4. Оценка грунтовых условий площадки строительства

Проектирование оснований и фундаментов начинается с изучения и общей оценки всей толщи и отдельных, входящих в нее пластов грунта. Оценка производится по геологическим картам, разрезам, колонкам, физико-механическим свойствам, которые приводятся в отчетах (заключениях) по инженерно-геологическим изысканиям.

По условиям напластования грунтов основания обычно подразделяются на однородные, сжимаемая толща которых включает только один грунт, и слоистые с различными по со-ставу, свойствам и сжимаемости грунтами, с согласным и не-согласным их залеганием. К слоистым с согласным залеганием относятся основания, у которых простирание отдельных слоев близко к горизонтальному, а к слоистым с несогласованным залеганием – основания, пласты которых залегают невыдер-жанно, имеют наклон, выклиниваются и пр. [9].

На практике грунты основания условно разделяют на прочные и слабые.

• прочным относятся грунты, которые могут слу-жить основанием сооружений и обеспечивают их нормальную эксплуатацию: крупнообломочные грунты, плотные и средней плотности пески, твердые и пластичные глинистые грунты.

• слабым относятся грунты, которые дают под на-грузкой большие деформации, неустойчивы и не могут слу-жить основаниями сооружений без предварительных меро-приятий: рыхлые пески, текучие глинистые грунты. Иногда к слабым относят водонасыщенные глинистые грунты, у кото-

рых модуль общей деформации Е_о ≤ 5 МПа [11].

Наиболее надежными являются однородные основания и слоистые с согласно залегающими малосжимаемыми грунта-ми, имеющими характеристики: расчетное сопротивление

21

грунта основаания R_o ≥ Е_о ≥ 5 МПа. Из слоист которых сжимаемость с которых сжимаемость гоприятны для возвед плитах и с различной гл

Возможность исп грунтов в качестве осно тельных исследований набухающих и др.) и н тий по возведению здан

Полученные данн изысканий позволяют с товых условий. При пр зданий, сооружений не вопросы:

• какие виды фундаме сматриваемых гру тивные особенности

• какой грунт (инжен лагаемой строительн в качестве несущего

• будут ли изменятьс вития естественных Таким образом,

строительства дает во наиболее рациональный

5. Пример оце площад

Требуется: оцени площадки, на которой

22

кирпичного жилого дома с подвалом. По конструктивной схеме здание запроектировано с несущими продольными стенами.

Исходные данные: схемы выработок и геологические колонки представлены на рис. 5.1. Данные о гранулометриче-ском составе и нормативных значениях, физико-механических характеристиках грунтов приведены в табл. 5.1.

Решение: В соответствии с классификационными пока-зателями, приведенными в параграфе 2.1, определяем вид и разновидность дисперсных грунтов, слагающих площадку.

Образец № 1. Грунт отобран из скважины № 1 с глубины 2,6 м (табл 5.1). Так как W_р = 0 и W_l = 0 и содержание частиц крупнее 2 мм (1 %) менее 25 %, вид грунта – песок [1].

Разновидность грунта определяется по гранулометриче-скому составу, по коэффициенту пористости е, по коэффици-енту водонасыщения S_r (табл 5.1) см. параграф 2.1.

1. По гранулометрическому составу согласно табл. 2.1 настоящих методических указаний содержание частиц круп-

нее 0,1 мм менее 75 % (1 + 1 + 15 + 20 + 27 = 54 % табл. 5.1).

Следовательно, грунт – песок пылеватый.

2. По коэффициенту пористости е.

По формуле (2.3) определяем плотность сухого грунта ρ_d:

ρ_d = _{1 +}^ρ_W = _{1 +}^1,95_0,12 =1,735г / см³ .

Тогда согласно формуле (2.4) коэффициент пористости соста-вит:

• = ^ρs −1 = ^2,69 −1 = 0,55 .

  • _d 1,735

По табл. 2.4 устанавливаем – песок пылеватый, плотный.

23

99,9	5,7	1,2	УПВ	глинистая
95,4	10,2	4,4
90,6	15	4,2		Глина полутвердая

99,6	5,7	2,1	УПВ	глинистая
95,8	10,2	4,4
91	15	4,2		Глина полутвердая

Рис. 5.1. Данные о грунтовых условиях площадки строительства: а – схема вырабо-ток грунта, б, в – геологические колонки по скважинам 1 и 2.

