Desktop / ОіФ / POSOBIE-FUNDAM

Cu = d60 = 0.29 =5.27 (точність визначення Cu - 0.01). d10 0.055

Так як Cu = 5.27 > 3, то відповідно до п. 2.2 додатку Б ДСТУ [10] пісок дрібний є неоднорідним. Тут необхідно мати на увазі, що однорідними вважають великоуламкові ґрунти та піски при Cu ≤ 3.

Показник кривизни гранулометричної кривої Cс вираховують в зарубіжній

практиці для оцінки відсортованості частинок (для класифікації за Європейськими нормами):

Значення d30 визначають аналогічно d60 і d10.

Так як Сс знаходиться в межах 1…3, то ґрунт добре відсортований (в інших випадках – погано відсортований). Ця назва піску не враховується діючою в Україні класифікацією [10], проте додатково характеризує його гранулометричний склад.

2. Щільність скелету ґрунту (або за старим визначенням „в сухому стані”) –ρd:

20

γ3 = ρ3 × g = 1.78 ´ 9.81 = 17.46 = 17.5 кН/м3. Точність визначення - 0.1 кН/м3.

4.Пористість ґрунту n3:

n3 = ρs.3 - ρd.3 = 2.65 - 1.68 = 0.366 = 0.37. Точність визначення – 0.01. ρs.3 2.65

5. Коефіцієнт пористості е3:

e3 = ρs.3 - ρd.3 = 2.65 - 1.68 = 0.577 . ρd.3 1.68

Точність визначення – 0.001.

По табл. Б.18 ДСТУ [10] дрібні піски, що мають е = 0.577 < 0.6 додатково називаються щільними (табл. 5). Якщо коефіцієнт пористості е > 0.75 – піски відносяться до пухких – вони не можуть використовуватися як природна основа. До того ж, в разі необхідності, їх механічні характеристики повинні визначатися тільки за даними польових або лабораторних випробувань.

6. Коефіцієнт водонасичення Sr.3:

де ρw – щільність води, 1.0 т/м3 (г/см3). Точність визначення Sr – 0.01.

Всі піски по табл. Б17 ДСТУ [10] додатково поділяються за величиною Sr (табл. 6).

В даному випадку дрібні піски будуть малого ступеню водонасичення, так як 0 < Sr = 0.28 < 0.50. Необхідно звернути увагу на те, що за розрахунками

величина Sr не може перевищувати Sr = 1, а нижче рівня ґрунтових вод для пісків практично завжди Sr = 1.0.

21

ДРУК29.09.2009 СИГНАЛЬНИЙ ПРИМІРНИК Службова інформація стор. 22/ 156

Таким чином, повна назва ґрунту ІГЕ-3: дрібний пісок, неоднорідний, щільний, малого ступеню водонасичення.

7. Величини сn і ϕn, що характеризують міцність цього піску, як нормативні

показники, визначаємо на основі фізичних характеристик табл. 1 (табл. В.1 додатку В норм [2]), враховуючи різновид піску (пісок дрібний) та його коефіцієнт пористості (е3 = 0.577) - в посібнику це табл.7. Так як в таблиці приведені дані тільки для е = 0.55 та е = 0.65 кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення визначаємо за інтерполяцією:

Точність визначення - 0.1 кПа.

Зауваження:

1.В тих випадках, коли в таблиці для заданих характеристик значення сn, ϕn та

Евідсутні, їх приймають за вказівкою викладача. Про це необхідно зробити запис в пояснювальній записці.

2.На практиці в звітах з інженерно-геологічних вишукувань значення ϕ приводять з точністю 1.0 (0.5) град, а с – 1 кПа.

8.Модуль деформації Е для дрібного піску при е = 0.577 визначається як нормативна величина за тією ж таблицею ДБН [2] (табл.7 посібника):

E3 = 28 + 38.0 − 28.0 ( 0.65 − 0.577 ) = 28 + 7.3 = 35.3 МПа. 0.65 − 0.55

Точність визначення - 0.1 МПа.

22

Таке ж зауваження як і приведене вище для с і ϕ приймається і при визначенні Е у випадках пухких пісків. На практиці точність визначення Е знаходиться в межах 0.1...1.0 МПа, в залежності від його абсолютного

значення.

Таблиця 7 (В.1 додатку В [2])

Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, кута внутрішнього тертя ϕn, град., модуля деформації Е, МПа, пісків кварцевих четвертинного віку

Примітки:

1.Позначення модуля деформації Е дається без індексу „n” оскільки ця величина використовується в розрахунках тільки за ІІ-м граничним станом, для якого розрахункові значення приймаються рівними нормативним;

2.При величині е < 0.45 допускається приймати в запас надійності значення сn, ϕn і Е, як при е = 0.45;

3.Для проміжних значень нормативні показники визначають по інтерполяції.

