1 Инженерно-геологическая оценка строительной площадки

При проектировании подпорной стенки свойства грунтов основания и засыпки оценивают по данным инженерно-геологических исследований.

Данные инженерно-геологических исследований приведены в задании к курсовой работе. Варианты грунтовых условий строительных площадок принимаются по таблицам 4.1 и 4.2.

Определение грунта речного русла.

Определим тип песчаного грунта по крупности частиц. Для этого необходимо с нарастающим итогом суммировать сверху вниз данные процентного содержания частиц, каждый раз сравнивая полученную сумму с соответствующими величинами процентного содержания частиц определенной крупности, приведенными в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Классификация песчаных грунтов по гранулометрическому составу

Грунт	Тип грунта	Содержание частиц по массе
Песчаный	Гравелистый	Крупнее 2 мм – более 25 %
	Крупный	Крупнее 0,5 мм – более 50 %
	Средней крупности	Крупнее 0,25 мм – более 50 %
	Мелкий	Крупнее 0,1 мм – более 75 %
	Пылеватый	Крупнее 0,1 мм – менее 75 %

Определим плотность сложения песчаного грунта по коэффициенту пористости е и таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Плотность сложения песчаных грунтов

Плотность сложения	Коэффициент пористости для песков
	Гравелистые, крупные, средней крупности	Мелкие	Пылеватые
Плотные	е < 0,55	е < 0,6	е < 0,6
Средней плотности	0,55 ≤ е ≤ 0,7	0,6 ≤ е ≤ 0,75	0,6 ≤ е ≤ 0,8
Рыхлые	е > 0,7	е > 0,75	е > 0,8

, (1.1)

где ρ_S – плотность частиц грунта, г/см³;

ρ_d – плотность грунта в сухом состоянии, г/см³.

, (1.2)

где ρ – плотность грунта, г/см³;

w – влажность грунта.

Определяем степень влажности

, (1.3)

где ρ_W – плотность воды, ρ_W = 1 г/см³.

Крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности подразделяют на насыщенные водой S_r ≥ 0,8; средней степени насыщения (влажные) 0,8 > S_r > 0,5; малой степени насыщения (маловлажные) S_r ≤ 0,5.

Определение грунта засыпки.

По числу пластичности I_P определим вид пылевато-глинистого грунта:

1 ≤ I_P ≤ 7 – супесь;

7 < I_P ≤1 7 – суглинок;

I_P > 17 – глина.

I_P = w_L – w_P, (1.4)

где w_L– влажность на границе текучести, %;

w_P – влажность на границе раскатывания, %.

Консистенцию глинистого грунта определим по показателю текучести I_L (таблица 1.3).

, (1.5)

где w – влажность грунта, %.

Пылевато-глинистые грунты текучей консистенции в качестве естественных оснований, как правило, не используются.

Таблица 1.3 – Показатель консистенции (текучести) I_L

Грунт	Показатель текучести
Супесь: твердая пластичная текучая	IL  0 0  IL  1 IL  1
Суглинок и глина: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие	IL  0 0  IL  0,25 0,25  IL  0,5 0,5  IL  0,75 0,75  IL  1 IL  1

При определении ρ_d следует учитывать, что грунт засыпки подпорной стенки набережной является грунтом земляного полотна автомобильной дороги. Поэтому нужно воспользоваться нормативными значениями коэффициента уплотнения грунта земляного полотна и формулой

ρ_d = K_y ∙ ρ_{d max} , (1.6)

где К_у – коэффициент уплотнения грунта;

ρ_{d max} – максимальная плотность скелета грунта при стандартном уплотнении.

Значение К_у нормируется в зависимости от дорожно-климатической зоны, типа дорожной одежды. В нашем случае можно взять К_у = 0,95.

Максимальная плотность скелета грунта при стандартном уплотнении определяется по формуле

, (1.7)

где W_opt – оптимальная влажность стандартного уплотнения,

W_opt = α ∙ W_L , (1.8)

где α – коэффициент, равный для супесей 0,7; суглинков легких 0,6; суглинков тяжелых 0,55; глин 0,5.

Определяем влажность грунта засыпки

. (1.9)

Плотность грунта засыпки находим по формуле

ρ = (1+ W) ∙ ρ_d. (1.10)

Далее определим нормативные прочностные характеристики – удельное сцепление С_n, кПа (кгс/см²), угол внутреннего трения φ_n, град, условное сопротивление R₀, кПа (кгс/см²), и деформационные характеристики – модуль деформации Е пылевато–глинистых грунтов по таблицам А.1–А.5. Значения определяются в соответствии с коэффициентом пористости е и показателем текучести I_L. Необходимо также определить коэффициент пористости пылевато–глинистых грунтов.

Данные о физико-механических характеристиках и показателях грунтов, слагающих строительную площадку, приводятся в сводной таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Сводная таблица физико-механических характеристик грунта

Наименование грунта	Физические характеристики											Прочностные характеристики			Деформационные характеристики
	ρs, г/см3	ρ, г/см3	ρd, г/см3	γsb, кН/м3	w, %	wL, %	wP, %	IP	IL	e	Sr	φn, град	Сn, кПа	R0, кПа	Е, МПа
Песок пылеватый средней плотности	2,66	1,98	1,6	10	25,6	–	–	–	–	0,66	1,03	35	1	147	30
Глина твердая	2,7	1,83	1,53	–	10	51	20	17	-0,2	0,76	–	17,8	46,4	442	19,7