Назначение глубины заложения фундамента
Брянский государственный инженерно – технологический университет
Кафедра
автомобильных дорог
Контрольная работа по дисциплине
«Механика грунтов»
на тему «Оценка инженерно-геологических условий и назначение глубины заложения фундамента»
Вариант №1
Выполнил студент гр. АД-
Руководитель: доц., к.т.н. Токар Н.И.
Брянск 2018
Содержание
1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки.… …………3
2. Назначение глубины заложения фундамента ………………………………………..7
Список используемой литературы………………………………………… ………….9
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки
Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки проводится по результатам полевых лабораторных исследований грунтовой толщи.
По физическим характеристикам грунтов определяют иx наименования, состав и состояние.
Расчет гранулометрического состава выполняется в табличной форме. Для этого последовательно суммируют процентное содержание фракций, начиная с самых крупных и сравниваем результаты с табличными. Принимают наименование песчаного грунта по первому удовлетворяющему показателю. Для построения графика неоднородности последовательно суммируют процентное количество частиц каждого диаметра, начиная с самого мелкого, затем определяют степень его неоднородности Кн по формуле:
|
|
|
Кн= d60/d10 (1.1)
где d60, d10 - максимальный диаметр частиц, составляющий соответственно 60% и 10% от всей массы пробы грунта.
Плотность сложения устанавливают по таблице 7 [2], подсчитывая при этом коэффициент пористости грунта е по формуле:
е= 
-1 (1.2)
где ρ0- плотность минеральной части грунта, г/см3;
ρω - плотность грунта в естественном состоянии, г/см3;
Для связных грунтов определяют число пластичности Ip и показатель консистенции Il по формулам:
Ip=Wl - Wp (1.3)
(1.4)
где Wl - влажность на границе текучести;
Wp - влажность на границе раскатывания.
По этим показателям, используя таблицы 13, 14[2], определяют соответственно наименование и состояние грунта.
Далее определив по формуле (1.2) коэффициент пористости определяют модуль деформации Е (таблица 2, приложение 2 [3]) и рассчитывают коэффициент сжимаемости апо формуле:
|
|
|
(1.5)
где β- коэффициент, учитывающий отсутствие поперечных деформаций (для супесейβ=0,7, для суглинков β=0,4).
Затем определяют сжимаемость грунта [3], характеризуют грунты слоев и дают общую оценку строительной площадке.
Задача
Исходные данные:
Таблица 1.3 – Физические характеристики грунтов
| № слоя
| Расположение слоя от поверхности | ρs, г/см3 | ρw, г/см3 | W | Граничные возможности | Kф,см/с | |
| Wl | Wp | ||||||
| 1 | |||||||
| 2 | 0,5-3,2 | 2,66 | 1,8 | 0,28 | - | - | 2*10-4 |
| 3 | 3,2-5,0 | 2,65 | 1,95 | 0,22 | - | - | 1*10-3 |
| 4 | 5,0-8,6 | 2,65 | 2,01 | 0,17 | - | - | 8*10-3 |
| 5 | 8,6 | 2,72 | 1,77 | 0,18 | 0,36 | 0,15 | 7*10-9 |
Таблица 1.4 – Гранулометрический состав грунтов
| № слоя | Содержание в %(по массе) частиц крупностью, мм | ||||||||
| >2 | 2-0,5 | 0,5-0,25 | 0,25-0,1 | 0,1-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001 | |
| 1 | |||||||||
| 2 | - | 4,5 | 24,5 | 26,5 | 28,5 | 8,5 | 3,5 | 3,5 | 0,5 |
| 3 | 4,0 | 26,0 | 23,0 | 17,0 | 14,0 | 10,0 | 6,0 | - | - |
| 4 | 23,0 | 42,0 | 17,3 | 8,7 | 4,8 | 2,7 | 1,2 | - | - |
| 5 | - | 0,7 | 0,8 | 1,28 | 15,42 | 18,12 | 21,68 | 30,4 | 11,6 |
Район строительства: Псковская область.
|
|
|
Решение:
Из заданных физических характеристик грунтов видно, что слои 2, 3, 4 не имеют граничных влажностей и число их пластичности Ip=0. Следовательно грунты этих слоев - несвязные и наименование их определяют по гранулометрическому составу в соответствии с таблицей 11 [ 2 ].
