Расчетные характеристики грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

1. Исходные данные

1.1 Состав и объем инженерно-геологических изысканий

2. Анализ грунтовых условий строительной площадки

2.1 Определение основных физико-механических свойств грунтов

2.2 Расчетные характеристики грунтов (таблица и геологический разрез)

3. Заключение о грунтовых условиях площадки

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

4. Расчет напряжений от собственного веса грунта

5. Определение расчетного сопротивления грунта, проверка давления на грунты основания

Список литературы

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

грунт сопротивление площадка строительный

1. Исходные данные

1.1 Состав и объем инженерно-геологических изысканий

Строительная площадка № 6 размером 82*22 м. Поверхность площадки имеет абсолютные отметки - 108,0…109,0 м с небольшим уклоном на юго-восток. На площадке пробурены 3 скважины глубиной 15м. Абсолютные отметки устьев скважин:

Скв.№1 - 108,70м

Скв.№2- 108,60м

Скв.№3- 108,10м

Поверхность площадки - насыпной грунт толщиной 1.,0…1,1м

С глубины 1,1 насыпной грунт подстилает песок серый (ИГЭ-1), толщиной слоя 1,1…1,9 м

Ниже, с глубины 2,5…3,0м залегает песок серый (ИГЭ-2) толщиной слоя 0,4…1,0м. Уровень подземных вод встречен на глубине 2,9…3,5м (абс.отметки 104,9…105,8м) от поверхности. ИГЭ-2 служит водонесущим слоем.

Супесь желтая (ИГЭ-3) встречена на глубине 6,0…6,3 м, толщиной слоя 1,5…2,6м.

Ниже, с глубины 6,0…6,3м залегает глина коричневая (ИГЭ-4). Толщина слоя 3,7…4,0м. Служит водоупором.

Основанием геологического разреза с глубины 9,9…10м является песок желтый толщиной слоя 5,0…5,1м.

2. Анализ грунтовых условий строительной площадки

2.1 Определение основных физико-механических свойств грунтов

(ИГЭ-1) По литологическому описанию: песок серый

Гранулометрический состав грунта:

Гранулометрический состав грунта, %
размер частиц d, мм
гравийные	песчаные	пылеватые	глинистые
>5.0	5.0-2.0	2.0-1.0	1.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	0.005-0.001	>0.0001
0	1	1	20	25	20	28	3	1.5	0.5	0

Содержание частиц:

d >2 мм 0+1=1% <25%

d > 0,5мм 0+1+1+20=22% < 50%

d > 0,25мм 0+1+1+20+25=47% < 50%

d > 0,1мм 0+1+1+20+25+20=67% < 75%

Поскольку содержание частиц d > 0,1мм менее 75%, следовательно, грунт - песок пылеватый.

Плотность сухого грунта:

pd = 1,8/1+0,12 = 1,61 г/см3

Коэффициент пористости:

e = 2,65/1,61 - 1 = 0,645

По таблице 2.2 устанавливаем, песок - средней плотности 0,6 ? e ? 0,8

Степень водонасыщения:

Sr = 2,65*0,12/1*0,645 = 0,49

0 < Sr ? 0,5 песок малой степени водонасыщения (маловлажный)

Грунт находится выше уровня подземных вод, поэтому вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

Модуль общих деформаций E=7,95 Мпа (Исходные данные)

По СП 2.02.01-83:

удельное сцепление сn = 4кПа (табл.2.9)

угол внутреннего трения цn = 30град. (табл.2.9)

модуль деформации En = 18 Мпа (табл.2.9)

расчетное сопротивление R0 = 250 кПа (табл.3.1)

Вывод: рассматриваемый грунт - песок пылеватый, средней плотности, малой степени водонасыщения (маловлажный), с прочностными и деформационными характеристиками сn = 4кПа; цn = 30град.; E=7,95 Мпа. По степени морозоопасности (ГОСТ 25100-95, табл.Б.27) относится к практически непучинистым с относительной деформацией пучения еfh ? 0,01.

