И гидрогеологических условий

Исходные данные

А) Место строительства – г. Санкт-Петербург

б) Рельеф строительной площадки с планом инженерно-геологических выработок(рис.1)

Рис.1

в) инженерно- геологические разрезы (рис.2)

1. Песок средней крупности

- для расчета по несущей способности: γ = 17,2 кН/м³ , φ = 32;

- для расчета по деформации: γ = 20,1 кН/м³ , φ = 38;

W = 0,16, γ_s = 26,4 кН/м³ , Е = 40000 кПа

2. Супесь легкая пылеватая с растительными остатками

- для расчета по несущей способности: γ = 16,4 кН/м³ , φ = 20^ْ, с = 6 кПа;

- для расчета по деформации: γ = 19,2 кН/м³ , φ = 24ْ , с = 8 кПа;

W = 0,22, W_L = 0,24, W_p =0,18,

γ_s = 26,5 кН/м³ , Е = 14000кПа

3. Суглинок тяжелый с включением гравия и гальки

- для расчета по несущей способности: γ = 15,5 кН/м³ , φ = 15^ْ, с = 15 кПа;

- для расчета по деформации: γ = 18,2 кН/м³ , φ = 18ْ , с = 20 кПа;

W = 0,31, W_L = 0,39, W_p =0,26,

γ_s = 26,7 кН/м³ , Е = 9000кПа

Оценка инженерно-геологических

и гидрогеологических условий

Определение физико-механических свойств грунтов

Песок

- плотность скелета:

1730 кг/м³

- коэффициент пористости:

0,526

- пористость:

0,345

- полная влагоемкость:

0,2

- степень влажности:

0,8

- удельный вес с учетом взвешивающего действия воды:

(26,4 – 10)*(1 – 0,345) = 10,742 кН/м³

- коэффициент относительной сжимаемости:

, , ν = 0,25

0,83

2,075*10^-5 кПа^-1

-коэффициент сжимаемости:

2,075*(1+0,526)* 10^-5 = 3,166*10^-5 кПа^-1 ≈0,03 МПа^-1

По плотности сложения песок плотный, т.к. коэффициент пористости

е = 0,526 < 0,55; по величине модуля деформации Е = 40МПа он относится к слабосжимаемым грунтам (Е≥15 МПа)

Супесь

- плотность скелета:

1570 кг/м³

- коэффициент пористости:

0,688

- пористость:

0,408

- полная влагоемкость:

0,260

- степень влажности:

0,85

- удельный вес с учетом взвешивающего действия воды:

(26,5 – 10)*(1 – 0,408) = 9,8 кН/м³

- число пластичности:

0,24 – 0,18 = 0,06

- показатель текучести:

0,67

- коэффициент относительной сжимаемости:

, , ν = 0,27

0,8

5,7*10^-5 кПа^-1 = 0,057 МПа^-1

-коэффициент сжимаемости:

0,057*(1+0,688) = 0,096 МПа^-1

Супесь по консистенции – пластичная, т.к. ее индекс текучести I_L = 0,67 <1; по величине модуля деформации Е = 14 МПа относится к среднесжимаемым грунтам

(5 МПа <E< 15МПа).

Суглинок

- плотность скелета:

1390 кг/м³

- коэффициент пористости:

0,921

- пористость:

0,479

- полная влагоемкость:

0,345

- степень влажности:

0,9

- удельный вес с учетом взвешивающего действия воды:

(26,7 – 10)*(1 – 0,479) = 8,7 кН/м³

- число пластичности:

0,39 – 0,26 = 0,13

- показатель текучести:

0,38

- коэффициент относительной сжимаемости:

, , ν = 0,3

0,26

=0,029 МПа^-1

-коэффициент сжимаемости:

0,029*(1+0,921) = 0,056 МПа^-1

Суглинок по консистенции – тугопластичный, т.к. его индекс текучести I_L = 0,38

(0,25 < I_L ≤ 0,50); по величине модуля деформации Е = 9 МПа относится к среднесжимаемым грунтам (5 МПа <E< 15МПа).

Для песка и супеси для данного района строительства (г. Санкт-Петербург) нормативная глубина промерзания - 1,2 м.

Глубину заложения фундамента принимаем из расчета:

d_fn = 1,2 x 1,2 = 1,44 м.

Определение расчетного сопротивления грунта

Расчетное сопротивление грунта находится по формуле:

где γ_с1, γ_с2 – коэф. условий работы;

Mγ, M_q, M_c – коэф. принимаемые по СНиП 2.02.01-83;

b=2 – ширина подошвы фундамента;

γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже рассматриваемой отметки;

γ’_II – то же, залегающих выше рассматриваемой отметки;

c_II – расчетное значение удельного сцепления грунта;

d₁ – расстояние от уровня природного рельефа до рассматриваемой отметки.

Принимаем , γ_с2 =1, k = 1, k_z =1.

Вычислим расчетное сопротивление несущего слоя (супеси) на глубине заложения фундамента d₁ = 1,44

Для супеси с углом внутреннего трения φ = 24ْ

Mγ = 0,72, M_q = 3,87, M_c = 6,45;

γ_с1 = 1,1.

с = 8 кПа

кН/м³

γ’_II = 19,2 кН/м³

1,1 x 172,4 = 190 кПа

Определим расчетное сопротивление грунтов на отметках выше и ниже их границ на 0,5м.

Для R₁

кН/м³

γ’_II = 19,2 кН/м³

1,1 x 140,3 = 154 кПа

Для R₂.

кН/м³

кН/м³

1,1 x 260 = 286 кПа

Расчетные характеристики для суглинка (φ = 18ْ)

Mγ = 0,43, M_q = 2,73, M_c = 5,31;

γ_с1 = 1,2.

с = 20 кПа

Для R₃

кН/м³

кН/м³

1,2 x 275,8 = 331 кПа

Для R₄

кН/м³

кН/м³

1,2 x 403 = 484 кПа