4.2.1 Наименование грунтов

В задании на проектирование (см. приложение Б, таблица Б.1, Б.2) приведены физико-механические характеристики дисперсионных (без жестких структурных связей) грунтов – песчаных и пылевато-глинистых. Грунт относится к глинистым если в характеристиках грунта имеется влажность на границе текучести _Lи влажность на границе раскатывания_р, если же они отсутствуют, то грунт – песчаный.

При определении физико-механических характеристик грунтов следует помнить, что число пластичности I_pи показатель текучести I_Lопределяются для глинистых грунтов.

Наименование песчаного грунта определяется по гранулометрическому составу, плотности сложения и степени влажности [1, таблица Б.10, Б.17, Б.18 или приложение Е (таблица Е.1, Е.2, Е.3)].

Наименование глинистого грунта определяется по числу пластичности I_p, индексу текучестиI_L и коэффициенту пористостие[1, таблица Б.11, Б.14 или приложение Е (таблица Е.4, Е.5)].

Если грунты находятся ниже уровня подземных вод, то необходимо учитывать взвешивающее действие воды (кроме грунтов, которые являются водоупором). В этом случае, в соответствии с законом Архимеда, удельный вес грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды _sb.

Таким образом, каждому слою инженерно-геологической толщи дается наименование на основании определенных физико-механических харатеристик, получаемых лабораторным и расчетным путем. Например:

Слой № ____: песок мелкий рыхлый насыщенный водой – толщина слоя 4 м. Удельный вес γ = 18,2 кН/м³, угол внутреннего трения = 19°, модуль деформацииЕ=24,8 МПа; условное расчетное сопротивление R_о не нормируется [2, приложение 3, таблица 2 или приложение Е (таблица Е.6)]:

мелкий – размер зерен диаметром более 10 мм составляет 83% [1, таблица Б.10];

насыщенный водой – S_r=0,87>0,8 [1, таблица Б.17]);

рыхлый – e=0,875>0,75 [1, таблица Б.18]).

Слой № ____: глина полутвёрдая – толщина слоя 5 м. Удельный вес γ = 19,2 кН/м³, угол внутреннего трения = 17,5°, удельное сцепление с=27 кПа,модуль деформации Е=20,91 МПа; условное расчетное сопротивление R_о=208,9 кПа [2, приложение 3, таблица 3 или приложение Е (таблица Е.5)]:

глина – I_p = 0,254 > 0,17 [1, таблица Б.11]);

полутвердое состояние – 0<I_L=0,224<0,25 [1, таблица Б.14].

4.2.2 Несущая способность грунтов

Для определения предварительных размеров подошвы фундамента мелкого заложения (ФМЗ) пользуются значением несущей способности грунтов R₀(п. 4.2.1). Необходимо помнить, чтоR₀приведены для фундаментов, имеющих ширинуb=1 м и глубину заложенияd=2 м. Затем эти размеры уточняют по предельным состояниям основания с использованием расчётного сопротивления грунтовR[2, формула (7)], которое зависит от свойств грунта, размеров фундамента, конструктивных особенностей здания.

4.3 Варианты фундамента

Отличительной особенностью проектирования фундаментов является вариантность. Для типового здания не существует типового фундамента. При выборе того или иного фундамента необходимо учитывать совместную работу основания, фундамента и надземных несущих конструкций здания, инженерно-геологические, гидрогеологические, климатические условия строительной площадки (глубины сезонного промерзания см. приложение Е, рис. Е.7), чувствительность несущих конструкций здания к неравномерным осадкам, крену и другие особенности здания, методы выполнения работ по устройству фундаментов, возможности строительной организации и ряд других факторов. Все это приводит к необходимости разработки нескольких вариантов фундаментов. Наиболее оптимальный из них определяется путем технико-экономического сравнения вариантов.

Проектирование оснований и фундаментов выполняется с учетом следующих положений:

• обеспечение прочности и эксплуатационных требований зданий;

• максимального использования прочностных и деформационных свойств грунта;

• максимального использования прочности материала фундамента;

• достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости.

При учебном проектировании необходимо предложить и обосновать не менее двух типов возможных в данных условиях вариантов фундаментов. В первую очередь должен быть рассмотрен вопрос о возможности применения фундаментов мелкого заложения и свайных. При наличии слабых грунтов необходимо решить вопрос об искусственном увеличении несущей способности таких грунтов (уплотнение, устройство подушек, закрепление и др.)

Отсутствие на небольших глубинах прочных грунтов ведет к необходимости применения фундаментов в виде сплошной железобетонной плиты, перекрестных лент и т.д.

Для зданий с большими нагрузками или в случае необходимости расположения помещений на большой глубине, ниже уровня подземных вод, в слабых водонасыщенных грунтах может оказаться целесообразным, а иногда и единственно возможным применение опускных колодцев или конструкций «стена в грунте».

Сравнение вариантов фундаментов выполняется по критериям стоимости (приложение Г, таблица Г.1).