(ИГЭ-2) По литологическому описанию: песок серый

Гранулометрический состав грунта

Гранулометрический состав грунта, %
размер частиц d, мм
гравийные	песчаные	пылеватые	глинистые
>5.0	5.0-2.0	2.0-1.0	1.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	0.005-0.001	>0.0001
0	1	1	20	25	20	28	3	1.5	0.5	0

Содержание частиц:

d>2 мм 0+0=0% <25%

d> 0,5мм 0+0+2+18=20% < 50%

d> 0,25мм 0+0+2+18+27=47% < 50%

d> 0,1мм 0+0+2+18+27+18=65% < 75%

Поскольку содержание частиц d> 0,1мм менее 75%, следовательно, грунт - песок пылеватый.

Плотность сухого грунта:

pd = 2/1+0,25 = 1,6 г/см3

Коэффициент пористости:

e = 2,66/1,6 - 1 = 0,663

По таблице 2.2 устанавливаем, песок - средней плотности 0,6 ? e ? 0,8

Степень водонасыщения:

Sr = 2,66*0,25/0,663*1 = 1,0

0,8 < Sr ? 1,0 песок насыщен водой

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

Ysb = 26,6-10/1+0,663 = 9,98 кН/м3

Модуль общих деформаций E=7,8 Мпа (Исходные данные)

По СП 2.02.01-83:

удельное сцепление сn = 4кПа (табл.2.9)

угол внутреннего трения цn = 30град. (табл.2.9)

модуль деформации En = 18 Мпа (табл.2.9)

расчетное сопротивление R0 = 100 кПа (табл.3.1)

Вывод: рассматриваемый грунт - песок пылеватый, средней плотности, насыщен водой, с прочностными и деформационными характеристиками сn = 3,8кПа; цn = 29град.; E=7,8Мпа. По степени морозоопасности (ГОСТ 25100-95, табл.Б.27) относится к сильно пучинистым с относительной деформацией пучения еfh > 0,07.

(ИГЭ-3) По литологическому описанию: супесь желтая

Число пластичности:

IP= 21-15 = 6%

Содержание песчаных частиц 2--0,05мм составляет 93%, что больше 50%, следовательно, супесь - песчанистая.

Состояние грунта по показателю текучести:

IL = 0,27-0,15/0,06 = 2; следовательно супесь - текучая (IL>1)

Плотность сухого грунта:

pd = 2,08/1+0,27 = 1,63 г/см3

Коэффициент пористости:

e = 2,67/1,63- 1 = 0,638

Степень водонасыщения:

Sr = 2,67*0,27/1*0,638 = 1,13

Так как коэффициент водонасыщения Sr >0,8, то, по предварительной оценке данный грунт является непросадочным.

Коэффициент пористости грунта при влажности на границе текучести:

eL = 0,21*2,67/1 = 0,56

Коэффициент просадочности:

ISS = 0,56 - 0,638/1+0,638 = - 0,05 следовательно грунт является ненабухающим

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды:

Ysb = 26,7-10/1+0,638 = 10,19 кН/м3

Расчетное сопротивление грунта для предварительного определения размеров подошвы фундамента (СП 50-101-2004, стр.116, табл. Д3, Прил.Д)

e	IL = 0	IL = 1	IL = 2
e1 = 0,5	R1,0 = 300	R1,1 = 300
e = 0,638			e =
e2 = 0,7	R2,0 = 250	R2,1 = 200

R0 (e = 0,638; IL = 2) = e2 - e/ e2 - e1 *{(1- IL)* R1,0 + IL* R1,1} + e - e1/ e2 - e1 *{(1- IL)* R2,0 + IL* R2,1} = 0.7-0.638/0.7-0.5 * {(1-2)* 300 + 2* 300} + 0.638-0.5/0.7-0.5 * {(1-2)* 250+ 2* 200}= 196,5 кПа

Модуль общих деформаций: E=13,6 Мпа (Исходные данные)

По исходным данным:

удельное сцепление сn = 13кПа

угол внутреннего трения цn = 24град.

модуль деформации En = 13,6 Мпа

расчетное сопротивление R0 = 196,5 кПа (СП 2.02.01-83 табл.3.2)

Вывод: рассматриваемый грунт - супесь - песчанистая, текучая, непросадочная, ненабухающая, с прочностными и деформационными характеристиками сn = 13кПа; цn = 24град.; E=13,6 Мпа.

