Размещено на http://allbest.ru

28

Механика грунтов

• Задание на контрольную работу
• грунт фундамент геологический

Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов.

b =2 (м.)

l =8 (м.)

Уровень грунтовых вод - 2 (м.)

Нормативная глубина промерзания грунтов для г. Петрозаводск:

· для суглинков и глин, м = 1,3м

· для супесей, песков мелких и пылеватых, м = 1,6м

таблица 1

Номер грунта	Наименов грунта	Для расчета по несущей способности	Для расчета по деформациям	Удельный вес твердых частиц грунта S , кН/м3	Влажность W	Предел текучести WL	Предел раскатывания WР	Коэффициент фильтрации kФ, см/с	Модуль деформации E , кПа
		Удельный вес грунта I , кН/м3	Угол внутреннего трения I , град	Сцепление сI , кПа	Удельный вес грунта II , кН/м3	Угол внутреннего трения II , град	Сцепление сII , кПа
3	Глина	15,5	12	10	18,1	14	14	26,9	0,3	0,46	0,27	2,210-8	4000
5	Суглинок	16,1	15	21	19,0	18	28	26,6	0,3	0,41	0,27	4,310-8	12000
16	Песок пылеват	16,3	24	-	19,0	28	-	26,8	0,2	-	-	2,210-4	11000

1. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований

Определение недостающих характеристик физико-механических свойств каждого слоя:

I. Песок пылеватый

Естественная плотность грунта

Удельный вес скелета грунта

.

Коэффициент пористости

Пористость

Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению

Степень влажности грунта

По степени влажности грунт насыщен водой ().

7. Число пластичности

По числу пластичности грунт является супесью ().

8. Показатель текучести

9. Вычисление коэффициента относительной сжимаемости: ,

где

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для песка - 0,30.

I. Глина

Естественная плотность грунта

1. Удельный вес скелета грунта

.

2. Коэффициент пористости

.

3. Пористость

.

4. Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

где --удельный вес воды.

5. Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению:

6. Степень влажности грунта

По степени влажности грунт насыщен водой ().

7. Число пластичности

По числу пластичности грунт является глиной ().

8. Показатель текучести

По значению I_L грунт -глина - находится в мягкопластичном состоянии ().

9. Вычисление коэффициента относительной сжимаемости: ,

где -

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для глин - 0,42.

По коэффициенту относительной сжимаемости - среднесжимаемый грунт

(; )

III. Суглинок

Естественная плотность грунта

Удельный вес скелета грунта

.

Коэффициент пористости

.

Пористость

.

Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению

Степень влажности грунта

7. Число пластичности

По числу пластичности грунт является суглинком ().

8. Показатель текучести

По значению I_L грунт - суглинок - находится в тугопластичном состоянии ().

9. Вычисление коэффициента относительной сжимаемости: ,

где

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для суглинка - 0,35.

По коэффициенту относительной сжимаемости - среднесжимаемый грунт

(; )

Определение величин расчетных сопротивлений R для всех пластов основания при ширине подошвы фундамента b=1 м:

где b_c1 и с₂-коэффициенты условий работы;

k-коэффициент, принимаемый равным 1,0;

М_?, M_q, M_c-- коэффициенты, принимаемые в зависимости от значения ;

k_z-коэффициент, принимаемый равным 1 при b<10 м;

b-ширина подошвы фундамента, м;

с_II-расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

с_II -то же, залегающих выше подошвы (при наличии нескольких видов грунтов определяется как средневзвешенное );

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

d_I-глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений.

Данные по грунтам из СНиП 2.02.01-83:

Таблица 3

Грунт			M?	Mq	Mc	kz
Глина	1,1	1,0	0,29	2,17	4,69	1
Суглинок	1,2	1,0	0,43	2,73	5,31	1
Песок пылеватый	1,1	1,0	0,98	4,93	7,40	1

Точка №1. d₁=1,0 м

;

;

;

Точка №2. d₂=3,0 м

;

;

;

Точка №3. d₃=4,0 м

;

;

Точка №4. d₄=7,0 м

;

;

Точка №5. d₅=8,0 м

;

;

Точка №6. d₆=11.5 м

;

;

На рассматриваемой площадке под строительство в г. Петрозаводск произведены инженерно-геологические изыскания расположены 5 скважин. Уровень грунтовых вод находится на глубине 1,5 м (без учета планировочного слоя грунта). Геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов:

· Верхний слой - песок пылеватый, мощностью от 0 до 3,5м. Грунт является практически несжимаемым, со следующими характеристиками , , , .

· Второй слой - глина - мощностью от 3,5 до 7,5м. Грунт среднесжимаемый, находится в мягкопластичном состоянии, со следующими характеристиками , , , .

· Третий слой - суглинок доходит до низа скважин, является среднесжимаемым, находится в тугопластичном состоянии, имеет характеристики , , , .

По результатам оценки инженерно-геологических условий делаем вывод о возможности строительства проектируемого сооружения на рассматриваемой площадке и выборе несущего слоя основания. В качестве несущего слоя основания можно использовать песок.