1	– абсолютная отметка подошвы слоя;	4	– условные обозначения грунта;
2	– глубина подошвы каждого слоя;	5	– литологическое описание.
3	– мощность слоев грунта;		УПВ – отметка уровня подземных вод

Таблица 5.1

Гранулометрический состав и нормативные значения физико-механических характеристик грунтов, установленных по результатам испытаний

														Границы те-			,		С,	ϕУголвнутреннеготрения,град	МПа
																	s
														кучести, пла-				3
		Глубина отбора образцов,м			Гранулометрический состав грунта, %											Естественная влажностьW,(д.е.)		ρПлотностьгрунта, г/см	Удельное сцеплениегрунтакПа,		,
														стичности
																					о
																					Модуль деформации Е
														(д.е.)
№ образца грунта
	№ скважины			2.0-1.0	1.0-0.5	0.1-0.5	0.5-0.25	0.25-0.1	0.1-0.05	0.05-0.01	0.01-0.0015	0.0015-0.001	<0.001	Wl	Wр		3
			>5.0														ρПлотностьсухогогрунтаг/см
1	.1	2.6	0	1	1	15	20	27	19	12	3	2	0	0	0	0.12	2.69	1.95	7	37	10
	скв
2	.1	4.9	0	0	0	2	6	21	30	18	15	6	2	0.18	0.12	0.16	2.67	2.07	17	27	19.45
	скв
3	.2	6.9	0	0	0	5	4	20	35	15	13	5	3	0.21	0.15	0.21	2.72	2.08	15	26	12
	скв
4	.2	12.4	0	0	0	0.5	0.5	6	18	25	22	19	15	0.34	0.16	0.19	2.74	2.01	40	20	15
	скв

3. По коэффициенту водонасыщения S_r, согласно фор-

муле (2.5):

S		=	ρs ⋅W			=	2,69 ⋅0,12	= 0,59 .
	r		ρ	w	⋅e		1⋅0,55

Следовательно – песок средней степени водонасыщения

(табл. 2.5).

Грунт находится выше уровня подземных вод. Поэтому удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды γ_sв неопределяем [9].

По табл. 3.3 определяем расчетное сопротивление R_o для песчаных грунтов.

Рассматриваемый грунт – песок пылеватый, плот-ный, средней степени водонасыщения c расчетным сопро-тивление R_o =150 кПа.

Образец № 2. Грунт отобран из скважины № 1 с глубины 4,9 м (табл. 5.1). Так как W_p > 0 и W_l > 0, следовательно, грунт глинистый.

Разновидность глинистого грунта определяется по числу пластичности I_p и по показателю текучести I_l, см. параграф 2.1.

1. По числу пластичности I_p согласно формуле (2.1)

I_р = W_l – W_р = 0,18 – 0,12 = 0,06 = 6 %.

Следовательно, грунт супесь (табл. 2.2).

По показателю текучести I_l согласно формуле (2.2)

Il =	W −Wp		=	0,16 − 0,12	= 0,67 .
		I p		0,06

Следовательно, супесь – пластичная (табл. 2.4). Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, об-

ладает ли он набухающими или просадочными свойствами [10]. Для этого в начале определяем следующие характеристики:

− (%, д.е.) плотность сухого грунта ρ_d по формуле (2.3)

^ρd ⁼ _{1 +}^ρ

• коэффициент по

• =

• коэффициент во

S_r = ^ρ_ρ

− показатель e_l по

e_l = _ρ^ρs ⋅ w

Определяем по фор которого дается предвар хающих свойств грунта [

I_ss = ^e₁^l ₊⁻_e

Грунт будет относ S_r ≤ 0,8 и I _ss ≤ 0,1 выпол риваемом случае услови ловие I_ss = −0,013 ≤ 0,1 в

Так как одно из усл грунт является непросадо Грунт будет относ I_ss ≥ 0,3 выполняется. Та

полняется, следовательн По табл. 3.4 опреде пылевато-глинистого гру

1⋅0,58

Рассматриваемый грунт – пылевато-глинистая супесь пластичная с расчетным сопротивлением R_o = 300 кПа.

Образец № 3. Грунт отобран из скважины № 2 с глубины 6,9 м (табл. 5.1). Так как W_p > 0 и W_l > 0, следовательно, грунт глинистый.

По аналогии с образцом № 2 (см. выше) определяем раз-новидность глинистого грунта по числу пластичности I_р и по показателю текучести I_l.

Число пластичности I_р согласно формуле (2.1)

I_р = W_l - W_р = 0,21 – 0,15 = 0,06 = 6 %.

Следовательно, грунт – супесь (табл. 2.2). Показатель текучести согласно формуле (2.2)

Il =	W −Wp			=	0,21 − 0,15	=1.
		I p			0,06
Следовательно, супесь –			текучая (табл. 2.4).

Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, об-ладает ли он набухающими или просадочными свойствами

10. Для этого определяем:

    • плотность сухого грунта ρ_d по формуле (2.3)

ρ_d = _{1 +}^ρ_W = _{1 +}^2,₀⁰⁸_,21 =1,72 г/см³;

− коэффициент пористости е по формуле (2.4)

е = ^ρs −1 = ^2,72 −1 = 0,58 ; ρ_d 1,72

− коэффициент водонасыщения Sr по формуле (2.5)

_{Sr =} ^ρ_ρs ^⋅_⋅^W ₌ ^{2,72 ⋅0,21} _{= 0,98 ;}

w ^e

− показатель e_l по формуле (2.8)

e =	ρs		⋅W =	2,72	0,21 = 0,27 ;
	ρ			1
l		w	l

28

− показатель I_ss п

I_ss = ^e₁^l ₊⁻

В рассматриваемом ется, условие I_ss ≤ 0,1 в

ляется непросадочным. Условие I_ss ≥ 0,3 н относится к ненабухающ По табл. 3.4 опреде пылевато-глинистого гру

Рассматриваемый песь, текучая с расчетн

Образец № 4. Грунт

12,4 м (табл. 5.1). Так грунт глинистый.