(ИГЭ-4) По литологическому описанию: глина коричневая

Число пластичности:

IP= 44-24 = 20%

Содержание песчаных частиц 2--0,05мм составляет 13%, что больше 50%, следовательно, глина - легкая пылеватая.

Состояние грунта по показателю текучести:

IL = 0,19-0,24/0,20 = -0,25; следовательно глина - твердая (IL<0)

Плотность сухого грунта:

pd = 2,01/1+0,19 = 1,69 г/см3

Коэффициент пористости:

e = 2,74/1,69- 1 = 0,62

Степень водонасыщения:

Sr = 2,74*0,19/1*0,62 = 0,84

Так как коэффициент водонасыщения Sr >0,8, то, по предварительной оценке данный грунт является непросадочным.

Коэффициент пористости грунта при влажности на границе текучести:

eL = 0,44*2,74/1 = 1,21

Коэффициент просадочности:

ISS = 1,21-0,62/1+0,62 = 0,36>0,3 следовательно грунт является ненабухающим.

Грунт находится ниже уровня подземных вод и является водоупором, поэтому удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

Модуль общих деформаций: E=16,4 Мпа (Исходные данные)

По исходным данным:

удельное сцепление сn = 68кПа

угол внутреннего трения цn = 20град.

модуль деформации En = 16,4 Мпа

расчетное сопротивление R0 = 500 кПа (СП 2.02.01-83 табл.3.2)

Вывод: рассматриваемый грунт - глина - легкая пылеватая, твердая, непросадочная, ненабухающая, с прочностными и деформационными характеристиками сn = 68кПа; цn = 20град.; E=16,4 Мпа.

(ИГЭ-5) По литологическому описанию: песок желтый

Гранулометрический состав грунта

Гранулометрический состав грунта, %
размер частиц d, мм
гравийные	песчаные	пылеватые	глинистые
>5.0	5.0-2.0	2.0-1.0	1.0-0.5	0.5-0.25	0.25-0.10	0.10-0.05	0.05-0.01	0.01-0.005	0.005-0.001	>0.0001
0	1	1	20	25	20	28	3	1.5	0.5	0

Содержание частиц:

d>2 мм 0+4=4% <25%

d> 0,5мм 0+4+3+20=27% < 50%

d> 0,25мм 0+4+3+20+24=51% < 50%

d> 0,1мм 0+4+3+20+24+30=81% < 75%

Поскольку содержание частиц d> 0,1мм более 75%, следовательно, грунт - песок средней крупности.

Плотность сухого грунта:

pd = 1,99/1+0,12 = 1,78 г/см3

Коэффициент пористости:

e = 2,64/1,78 - 1 = 0,483

По таблице 2.2 устанавливаем, песок - плотный e < 0,55

Степень водонасыщения:

Sr = 2,64*0,12/1*0,483 = 0,66

0,5 < Sr ? 0,8 песок средней степени водонасыщения

Грунт находится ниже уровня подземных вод, поэтому вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

Модуль общих деформаций E=23,7 Мпа (Исходные данные)

По СП 2.02.01-83:

удельное сцепление сn = 3кПа (табл.2.9)

угол внутреннего трения цn = 40град. (табл.2.9)

модуль деформации En = 50 Мпа (табл.2.9)

расчетное сопротивление R0 = 500 кПа (табл.3.1)

Вывод: рассматриваемый грунт - песок средней крупности, плотный, средней степени водонасыщения, с прочностными и деформационными характеристиками сn = 1кПа; цn = 35град.; E=23,7Мпа.

2.2 Расчетные характеристики грунтов (таблица и геологический разрез)

Полученные данные о характеристиках грунтов для ИГЭ-1…ИГЭ-5 сводим в таблицу, куда помимо первичных данных входят характеристики грунта, установленные после обобщения результатов исследований. Используя исходные данные, вычерчиваем инженерно-геологический разрез площадки строительства с нанесением на него эпюр табличных значений расчетного сопротивления грунта оснований R0, кПа и модуля деформации грунта Е, МПа для всех инженерно-геологических элементов (ИГЭ-1…ИГЭ-5).

Для построения инженерно-геологического разреза выбирается масштаб. Рекомендуется принимать вертикальный масштаб Мв 1:500, горизонтальный масштаб Мг 1:250.

