Слой 3 – суглинок

Число пластичности I_р, определяем по формуле (ГОСТ 25100-2011 А.31):

I_р = W_L – W_P = 25.1 % - 22.2 % = 2.9 %

где, W_L - влажность на границе текучести, %;

W_P — влажность на границе раскатывания, %.

Плотность сухого грунта p_d, вычисляем по формуле (ГОСТ 5180-84 п.9.2):

p_d = p_n / (1 + 0.01 * W) = 1.77 т/м³ / (1 + 0.01 * 24.8) = 1.42 т / м³

где, р_п - плотность грунта, т / м³;

W — влажность грунта, %.

Пористость n определяется по формуле:

n = (1 – p_d / p_s) * 100 % = (1 – 1.42 т/м³ / 2.72 т/м³) = 47.8 %

Коэффициент пористости e, определяется по формуле (ГОСТ 25100-2011 А.6):

e = (p_s – p_d) / p_d = (2.72т/м³ - 1.42 т/м³) / 1.42 т/м³ = 0.92

где, p_d - плотность сухого грунта, т/м³;

p_s — плотность частиц грунта, т/м³.

Коэффициент водонасыщения S_r, определяются по формуле (ГОСТ 25100-2011 А.2):

S_r = W * p_s / e * p_w = 0.248 * 2.72 т/м³ / 0.92 * 1 т/м³ = 0.73

где, W - природная влажность грунта;

p_s — плотность частиц грунта, т/м³;

e — коэффициент пористости;

p_w — плотность воды, т/м³.

Показатель текучести I_L, - показатель состояния (консистенции) глинистых грунтов, определяют по формуле (ГОСТ 25100-2011 А. 18):

I_L = (W - W_p) / I_p = (24.8 % - 22.2 %) / 2.9 % = 0.90

где, W - природная влажность грунта, %;

W_p — влажность на границе раскатывания, %;

I_p — число пластичности, %.

По показателю текучести суглинок находится в текучепластичном состоянии (ГОСТ 25100-2011 блок-схема Е.8).

Расчетное значение удельного веса и удельного веса твердых частиц:

γ_I ⁽³⁾ = p_I * g = 1.72 т/м³ * 9.81 м/с² = 16.87 кН/м³

γ_II ⁽³⁾ = p_II * g = 1.74 т/м³ * 9.81 м/с² = 17.07 кН/м³

γ_s = p_s* g = 2.72 т/м³ * 9.81 м/с² = 26.68 кН/м³

γ_w = p_w * g = 1.0 т/м³ * 9.81 м/с² = 9.81 кН/м³

где, p_i — плотность твердых частиц грунта, т/м³;

р_W — плотность воды т/м³;

g — ускорение свободного падения, м/с².

Удельный вес суглинка, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, вычисляем по формуле:

γ_sb⁽³⁾ = (γ_s – γ_w) / (1 + е) = (26.68 кН/м³ - 9.81 кН/м³) / (1 + 0.73) = 9.75 кН/м³

где, γ_s — удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ_w — удельный вес воды, кН/м³;

e — коэффициент пористости.

Удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) вычисляем по формуле:

γ’_II = (γ_II ⁽²⁾ * d_w + γ_sb⁽²⁾ * (h₁ - d_w)/ d₁ =

= (18.84 кН/м³ * 0.75 м + 9.7 кН/м³ * (3.9 – 0.75)) /3.9 м = 11.46 кН/м³

где, γ_sb⁽²⁾ — удельный вес суглинка, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³;

d_w - глубина расположения уровня подземных вод, м;

γ_II ⁽²⁾ - удельный вес суглинка без учета взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³.

h₁ - условная глубина заложения фундаментов, м.

Условное расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяем по формуле (СП 22.13330.2011 п.5.6.7 с учетом d_b = 0):

R_усл. = γ_с1 * γ_с2 * (М_γ * к_z * b * γ_sb⁽³⁾ +M_q * d₁ * γ’_II + M_c * c_II) / к = 1.1 * 1.0 *

*(0.36 *1 * 1 м * 9.75 кН/м³ + 2.43 * 3.9 м *11.46 кН/м³ + 4.99 * 16) / 1.0 = 211.2 кПа

где, γ_с1, γ_с2 – коэфф. условий работы, при показатели текучести I_L = 0.90;

к — коэффициент, принимаемый равным единице, т.к. прочностные характеристики грунта (ф_II и с_II) определены непосредственными испытаниями;

М_γ, M_q, M_c — коэффициенты, в зависимости от угла трения ф_II = 16˚;

к_z = 1 — коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м;

b = 1 м — условная ширина подошвы фундамента, м;

γ_sb⁽³⁾ — удельный вес суглинка, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³;

γ’_II - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

c_II = 16 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d₁ = 3.9 м - условная глубина заложения фундаментов, м;

d_b= 0 - глубина подвала, м.

Полное наименование грунта 3 слоя по ГОСТ 25100-2011 – суглинок текучепластичный. Этот грунт может быть использован, как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность, (К_усл = 211,2 кПа, Е = 9 МПа - среднесжимаемый).