Слой 2. Частиц крупнее 2 мм; крупнее 0,5 мм - 4,5 % < 50 %; крупнее 0,25 мм - 4,5%±24,5 % = 29 % < 50 %; крупнее 0,1 мм - 29 %+26,5%=55,5%<75%, следовательно исследуемый гpyнт слоя относится к пылеватым пескам.
Для построения графика неоднородности определяем его коэффициенты.
Таблица 1.5 - Координаты графика неоднородности (слой 2)
| α, мм | 0,001 | 0,005 | 0,01 | .0,05 | 0,10. | 0,25 | 0,50 | 2,0 |
| Содержание в % (по массе) | 0,5 | 4,0 | 7,5 | 16,0 | 44,5 | 81,0 | 95,5 | 100,0 |
|
|
Рисунок 1.2 - Кривая неоднородности песка: 2,3,4 - номера слоев
Степень неоднородности второго слоя составляет К60/10=0,159/0,02=8>3- грунт неоднородный.
|
|
|
По построенной кривой находим, что 60%-ному содержанию в грунте соответствуют частицы, логарифм размера которых в м составляет 2,20 (то есть 159 м = 0,159 мм), а 10%-ному - частицы d=0,02 мм.
Подсчитываем коэффициент пористости по формуле (2):
По таблице7 [5] пылеватые пески с е2=0,9 > 0,8 относятся к рыхлым. По степени влажности G2 = 
= 0,82 > 0,8 устанавливаем по таблице 8 [6], что грунт насыщен водой. Вследствие большой сжимаемости (рыхлого состояния) слой 2 в качестве естественного основания не пригоден.
Слой 3. Расчет аналогичен. Окончательно имеем: песок средней крупности, неоднородный, средней плотности, насыщенный водой. Слой 3 пригоден в качестве несущего слоя естественного основания.
Слой 4. Расчет аналогичен. Итак, песок крупный, неоднородный, плотный, водонасыщенный. Может служить хорошим основанием.
Слой 5. Грунт имеет граничные влажности; следовательно, он - глинистый и его наименование определяем по числу пластичности (таблица 13 [2]):
Ip =0,36- 0,15 = 0,21 > 0,17
грунт - глина. Консистенция определяется по формуле (1.4):
По таблице 14 [2] глины при 0 < Il = 0,14 <: 0,25 находятся в полутвердом состоянии.
Коэффициент пористости определяем по формуле (1.5):
Для глин плотность сложения, а следовательно, сжимаемость можно оценить по величине е лишь косвенно, например по таблице 19 [3]. Для четвертичных полутвердых глин при e 5=0,82 модуль деформации Ео = 19 МПа. По формуле (1.4) находим коэффициент сжимаемости а:
а = (1+0,82) /19- 0,4 = 0,04 МПа -1
0,01< а = 0,04 < 0,05
следовательно грунт слоя 5 представлен полутвёрдой глиной, малосжимаемой (плотной), вследствие чего он может быть использован в качестве естественного основания.
