значенням напружень встановлюємо розрахункове значення граничних і дотичних напружень , яке застосуємо для визначення сили опору .

Крім того, визначаємо розрахункове значення довжини ділянок підошви споруди, на яких виникають зсув з випаром та площинний зсув . Значення визначаємо і встановлюємо в залежності від коефіцієнта зсуву .

При , У нашому випадку при , 52 звідки

Підставляємо значення і , знаходимо силу опору у випадку змішаного зсуву.

Підставляємо одержане значення, перевіряємо стійкість стіни за схемою змішаного зсуву.

,кПаУмова невиконується.

Розрахунки деформацій підпірної стіни

Загальні положення

Розрахунок основ за деформаціями згідно із (1 ст.9) виконується виходячи з умови:

S S_u(4.1)

де S - сумісна деформація основи і споруди, яка визначається розрахунком у відповідності до обов'язкового додатку 2 до СНиП 2.02.01-83; S_u - граничне значення сумісної деформації основи і споруди.

Осідання основи S з використанням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого напівпростору визначається методом пошарового підсумування за формулою:

S = (_zpih_i/E_i) (4.2)

де - безрозмірний коефіцієнт, який дорівнює 0,8; _zpi - середнє значення додаткового вертикального нормального напруження в i-му шарі грунту; h_i та E_i - відповідно товщина та модуль деформацій i-го розрахункового шару грунту; i - кількість шарів, на які розбивається основа.

Отже при проектуванні основ і фундаментів необхідно забезпечити, щоб осідання або крен фундаменту споруди, які визначались розрахунками були менші за гранично допустимі значення встановленні додатком 4 [2].

4.1. Визначення осідання фундаменту методом пошарового підсумування

Визначаємо товщину розрахункового шару h_і = 0,4·b =0,4·6,9=2,76 м. Ділимо грунт основи на розрахункові шари.

?=2*z/b ( 4.3)

Тиск (природні напруження) на нижній межі 1-го розрахункового шару:

( кПа) (4.4)

Тиск на нижній межі 2-го розрахункового шару :

, і т.д. (4.5)

Після розрахунків креслимо епюру зміни природніх напружень з глибиною.

Перевіряємо тиск під підошвою підпірної стіни

Р=?N_ІІ/А? RкПа; (4.6)

P_maх= ?N_ІІ/А + ?N_ІІ/W ? 1,2RкПа; (4.7)

P_min ? 0кПа; (4.8)

Дійсний розрахунок опору визначаємо за формулою:

?c1,?c2 - коефіцієнти умов роботи ,приймаємо з таблиці 6.4 методичних вказівок.

k=kz=1;b - ширина підошви;d₁ = d =2,2 м;

M?,Mq,Mc - коефіцієнти несучої здатності, які приймаються з таблиці 6.3 методичних вказівок.

= 148,0кПа;

Р=135,6 ? 148,0 = R;

Pmaх = 168,5 ? 1,2R = 177,7кПа;

Pmin = 102,8> 0;

Умова виконується.

4.2 Визначення осідання фундаменту методом пошарового підсумування

1.Визначаємо товщину розрахункового шару:

h_i ? 0,4 * b = 2,76 м; (4.10)

2.Вираховуємо природнє напруження від власної ваги ґрунту:

Питома вага ґрунту приймається з урахуванням архімедової сили.

?_II - значення, що розраховуємо для ґрунту в якій лежить основа підпірної стінки._.

кПа

Тиск (природні напруження) в нижній межі 1-го шару:

кПаі.так далі

Після розрахунків креслимо епюру .

3.Визначаємо додаткові напруження в грунті від зовнішнього навантаження, які створюється підпірною стіною за формулою :

(4.11)

;

Коефіцієнт а знаходимо за таб.значенькоеф.а., за показником

(4.12)

де z - відстань від підошви фундаменту до нижньої межі шару, в якому визначається напруження.

4. Визначаемо модуль деформації грунтудляшару ІГЕ за даними компресійних випробувань.

Компресфйна крива грунту ІГЕ- 2

Для ІГЕ-2;

?₁=0,045мПа ; е₁=0,647

?₂=0,145мПа ; е₂=0,642

m=(е₁- е₂ )/ (?₂- ?₁)=(0,647-0,642)/(0,145-0,045)= 0,05мПа;

Е₂ =(1+е₀/m)*0.8=(1+0,65/0,05)*0,8=26,3мПа

Компресійна крива грунту ІГЕ-3

Для ІГЕ-3;

?₁=0,136мПа ; е₁=0,6

?₂=0,183мПа ; е₂=0,597

m=(е₁- е₂ )/ (?₂- ?₁)=(0,6-0,597)/(0,183-0,136)= 0,064 мПа^-1;

Е₃ =(1+е₀/m)*0.8=(1+0,609/0,064)*0,8=20,01мПа.

5. Розраховуємо осідання кожного шару грунту та загальне осідання, яке дорівнює сумі осідань розрахункових шарів за формулою

S = (_zpih_i/E_i) (4.13)

Сумарне осідання дорівнює =0,037 м.

Згідно правил влаштування і безпечної експлуатації вантажно-підйомних кранів допустима різниця відміток становитьS_і=0,037 м. Отже згідно умови (6.1) із СніП 2.02.01-83 S=0,37<1,5= S_u.

Результати обрахунків зводимо в таблиці 4.1.

Таким чином умова виконується

фундамент споруда будівельний

Пошарове підсумування осідання фундаменту

№ ІГЕ	Різновид грунту	ТовщинаІГЕ,м	Питомавага,?, кН/м?	Модуль деформації,Е,кПа		z,м	?=2z/b	?	?zp кПа	?zg кПа	?zp?zg кПа	?zp кПа	h,м	Sі,см
2		4,1	10,1	26,3		0	0	1	113,4	22,3	5,093
						2,76	0,80	0,881	99,9	50,2	1,99	106,6	2,76	0,90
						4,1	1,19	0,755	85,6	63,7	1,34	92,7	1,34	0,38
3		7,4	10,4	20,01		5,52	1,60	0,642	72,8	78,6	0,93	79,2	1,42	0,34
						8,28	2,40	0,477	54,1	107,4	0,50	63,4	2,76	0,53
						11,04	3,20	0,374	42,4	136,2	0,31	48,2	2,76	0,41
						13,8	4,00	0,306	34,7	165,0	0,21	38,6	2,76	0,32
						16,56	4,80	0,258	29,3	193,8	0,15	32,0	2,76	0,27
														3,14

Література

1. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.

2. СНиП 2.02.02-85 Основания гидротехнических сооружений.

3. ДСТУ Б В.2.1-2-96 Ґрунти. Класифікація.

Размещено на Allbest.ru