4.Для пилуватих пісків середньої щільності (див. табл. 5 посібника) при величинах е, що виходять за межі максимальних в табл. 7 нормативні показники можна визначати за екстраполяцією;

5.Для пухких пісків визначати показники за табл.7 не дозволяється. На практиці в цьому випадку оцінку ґрунтам дають на основі польових або лабораторних випробувань. При виконанні курсового проекту тут необхідно приймати узгоджені обґрунтовані рішення.

9. Розрахунковий опір дрібного піску щільного малого ступеню водонасичення R0 (табличне значення або умовний розрахунковий опір ґрунту, як це прийнято на практиці) визначається за табл. Е.2 додатку Е [2], як така

величина R, що відповідає фундаментам неглибокого закладання з шириною підошви b0 = 1 м та глибиною закладання d0 = 2 м і може використовуватися для попереднього розрахунку розмірів фундаментів. Тільки для фундаментів

23

будівель і споруд третього рівня відповідальності величини R0 на практиці часто використовують як допустимі. При виконанні курсового проекту остаточна величина R буде визначатися за формулою (Е.1) додатку Е норм [2], яка враховує властивості несучого шару ґрунту та фактичні розміри фундаменту.

Аналогічну таблицю R0 для пісків наведено нижче (табл. 8).

Таблиця 8 (Е.2 додатку Е [2])

Розрахунковий опір R0, кПа, піщаних ґрунтів

Примітки:

1.*- гравелисті піски в норми [2] не включені;

2.**- назва пісків за ступенем водонасичення відповідно до вимог ДСТУ [10] в ДБН [2] ступеню вологості.

Для дрібного середньої щільності піску ІГЕ-3 визначаємо: R0.3 = 400 кПа. За цією схемою можуть розраховуватися всі піщані ґрунти. Але, якщо б в

межах цього шару (в нижній його частині) була б ґрунтова вода, то нижче рівня її розповсюдження властивості піску дещо змінилися б, а значить і змінилися б деякі показники. До того ж, цю частину шару необхідно було б розглядати як самостійний інженерно-геологічний елемент (наприклад, ІГЕ-3а). Для цього шару ІГЕ-3а частина показників дрібного неоднорідного щільного піску

залишилась би постійною: ρs.3a = 2.65 т/м3, ρd.3a = 1.68 т/м3, n3a = 0.366, е3а = 0.577.

Коефіцієнт водонасичення нижче рівня WL буде Sr.3a = 1.0 (пісок

насичений водою). Тоді з його визначення маємо:

Sr.3a = Wsat.3a × ρs.3a = 1.0.

e3a × ρW

Вологість водонасиченого ґрунту Wsat.3a (максимальна вологість Wmax.3a

для цього стану піску за щільністю) звідси дорівнює:

24

дрібного щільного піску від малого ступеню водонасичення до насиченого водою не впливає на його показники механічних властивостей, тобто залишаються: ϕ3а = 34.9 град, с3а =3.5 кПа, Е3а = 35.3 МПа (це нормативні

величини). Але величина R0 (вона визначається по табл. Е.2 додатку Е [2] або табл. 8 посібника) зміниться: R0.3а = 300 кПа.

Розрахунок за схемою ІГЕ-3а виконують, коли в шарі піску є рівень

ґрунтових вод WL (для прикладу, що розглядається, це не характерно, а значить ІГЕ-3а в дійсності не виділяється і такий розрахунок в даному випадку не потрібний).

ІГЕ-4 – глинистий ґрунт, потужністю 7.1 м. Вище рівня ґрунтових вод WL

він має такі характеристики: ρ4 = 1.91 т/м3, ρs.4 = 2.68 т/м3, W4 = 0.19, WP.4 = 0.17, WL.4 = 0.22. Ці показники характеризують ту частину шару, яка знаходиться в зоні аерації. До цієї частини шару і відноситься виділений ІГЕ-4.

1. Визначаємо назву глинистого ґрунту по величині числа пластичності IP.4:

IP.4 = WL.4 -WP.4 = 0.22 - 0.17 = 0.05

По табл. Б 11 додатку ДСТУ Б В.2.1-96 [10] (табл. 9) даний ґрунт є

супіском, так як виконується умова: 0.01< IP.4 = 0.05 < 0.07 .

25

Таблиця 9 (Б 11 [10])

Назва різновидів глинистого ґрунту за величиною числа пластичності

Примітка: * - в ДСТУ [10] величина Ір приводиться в цілих одиницях процентів

Додаткова назва різновиду глинистих ґрунтів дається по табл. Б 12 додатку Б норм [10] з врахуванням гранулометричного складу. Ця таблиця наведена нижче (табл.10). Так як гранулометричний склад глинистого ґрунту не визначався (на практиці це не часто виконується), то додатковий поділ супіску на піщанистий чи пилуватий) студент проводить самостійно (закріплюється підхід до класифікації глинистих ґрунтів, хоча прямого впливу на визначення

розрахункових характеристик він не має).

