Механика грунтов

Механика грунтов

Введение

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 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 γ_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 ν - коэффициент Пуассона, для суглинков ν=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=10000, m_v=0,062 МПа^-1 ® m_v<0,1 МПа^-1 грунт средне- сжимаемый;

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

Нормативная глубина промерзания - 1,5м.

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

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

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

γ_с1 - коэффициент условий работы; γ_с1=1,1 для суглинка,

γ_с2 - коэффициент условий работы; γ_с2=1,0

М_γ=0,39 - коэффициент при угле внутреннего трения φ=17 (суглинок)

М_q=2,57 - коэффициент при угле внутреннего трения φ=17 (суглинок)

М_c=5,15 - коэффициент при угле внутреннего трения φ=17 (суглинок)

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

b=4м - ширина подошвы фундамента

γ_II - осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих под подошвой фундамента.

γ^’_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 0,5м.

 кПа

 кН/м³

 кН/м³

Рис.

Грунтовые условия строительной площадки представлены следующими инженерно-геологическими элементами:

1. 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.

2. 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

Принимаем:

P_II=R=138,1 кПа.

Принимаем размеры подошвы фундамента 7´4м. Следовательно, площадь фундамента составит 28 м².

Находим мощность элементарного слоя:

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

Форма подошвы фундамента - прямоугольная.

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

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

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

s_{zg 0}=g¢d

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

d - глубина заложения фундамента.

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

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

Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле: s_{zp i}=αp_II

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

где b=0,8-безразмерный коэффициент;_i и Е_i- соответственно толщина и модуль деформации i-гo слоя грунта;число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

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

Результаты расчета сведены в таблицу:

Таблица 1

S_r=ΣS_r=0.03м=3,0см

Осадка фундамента 3,0 см меньше предельно допустимой осадки фундаментов .

Мощность сжимаемого слоя: Н_с=5,0м.

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;

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

g_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 25100-95. Грунты. Классификация. / Минстрой России. М., 1996. 32с.

.        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.