Так как грунтовые воды будут находиться высоко относительно подошвы фундамента (при отсутствии водопонижения), необходимы дополнительные меры по гидроизоляции.

Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Определение значения расчётного сопротивления R на уровне заложения подошвы фундамента при b=1 м.

d

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f, м, определяют по формуле:

м, где

d_fn - нормативная глубина промерзания (в данном случае = 1,7);

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения. Для г. Петрозаводска = 1,1 (т.к среднегодовая Т > 0);

- коэффициент условий промерзания грунта, учитывающий изменчивость климата (в данном случае принимается =0,6);

м

Так как уровень подземных вод находится ниже расчётной глубины промерзания- морозного пучения не произойдёт

Определение площади подошвы фундамента А и его размеров

в плане: ширины b и длины l.

,

где l и b - размеры фундамента, принимаемые по двум последним цифрам шифра в зачетке: большая цифра - длина фундамента l, меньшая цифра - ширина фундамента.

Принимаем размеры подошвы фундамента l=8м, b=2м. Следовательно, площадь фундамента составит 16 м².

Уточнение R при установленной ширине подошвы фундамента и принятой по «Схематической карте нормативных глубин промерзания глин и суглинков».

Определение абсолютной осадки основания фундамента S и сравнение с предельной величиной деформации основания S_u установленной для рассматриваемого типа здания или сооружения.

Целью расчета является ограничение абсолютных перемещений фундаментов и подземных конструкций такими пределами, при которых гарантировалась бы нормальная эксплуатация сооружения и не снижалась бы его долговечность.

Расчет сводится к удовлетворению условия:

SS_u

где S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по прил.4 [3]

Осадка основания S может быть рассчитана различными методами, и в частности с использованием схемы в виде линейно деформируемого полупространства или слоя, методом эквивалентного слоя, предложенным Н. А. Цытовичем, или же методом ограниченной сжимаемой толщи (Б. И. Далматова).

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

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

где =0,8-безразмерный коэффициент;

_zp.i-среднее, значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

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

n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Для построения эпюр _zg и _zp разбивают толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя h_i может быть принята равной 0,4b, а при неоднородном основании, принимают h_i0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

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

_{zg 0}=d

_{zg 0}=19,01,5+9,241,0=37,74 кН/м².

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 0}=p₀=p-_{zg 0} ,

где p - среднее давление под подошвой фундамента.

_{zp 0}=173,48- 37,74 =135,74 кН/м² .

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле:

_{zp 0}=p₀

где - коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента =l/b и относительной глубины =2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=H_с там, где _zp=0,2_zg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E<5 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия _zp=0,1_zg.

Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу:

Грунт	Номер точки	z, м	hi , м	zg	=l/b	=2z/b	**	zp	0,2 zg	zp i
Песок	0	0	2,5*	37,74	4,0	0	1,000	135,74	7,55	123,32
	1	1,0	1,0	46,98		1,0	0,817	110,9	9,4
Глина	2	2,0	1,0	55,09		2,0	0,6	81,44	11,02	96,17
	3	3,0	1,0	63,20		3,0	0,373	50,63	12,64	66,04
	4	4,0	1,0	71,31		4,0	0,288	39,09	14,26	44,86
	5	5,0	1,0	79,42		5,0	0,202	27,42	15,88	33,26
Суглинок	6	6,0	1,0	88,55		6,0	0,162	22,0	17,71	24,71
	7	7,0	1,0	97,68		7,0	0,122	16,56	19,54	19,28
	8	8,0	1,0	106,81		8,0	0,102	13,85	21,34	15,21
	9	9,0	1,0	115,94		9,0	0,081	11,0	23,19	12,43

*мощность всего вышележащего слоя грунта

** промежуточные значения приняты методом линейной интерполяции в соотв. с рекомендациями в СНИП.

Мощность сжимаемого слоя Н_с=6,589 м. Осадку вычисляем по следующей формуле:

Осадка фундамента 3,5 см - меньше предельно допустимой осадки фундаментов .



Размещено на http://allbest.ru

28

3. Расчет основания по несущей способности при вертикальной нагрузке (на выпор)

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления N_II (несущей способности) основания, сложенного нескальными грунтами, определяется по формуле

,

Где l? и b? - приведенная длина и ширина фундамента, вычисляются по формулам:

;

;;

Грунт	цI	N?	Nq	Nc	c1
Песок пылеватый	24	5,27	6,4	14,8	0,02*

*В соответствии с СНиП 2.02.01-83 (прил. 1, табл. 1)



8613,64 кН

Список литературы

1. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по изучению курса, задания на курсовой проект и указания по его выполнению (I). Л.: ЛИСИ, 1984. 34 с.

2. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по выполнению курсового проекта (II). Л.: ЛИСИ, 1985.

3. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01--83. М.: Стройиздат, 1985.

4. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. под ред. Долматова.- M: АСВ; 1999.

5. Основания и фундаменты. СНиП 3.02.01--83. М.: Стройиздат, 1983.

Размещено на Allbest.ru

...