Таблица 3

Физико-механические характеристики и показатели грунтов, установленные после обобщения первичных данных

№ п/п	Наименование грунта	Толщина слоя,м	Плотность грунта, p, г/см3	Плотность частиц грунта, ps, г/см3	Плотность сухого грунта, pd, г/см3	Коэффициент пористости e, д.е.	Естественная влажность, W, %	Предел текучести, WL, %	Предел раскатывания, WP, %	Коэффициент водонасыщения, Sr	Число пластичности, Ip , %	Показатель текучести, IL, д.е.	Угол внутреннего трения, ц, град.	Удельный вес частиц грунта, Ys, кН/м3	Удельный вес грунта, Y, кН/м3	Удельное сцепление грунта С, кПа	Модуль деформации E, МПа	Табл. значение расчетного сопротивления грунта, R0, кПа	Удельный вес грунта во взвешенном состоянии, Ysb, кН/м3
1	Насыпной грунт:	1.0-1.1	1,8	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2	ИГЭ-1.Песок серый, пылеватый, средней плотности, маловлажный	1.1-1.9	1,8	2,65	1,61	0,645	12	0	0	0,49	-		30	26,5	18,0	4	7,95	250
3	ИГЭ-2. Песок серый пылеватый, средней плотности, насыщен водой	0.4-1.0	2,0	2,66	1,60	0,633	25	0	0	1,0	-		29	26,6	20,0	3,8	7,8	100	9,98
4	ИГЭ-3. Супесь желтая, песчанистая, текучая, непросадочная, ненабухающая	1.5-2.6	2,08	2,67	1,63	0,638	27	21	15	1,13	6	2	24	26,7	20,8	13	13,6	196,5	10,19
5	ИГЭ-4. Глина коричневая, легкая пылеватая, твердая, непросадочная, ненабухающая	3.7-4.0	2,01	2,74	1,69	0,62	19	44	24	0,84	20	-0,25	20	27,4	20,1	68	16,4	500
6	ИГЭ-5. Песок желтый, песок средней крупности, плотный, средней степени водонасыщения	5.0-5.1	1,99	2,64	1,78	0,483	12	0	0	0,66	-		35	26,4	19,9	1,0	23,7	500

3. Заключение о грунтовых условиях площадки

На основании результатов инженерно-геологических изысканий на площадке №6 в г.Томске можно сделать следующие выводы.

В литологическом строении он сложен до глубины 15,0м песками, глиной, супесями. Сверху площадка перекрыта насыпным грунтом толщиной слоя h1 =1,0..1.1м

Насыпные грунты подстилаются песком серым пылеватым, плотным, со средней степенью водонасыщения. Толщина слоя h2 =1,1..1.,9м; R0=250кПа.

На глубине 3,5…4,5м встречены пески серые пылеватые, средней плотности, насыщены водой. Толщина слоя h3 =1,0..1,5м; R0=100кПа.

Основанием песков служит супесь текучая непросадочная, ненабухающая. Толщина слоя вскрыта на h4=6,0..6,3м; R0=196,5кПа.

Супесь подстилает слой глины коричневой - твердая непросадочная, набухающая, толщина слоя h5=3,7..4,0м; R0=500кПа.

Основание глины - песок желтый, средней крупности, средней плотности, маловлажный с толщиной слоя h6 =5,0…5,1м; R0=500кПа.

Анализ результатов изысканий позволяет выделить по глубине геологического разреза пять инженерно-геологических элементов. Нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик приведены в табл. 3.

На период проведения буровых работ гидрогеологические условия площадки до глубины 15,0м характеризовались наличием горизонта подземных вод. Уровень подземных вод (УПВ) встречен в песках (ИГЭ-2) на глубине2,9…3,5 (абсолютные отметки составили - 104,9…105,8).

Глубина сезонного промерзания в г.Томске насыпных грунтов - 2,6м, супесей, песков - 2,42 м. По морозоопасности грунты сезонного промерзания относятся к практически непучинистым и сильно пучинистым. Инженерно - геологические условия площадки характеризуются II категорией сложности (СП-11-105-97, прил. Б).