По аналогии с обра ем разновидность глинис лям по числу пластичнос Число пластичности I

I_р = W_l - W_р =

Следовательно, Показатель текучести

W −W ^Il ⁼ _{I p}

Следовательно, Поскольку грунт гл ладает ли он набухающ

10. Для этого определяе

• плотность сухог

ρd =

ρ

=

2,01

=1,69 г/см3;

1 +W

1 + 0,19

− коэффициент пористости е по формуле (2.4)

е =

ρs

−1 =

2,74

−1 = 0,62 ;

ρd

1,69

− коэффициент водонасыщения Sr по формуле (2.5)

S

=

ρs ⋅W

=

2,74 ⋅0,19

= 0,84 ;

ρw ⋅e

r

1⋅0,62

− показатель еl по формуле (2.8)

e =

ρs

⋅W =

2,74

0,34 = 0,93.

l

ρw

l

1

Определяем по формуле (2.9) показатель Iss:

I

=

el −e

=

0,93 − 0,62

= 0,19 .

ss

1 + e

1 + 0,62

В рассматриваемом случае условие S_r ≤ 0,8 не выполня-ется, условие I_ss ≤ 0,24 выполняется, следовательно, грунт яв-

ляется непросадочным.

Условие I_ss ≥ 0,3 не выполняется, следовательно, грунт является ненабухающим.

По табл. 3.4 определяем расчетное сопротивление R₀ для пылевато-глинистого грунта.

Рассматриваемый грунт – пылевато-глинистая глина, полутвердая с расчетным сопротивление R_o = 550 кПа.

Полученные данные о характеристиках грунтов сводим в табл. 5.2 и вычерчиваем инженерно-геологический разрез площадки строительства (рис. 5.2).

30

Рис. .2.5 Инженерно-геологический разрез площадки строительства (окончание)

32

2	плотный, средней сте-	3.4	1.95	2.69	1.74	0.55	0.12	0.59	0	0	10	7	37
	пени водонасыщения
3	Супесь пылевато-	1.2-	2.07	2.67	1.78	0.5	0.16	0.85	0.06	0.67	19.45	17	27
	глинистая, пластичная	2.1
4	Супесь пылевато-	4.4-	2.08	2.72	1.72	0.58	0.21	0.98	0.06	1	12	15	26
	глинистая, текучая	4.5
5	Глина легкая, пылева-	4.2-	2.01	2.74	1.69	0.62	0.19	0.84	0.18	0.17	15	40	20
	тая, полутвердая	4.8

Общая оценка грунтовых условий площадки строи-		Л
тельства. По инженерно-геологическому разрезу площадка
имеет спокойный рельеф с абсолютными отметками 105,6 –	1.	ГОСТ 25100-95.
106 м. Грунты имеют слоистое напластование с согласным за-		Изд-во стандартов
леганием пластов. Все они могут служить естественным осно-	2.	ГОСТ 5180-84. Гр
ванием для фундаментов зданий.		ления характерис
Для рассматриваемого 5-этажного жилого здания при		1985. – 26 с.
устройстве фундаментов мелкого заложения несущим слоем	3.	ГОСТ 12536-79. Г
может быть песок пылеватый, плотный, средней степени во-		деления гранулом
донасыщения (слой 2). При этом для уменьшения неравно-		гатного состава. –
мерности деформаций оснований опорную часть фундаментов		26 с.
следует принять в виде монолитной железобетонной ленты.	4.	СНиП 2.02.01 – 8
При использовании свайных фундаментов в качестве не-		Госстрой СССР. –
сущего слоя рекомендуется использовать глину полутвёрдую	5.	СНиП 2.03.01 –
(слой 5). В этом случае свая будет работать по схеме свая ви-		СССР. – М.: ЦИТ
сячая.	6.	Механика грунто
При инженерно-геологических изысканиях были обна-		С.Б. Ухов [и др.] –
ружены подземные воды. Они залегают на отметках	7.	Основания, фунда
99,6 – 99,9 м (глубина залегания 5,7 – 6,4 м от поверхности) и		ред. Е.А. Сорочан
не будут существенным образом влиять на устройство основа-		издат, 1985. – 480
ний и фундаментов здания.	8.	Пособие по прое
		оружений (к СНи
	9.	ванова. – М.: Стро
		Проектирование
		соб. для вузов. –
	10.	издат, 1990. – 304
		Цытович, Н.А. М
		ник для строит.
	11.	Н.А.Цытович. - М
		Абелев, М.Ю. Ме
		гражданских здан
		тах./ М.Ю.Абелев