Назначение глубины заложения фундамента
Глубину заложения фундамента назначают с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки. Если возможен размыв дна, то фундаменты мелкого заложения заглубляют не менее 2,5 м от наинизшего уровня дна водотока после его размыва паводком. В случае невозможности размывав нескальных, непучинистых грунтах фундаменты заглубляют не менее 1 м от поверхности грунта. В скальные грунты подошву фундамента заглубляют не менее 0,1 м. Для предотвращения деформации фундаментов мелкого заложения в период промерзания грунтов подошву фундаментов закладывают на 0,25 м ниже нормативной глубины промерзания мелких и пылеватых песков, а также крупных и средней крупности песков. Глубина заложения фундамента от глубины промерзания не зависит, если такие грунты залегают до глубины, превышающей не менее чем на 1 м нормативную глубину промерзания. Нормативное значение глубины промерзания грунтов для районов, где она не превышает 2,5 м, можно определять по формуле:
(2.1)
где Мt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме месячных температур за зиму в данном районе;
d0 – величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м, супесей, песков мелких и пылеватых – 0,03 м , крупнообломочных грунтов – 0,34 м.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта увеличивается в 1,1 раза по сравнению с нормативной глубиной.
В ряде случаев минимальную глубину заложения определяют с учетом необходимой конструктивной высоты фундамента. Если грунты основания имеют несколько слоев, то подошва фундамента более 7 м усложняются укрепительные работы при разработке котлована, поэтому целесообразно применять фундаменты других типов.
Для Псковской области нормативную глубину промерзания h определяем по формуле (2.1):
Расчетная глубина промерзания 
Общая оценка: строительная площадка с высоким расположением грунтовых вод на поверхности сложена водонасыщеными песками, подстилаемыми плотной глиной. Верхний после растительного слоя рыхлый водонасыщеный пылеватый песок не может служить естественным основанием и резко ухудшает условия фундирования из-за плывунных свойств. Поэтому фундаменты с небольшими и средними нагрузками следует или заглубить в среднесжимаемый 3-й слой до отметки 3,7 м (3,2+0,5), что, однако, потребует при производстве работ крепления стенок котлована и водоотлива, или заглубить до отметки 2,5 м (так как возможен размыв), что уменьшит стоимость работ по креплению стенок котлована и водоотливу, однако потребует производства работ по укреплению слоя 2 (например гидровибрацией) до проектной плотности рск= 1,7 г/см3, что будет соответствовать е = 0,55 и пылеватый песок перейдет в плотное состояние (е = 0,55 < 0,60).
Для фундаментов мелкого заложения принимаем глубину заложения h равную 2,5 м, а для свайных фундаментов - не менее 3,7 м.
Список используемой литературы
1 Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие /Под ред. С.Б.Малышева. - М.: АСВ., 2015. – 100 с.
2 Долматов Б.И. Механик грунтов, основания фундаменты- СПб: Лань, 2012. –
415 с.
3 Токар Н.И. Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов 3 курса о/о и выполнению контрольной работы студентами 3 курса з/о по дисциплине «Механика грунтов», направление подготовки бакалавров: 08.03.01 СТРОИТЕЛЬСТВО, профиль подготовки автомобильные дороги и аэродромы / Брянск. гос. инж. - технолог. универ. Сост. Т.И. Левкович, Н.И. Токар - Брянск: БГИТУ, 2016. - 39 с. [электронный ресурс].
4 Механика грунтов: Методические указания к самостоятельной работе студентов-бакалавров 3 курса заочной формы обучения, обучающихся по направлению. 08.03.01 СТРОИТЕЛЬСТВО, профиль подготовки автомобильные дороги и аэродромы / Брянск. гос. инж. - технолог. универ. Сост. Т.И. Левкович, Н.И. Токар. – Брянск: БГИТУ, 2016 - 36 с. [электронный ресурс].
5 Механика грунтов: Методические указания к выполнениею РГР и самостоятельной работе студентов 3 курса очной формы обучения, обучающихся по направлению. 08.03.01 СТРОИТЕЛЬСТВО, профиль подготовки автомобильные дороги и аэродромы / Брянск. гос. инж. - технолог. универ. Сост. Т.И. Левкович, Н.И. Токар., Н.А. Тулянкина – Брянск: БГИТУ, 2017 - 24 с.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 66; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!