В целом, по результатам инженерно-геологических исследований можно отметить следующее:

- песок серый (ИГЭ-1) пылеватый, плотный, средней степени водонасыщения целесообразно использовать в качестве естественных оснований для фундаментов неглубокого заложения.

Из неблагоприятных инженерно-геологических явлений следует отметить:

Наличие большой толщи насыщенных водой песков (ИГЭ-2) и текучих супесей (ИГЭ-3)

Наличие сильно- пучинистых грунтов в сезоннопромерзающем слое

Группы грунтов по разработке принимаются согласно СНиП 4.02-91 (4.05-91): насыпной грунт -26а; глины мягко- тугопластичные - 8а; глины твердые - 8д; супеси пластичные - 36а; супеси текучие - 10а; пески - 29а.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

4. Расчет напряжений от собственного веса грунта

Рассмотрим напряжение, возникающее в массиве грунта от действия внешней нагрузки. Для однородных грунтов напряжение от собственного веса возрастает по линейному закону и на глубине z от поверхности составит:

?zg = Y*z

?zg1 = Y1*z1 = 18*1,1=19,8к Па

?zg2 = ?zg1 + Y2*z2 = 19,8 кПа + 18*1,7=50,4 кПа

?zg3 = ?zg3 + Y3*z3 = 50,4 кПа + 20*0,4=58,4 кПа

?zg3 = ?zg3 + Ysb*z3 = 58,4 кПа + 9,98*0,7=65,3 кПа

?zg4 = ?zg3 + Ysb*z4 = 65,3 кПа + 10,19*2,4=89,7 кПа

?zg4 = ?zg3 + Y4*z4 = 65,3 кПа + 20,8*2,4=115,2 кПа

?zg5 = ?zg5 + Y5*z5 = 115,2 кПа + 20,1*3,7=189,6 кПа

?zg6 = ?zg5 + Y6*z6 = 189,6 кПа + 19,9*5,0=289,1 кПа

Результаты расчета представлены на графике:

5. Определение расчетного сопротивления грунта, проверка давления на грунты основания

Расчетное сопротивление грунтов основания равно:

R = 1,25*1,2/1 * {1,15*1*2*27,9 + 5,59*2*27,9 + (5,59-1)*2*27,9 + 7,95*4}=995,9 кПа

P ? R

P - среднее давление по подошве фундамента

Выполняем проверку:

P = NII/A + y*d ,

где NII - сумма вертикальных нагрузок действующих по основанию (по заданию 1097,6)

y - средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунта, пола; расположенных под подошвой фундамента, принимается равным 20кН/м3

A - площадь основания;

d - высота фундамента

P = 1097,6/2 + 20*2=588,8 кПа

Вывод: в ходе выполнения проверки, значение P=588,8 кПа ? 995,9 кПа, условие выполняется.

Список литературы

Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). Учебник для строит.вузов - М.: Высш.шк., 1983.-288с.

СП 22.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений/ Минрегион России. - М.:2010

СП 24.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85*. Свайные фундаменты/ Минрегион России. - М.:2011

СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений/ Госстрой России. - М.:ГУП ЦПП, 2008. - 48с.

Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения/ Под общей редакцией Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. - М.: Стройздат, 2013 (1985). - 480 с.

Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) НИИОСП им.Герсеванова. - М.: Стройздат, 1986. - 415 с.

Определение дефармационных характеристик грунтов: Методические указания / Фурсов В.В., Балюра М.В. - Томск: Изд-во Том. гос. арх. строит. ун-та, 2010. - 18с

Рекомендации по определению значений модуля деформации грунтов по результатам компрессионных испытаний с использованием региональных корректировочных коэффициентов. Региональные нормативы градостроительного проектирования. Администрация Томской области/ А.И.Полищук, Фурсов В.В., Балюра М.В. - Томск: 2007. - 22с.

Оценка грунтовых условий площадки строительства для проектирования фундаментов зданий: Методические указания / А.И.Полищук, Е.Ю.Пчелинцева - Томск: Изд-во Том. гос. арх. строит. ун-та, 2010. - 42с

ГОСТ 25100-95. Группы. Классификация. М: ИПК Издательство стандартов, 2007. - 31с.

Размещено на Allbest.ru