Таблиця 10 (Б.12 [10])

Додаткова назва глинистих ґрунтів з врахуванням їх гранулометричного складу

Примітка: * - див. примітку до табл. 9.

Якби це був суглинок або глина, то навіть при відсутності гранулометричного складу необхідно вказати: легкий чи важкий це ґрунт.

2. Стан глинистого ґрунту визначають за величиною показника

26

текучості IL.4:

IL.4 = W4 -WP.4 = 0.19 - 0.17 = 0.40 , точність визначення до 0.01. WL.4 -WP.4 0.22 - 0.17

По табл. Б 14 додатку ДСТУ Б В.2.1-2-96 (табл. 11) визначають стан

глинистого ґрунту. Це буде супісок пластичний, так як 0 < IL = 0.40 < 1.0

(необхідно звернути увагу, що для суглинків та глин поділ в зоні пластичного стану більш детальний).

Таблиця 11 (Б.14 [10])

Додаткова назва різновидів глинистих ґрунтів з врахуванням їх консистенції

Інші показники фізичних властивостей визначаються, як і для пісків:

3.Щільність ґрунту в сухому стані – скелету ґрунту ρd.4:

4.Питома вага ґрунту γ4:

γ 4 = ρ4 × g = 1.91 ´9.81 = 18.74 = 18.7 кН/м3.

5.Пористість ґрунту n4:

6.Коефіцієнт пористості е4:

e4 = ρS.4 - ρd.4 = 2.68 - 1.605 = 0.670 ρd.4 1.605

27

7.Коефіцієнт водонасичення Sr:

На відміну від пісків додаткова класифікація по величині е та Sr для глинистих ґрунтів не проводиться. В той же час, ці показники використовують при визначенні механічних показників глинистих ґрунтів по їх фізичним

характеристикам за табл. В.2 і табл. В.3 додатку В норм [2]. При цьому в нормах

вказується, що ці таблиці складені для ґрунтів, у яких Sr ³ 0.8. В курсовому проекті дозволяється їх використовувати і при Sr < 0.8, вказавши при цьому застереження, що це робиться умовно (див. п. 8 нижче).

8. Нормативні показники міцності ϕn і сn визначаємо умовно

(Sr = 0.76 » 0.8) за табл. В.2 додатку В ДБН [2] (табл. 12) з врахуванням, що вони мають IL.4 = 0.40 та е4 = 0.670, по інтерполяції:

9. Модуль деформації Е визначається за табл. В.3 додатку В ДБН [2] (табл. 13) за тими ж умовами. Цей супісок розглядаємо як алювіальний, тобто такий, що відноситься до першої групи глинистих ґрунтів четвертинного періоду, що наводяться в таблиці (ці ґрунти найбільш поширені в Україні). Для супісків з умови 0 < IL = 0.4 < 0.75 маємо (тут один рядок в таблиці, тоді як для суглинків і

глин їх декілька):

28

Таблиця 12 (В.2 ДБН [2])

Нормативні величини питомого зчеплення сn, кПа, та кута внутрішнього тертя ϕn, град, глинистих непросідаючих нелесових четвертинних ґрунтів

Примітки:

1.Наведені величини сn і ϕn характеризують глинисті ґрунти будь-якого походження (генезису), але кількість органічної речовини в них не повинна перевищувати 5% та мати вологість, що відповідає Sr ³ 0.8.

2.Для значень ІL < 0 та е < 0.45…0.65, де дані при нижчих значеннях відсутні, дозволяється приймати в запас надійності крайні величини сn і ϕn (при ІL ≤ 0).

3.Для ґрунтів при 0.75 < ІL < 1.0 дозволяється в курсовому проекті умовно приймати значення сn і ϕn як при ІL = 0.75. В дійсності величини будуть меншими, а тому на практиці передбачається їх пряме визначення.

4.При величині коефіцієнту пористості е вищих ніж ті, для яких є дані в таблиці для даної консистенції (ІL), дозволяється самостійно приймати значення орієнтуючись на величини сn і ϕn, що приведені для ґрунтів при більших значеннях ІL, що йде в запас надійності.

5.Для проміжних значень е величини сn і ϕn встановлюють за інтерполяцією.

6.Для текучих глинистих ґрунтів (ІL > 1) характеристики міцності повинні визначатись за результатами польових або лабораторних випробувань. Не рекомендується текучі ґрунти використовувати в якості несучого шару основи.

29