Расчет физико-механических свойств наслоений грунта

Введение

Опорной частью строящегося объекта является фундамент. Фундамент – специальная заглубленная в грунт конструкция, подземная часть здания, предназначенная для передачи и распределения заданной нагрузки от сооружения на грунты основания. Фундамент – важнейшая часть любого сооружения, так как устойчивость сооружения обеспечивается благодаря расположению его фундаментов на прочных грунтах, которые в свою очередь обладают пористостью и дисперсностью. Для того, чтобы предотвратить выпучивание, фундаменты закладывают ниже фактической глубины промерзания грунта. Поэтому при проектировании фундаментов необходимо пользоваться регламентациями СНиП.

Фундаменты стаканного типа предназначены для установки колонн одноэтажных промышленных зданий. Сечение колонн бывает от 300×300 до 700×500 мм. По глубине заложения фундаменты условно разделяют на две основные группы – мелкого и глубокого заложения.

Для изготовления фундаментов применяются бетоны низких классов с прочностью на сжатие не более 20 МПа, от В12,5 до В20. От величин постоянных и временных нагрузок, действующих на обрез, зависят конструктивные особенности фундаментов стаканного типа. Фундамент может иметь одну или несколько ступеней. В растянутую зону стакана устанавливается арматурный каркас, предназначенный для восприятия растягивающих напряжений, которые в результате передачи нагрузок от колонн возникают в дне стакана.

Фундаменты стаканного типа имеют высокую экономическую эффективность, в связи с тем, что относятся к ответственным строительным конструкциям, позволяющим снижать материалоёмкость сооружений.

Анализ местных условий строительства

Расчет физико-механических свойств наслоений грунта

Таблица 1. Физико-механические свойства грунтов на площадке строительства

№	Наименование свойств	Расчетные уравнения	Наименование слоя грунта
Глина	Песок средний	Глина
	Удельный вес твердых частиц грунта (γs), кН/м3	γs	27,0	26,6	27,4
	Удельный вес скелета грунта в состоянии естественной влажности (γd), кН/м3	γd = γ:(1+W)	15,56	15,67	16,47
	Коэффициент пористости (e)	е = (γs /γd)-1	0,74	0,69	0,63
	Степень влажности (Sr)		-	0,77	-
	Число пластичности (Jр)		0,18	-	0,19
	Показатель текучести (JL)		0,22	-	0,11
	Условное сопротивление грунта сжатию (R0), кПа	R0	0,25	0,25	0,32

Обозначения:

γ – удельный вес грунта в сухом состоянии;

– удельный вес воды, равный 10 кН/м³;

W – естественная влажность;

– влажность на границе текучести;

– влажность на границе раскатывания.

Расчет значений:

1. Удельный вес скелета грунта в состоянии естественной влажности:

γ_d = γ:(1+W), кН/м³

где γ – удельный вес грунта в сухом состоянии;

W – естественная влажность

Глина: γ_d = 19,3:(1+0,24) = 15,56 кН/м³

Песок средний: γ_d = 18,8:(1+0,20) = 15,67 кН/м³

Глина: γ_d = 19,6:(1+0,19) = 16,47 кН/м³

2. Коэффициент пористости:

е = (γ_s /γ_d)-1,

где – удельный вес твердых частиц грунта;

Глина: е = (27,0 /15,56)-1 = 0,74

Песок средний: е = (26,6 /15,67)-1 = 0,69

Глина: е = (27,4 /16,47)-1 = 0,63

3. Степень влажности для песка:

S_r = (γ·W)/(e·γ_w),

где – удельный вес воды, равный 10 кН/м³;

е – коэффициент пористости.

S_r = (26,6·0,20)/(0,69·10) = 0,77

4. Число пластичности для глинистых грунтов:

,

где – влажность на границе текучести;

– влажность на границе раскатывания.

J_p = 0,38- 0,20 = 0,18

J_p = 0,36 - 0,17 = 0,19

5. Показатель текучести для глинистых грунтов:

J_L = (0,24 - 0,20)/0,18 = 0,22

J_L = (0,19 - 0,17)/0,19=0,11

6. Условное сопротивление сжатию (R₀):

На основе рассчитанных значений физических свойств грунтов, устанавливаем величину условного сопротивления сжатию (R₀) каждого пласта. Для промежуточных значений показателя текучести (J_L) и коэффициента пористости (e) условное сопротивление сжатию (R) определяем интерполяцией.

Для глины:

При J_p=0,18 из приложения к таблице 2.6 в МУ следует, что величина условного сопротивления сжатию принимается средней между суглинками и глинами, имеющими соответствующий коэффициент пористости.

е =0,74

J_L=0,22

1) Интерполяция по суглинку

2) Интерполяция по глине

Находим среднее арифметическое значение между суглинками и глинами:

Для глины:

J_p=0,19

е =0,66

J_L=0,11

1) Интерполяция по суглинку

2)Интерполяция по глинам

Находим среднее арифметическое значение между суглинками и глинами:

Поскольку на данном участке грунты обладают условным сопротивлением сжатию (R₀) больше 150 кПа и модулем деформации E больше 5МПа, то напластования грунтов данной строительной площадки могут служить в качестве естественного основания для проектируемого промышленного здания.

Согласно СНиП 2.02.01-83*:

1) обрез фундамента рекомендуется назначать ниже поверхности грунта не менее чем на 0,25 м; 128,8 – 0,5 = 128,3 ОФ;

2) подошва фундамента должна опираться на прочный грунт; смогу установить после учёта особенностей климатического региона, температуры воздуха в проектируемом объекте, конструктивных особенностей колонны;

3) подошва фундамента заглубляется ниже расчетной глубины промерзания не менее чем на 0,5 м в прочный грунт.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: