3508

Скачок эпюры по кровле водоупора от давления столба воды

σzg ω = γω(h1б + h2) = 10,0(2,4 + 4,5) = 69,0 кПа;

σzg2 = γ1 · h1а + γ1sb · h1б + γ2sb · h2 + γω(h1б + h2) = 77,6 + 23,16 + 43,97 + 69,0 =

=144,73 + 69,0 = 213,73 кПа.

№ИГЭ-3:

σzg3 = γ1 · h1а + γ1sb · h1б + γ2sb · h2 + γω(h1б + h2) + γ3 · h3 =

=77,6 + 23,16 + 43,97 + 69,0 + 20,0 · 5,0 = 213,73 + 100,0 = 313,73 кПа.

6.ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОЛОНКА СКВАЖИНЫ

Вданном разделе выполняют построение инженерно-геологической колонки по скважине №2 (образец на рис. 6.1). Колонка необходима при проектировании

фундамента сооружения, при выполнении вертикальной привязки его к грунтовому разрезу с указанием на нём мощности грунтов поверхностной толщи, опорного и подстилающего слоёв. Инженерно-геологическая колонка скважины составляется в вертикальном масштабе 1:100 – 1:500, что даёт лучшее отображение элементов залегания

имощностей пластов. Рекомендуемый масштаб в курсовой работе 1:100. Условные обозначения грунтов разреза и их состояния приводят в соответствии с ГОСТ [16] по табл. 1, табл. 2 приложения 2 методических указаний.

Инженерно-геологическую колонку скважины составляют по результатам инженерно-геологических изысканий в районе строительства. При инженерногеологической разведке на участке предполагаемого строительства ответственных сооружений проходят скважины, в результате чего отбирают грунт ненарушенной структуры (монолит) для полевых и лабораторных исследований, определяют геологическое строение территории застройки, режим и состав подземных вод.

Выработки располагают в зависимости от сложности инженерно-геологических условий на расстоянии 20...100 м друг от друга по контурам или осям проектируемых зданий и сооружений, а также на границах различных геоморфологических элементов и в местах резкого изменения нагрузок на фундаменты. Глубина бурения определяется типом сооружения и мощностью активной зоны и обычно составляет 4...30 м.

По скважине оформляют колонку (образец в табл. 6.1), в которой указывают глубину залегания отдельных слоёв, возраст пород в стратиграфических индексах, глубину появления и уровень поднятия подземных вод всех водоносных горизонтов (полуводопроницаемых и водопроницаемых пород), приводят описание визуальных признаков грунтов с уточнением их состояния, которое определяется по показателям физико-механических свойств грунтов (табл. 2.1).

21

Глина мягкопластичная, водопроницаемая, водоносный горизонт

Глина полутвёрдая, водонепроницаемая, водоупор

Примечание. Элементы гидрогеологии на геологических разрезах и колонках выделяются синим цветом, условные обозначения консистенции глинистых и степени влажности песчаных грунтов приведены в приложении 2, табл. 1, табл. 2.

22

Устье выработки (устье скважины) привязывают к абсолютной отметке поверхности природного рельефа, которая дана в табл. 1.1. Уровень подземных вод указывают пунктирной линией синего цвета. Устойчивый уровень воды определяют как разность между абсолютной отметкой устья скважины и абсолютной отметкой уровня подземных вод. Глубина появления воды соответствует разности абсолютной отметки скважины и отметки подошвы водоносного горизонта.

7. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ УЧАСТКА СТРОИТЕЛЬСТВА

Инженерно-геологические условия обуславливают место размещения сооружения, его конструкцию, способы производства работ, а также выбор мероприятий по борьбе с неблагоприятными явлениями. Каждая строительная площадка имеет свои специфические инженерно-геологические условия, изменяющиеся под воздействием внешних природных сил.

Оценка инженерно-геологических условий проводится на основе анализа геологического строения района строительства, которую характеризуют:

–геологические разрезы, инженерно-геологические колонки и т. д.;

–физико-механические свойства грунтового массива в естественной обстановке;

–сведения о инженерно-геологических процессах, протекающих в этом районе (оползни, карст, суффозия и т. д.);

–гидрогеологические условия и степень агрессивности подземных вод по отношению к материалу фундамента и т. д.

В зависимости от этих факторов грунтовые напластования для целей фундаментостроения по инженерно-геологическим условиям [19, 21] разделяют на три категории сложности:

I – простая категория: строительная площадка располагается в пределах одного геоморфологического элемента; поверхность участка горизонтальная, не расчленённая; грунтовые пласты залегают горизонтально или слабо наклонно, толщина их выдержана по простиранию; подземные воды отсутствуют или имеется выдержанный горизонт с однородным химическим составом.

II – средняя категория сложности включает несколько геоморфологических элементов одного генезиса; поверхность наклонная, слабо расчленённая; основанием являются не более четырёх различных по литологии слоёв, залегающих наклонно или с выклиниванием, мощность слоёв изменяется по простиранию закономерно; подземные воды имеют два или более выдержанных горизонтов с неоднородным химическим составом или обладающих напором.

23

III – сложная категория (наивысшая): грунт площадки характеризуется несколькими геоморфологическими элементами разного генезиса, поверхность сильно расчленённая; в пределах сжимаемой толщи располагаются свыше четырёх различных по литологии слоёв, мощность которых резко меняется по простиранию, возможно линзовидное залегание слоёв; горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, имеют неоднородный химический состав, местами возможно сложное чередование водоносных и водоупорных пород, напоры подземных вод изменяются по простиранию. Кроме того, к сложной категории относят также площадки со структурно неустойчивыми грунтами (просадочными пылевато-глинистыми, рыхлыми песками и мёрзлыми грунтами).

Проектом оснований и фундаментов должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях восстановления сельскохозяйственных земель или озеленения района застройки.

Территория предполагаемого строительства по заданию на курсовую работу сложена четвертичными отложениями Q (табл. 7.1), которые формировались в виде коры выветривания на склонах и в долинах рек, расположенных на равнинном участке местности. Литологически отложения представлены древними песчаными, супесчаными,

глинистыми и суглинистыми породами в виде аллювиальных отложений – а,

делювиальных – d, пролювиальных – р, элювиальных – е и т. д.).

В данном разделе выполняется описание инженерно-геологических условий строительства в следующем порядке с указанием:

–абсолютной отметки естественной поверхности изысканной территории

(приравнивается к отметке природного рельефа) с указанием рельефа местности;

–места строительства: на суходоле или водотоке;

–отложений и наименования грунтов, которые принимают участие в геологолитологическом строении скважины и соответствующего им геологического возраста, определяемого по стратиграфическому индексу (табл. 7.1);

–инженерно-геологических элементов в соответствии с ГОСТ [9] и категории сложности района строительства (табл. 7.2);

24

Таблица 7.2

Образец разделения основания на ИГЭ

–физико-географических факторов территории, на которой размещена площадка проектируемого сооружения, которые необходимо учитывать при проектировании (климат, средняя сезонная температура, глубина промерзания грунта и т. д.);

–наличия инженерно-геологических процессов (карстовых, суффозионных и т. д.) на площадке в области строительства по таблице зарегистрированных проявлений наиболее вероятных опасных геологических процессов на территории РФ по СНиП [22] (приложение 3);

–режима подземных вод каждого водоносного горизонта: грунтовая или межпластовая вода; появления подземных вод при бурении; установившийся их уровень; прогноз наиболее высокого положения уровня подземных вод в период строительства и эксплуатации сооружений (в отдельных районах нашей страны интенсивность подъёма уровня подземных вод составляет 0,8 ÷ 1,2 м в год);

–мощности водоносного горизонта;

–агрессивности среды грунтовых вод и грунта по отношению к материалу фундамента по СНиП [18, 19]. На основании лабораторных исследований по содержанию ионов Cl- и SO-4 в данной курсовой работе условно принимается слабоагрессивная среда.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА

Несущую способность грунта оценивают послойно, сверху вниз, по грунтовой колонке, устанавливая для кровли каждого слоя расчётное сопротивление грунта сжатию. Такое сопоставление даёт возможность выявить те слои грунта, которые нельзя использовать в качестве естественного основания, а также наметить грунт, обладающий достаточной прочностью. Предварительно такую оценку можно сделать также путём анализа значений модулей деформации грунтов (см. задание). В результате выявляют слои грунтов с повышенной и малой сжимаемостью (приложение 1, табл. 5). При проектировании и устройстве фундаментов из технико-экономических соображений стремятся принимать как можно меньшую глубину заложения их подошвы, что не всегда представляется возможным.

25

В качестве слабых рассматриваются такие грунты, которые не могут обеспечить устойчивость фундаментов и сооружений в целом. И наоборот, надёжными являются грунты, вполне обеспечивающие устойчивость зданий и сооружений. Понятия слабый и надёжный грунт весьма относительны. При проектировании сравнительно лёгких и тем более гибких сооружений даже сильносжимаемые грунты можно отнести к категории надёжных. В то же время при возведении тяжёлых зданий и сооружений, не допускающих появления неравномерных деформаций, грунты со средней сжимаемостью могут оказаться слабыми, поэтому грунтовые напластования подразделяется на три схемы (рис. 8.1).

При залегании с поверхности надёжных грунтов (схема I) глубина заложения фундаментов принимается минимальной (с учётом климатических условий и особенностей сооружения).

Если с поверхности залегают слабые грунты, подстилаемые надёжными, то наиболее рациональным решением будет прорезка слабых грунтов и передача нагрузки на надёжные грунты с помощью свай, столбов, уплотнённой песчаной подушки и т. д. (схема II).

При грунтовых напластованиях по схеме III можно рекомендовать прорезку слабых грунтов с опиранием фундаментов на надёжный грунт (как по схеме II) или распределительную подушку. Возможно также закрепление слоя слабого грунта одним из существующих способов технической мелиорации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном разделе подводится итог и даются рекомендации по оценке грунтов как основания сооружения. Делается вывод о потенциальной возможности использования грунта в качестве основания под фундаменты. Вывод и рекомендации не являются обязательными для проектировщика, однако, в той или иной степени учитываются при проектировании фундамента.

27

Вопросы к защите курсовой работы

1.Какие физические характеристики относятся к исходным для сыпучих грунтов?

2.Какие физические характеристики относятся к исходным для связных грунтов?

3.Назовите вычисляемые характеристики сыпучих и связных грунтов.

4.Назовите вычисляемые характеристики связных грунтов.

5.Назовите классификационные характеристики сыпучих грунтов.

6.Назовите классификационные характеристики связных грунтов.

7.Назовите характеристики грунта для оценки его несущей способности.

8.Что называется липкостью грунта?

9.В чём выражается липкость в количественной форме?

10.При какой консистенции наблюдается начало прилипания?

11.При какой консистенции прилипание резко уменьшается?

12.Что такое размокаемость грунта?

13.У каких грунтов понижается способность к размокаемости?

14.Что такое размываемость грунтов?

15.От чего зависит размываемость грунтов?

16.Чем характеризуется размываемость грунтов?

17.Какие грунты более, и какие менее подвержены размыву?

18.Что называется набуханием грунтов?

19.Какие грунты относятся к набухающим?

20.Что такое разрыхляемость грунтов?

21.В чём выражается пучинистость грунтов?

22.От чего зависит водопроницаемость грунтов?

23.Дайте характеристику надёжным грунтовым основаниям.

24.Дайте характеристику грунтам с малой несущей способностью.

25.Какие способы искусственного закрепления грунтов применяют для повышения несущей способности грунтовых оснований?

28

Библиографический список

1.Бартоломей А.А. Механика грунтов : учебное издание / АСВ. – М., 2004.

2.Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленинградское отд-ние, 1988.

3.Костерин Э.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1990.

4.Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. – М., 1982.

5.Цытович Н.А. Механика грунтов (Краткий курс). – М., 1983.

6.Механика грунтов, основания и фундаменты : учеб. пособие для строит. спец. Вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семёнов, В.В. Знаменский и др.; под ред. С.Б. Ухова. – 4-е изд., стер. – М.: Высшая школа,

2007.

7.Построение геологического разреза. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Инженерная геология» для студентов спец. 271501.65 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» очной и заочной форм обучения / составитель: С.Е. Власова. – Самара : СамГУПС, 2013. (№ 3198)

8.Грунты. Классификация : ГОСТ 25100–95. – М.: Госстрой РФ, 1996.

9.Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний : ГОСТ 20522-96. – М.: Госстрой РФ, 1997.

10.Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик : ГОСТ 5180-84.

11.Грунты. Методы лабораторного определения зернового состава : ГОСТ 12536-79.

12.Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности : ГОСТ 23161-78.

13.Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки : ГОСТ

24143-80.

14.Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости : ГОСТ 28622-90. – М.: Госстрой СССР, 1990.

15.Грунты. Лабораторные испытания : ГОСТ 30416-96. – М.: Госстрой РФ, 1997.

16.Межгосударственный стандарт. Условные графические обозначения в документах по инженерно-геологическим изысканиям : ГОСТ 21302-96 СПДС. – М.: Минстрой России от 29.07.96 №18-53.

17.Технический отчёт по инженерно-геологическим изысканиям. Книга 2. Инженерногеологические работы / ОАО «Гипровостокнефть». – Самара, 2004.

18.СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М.: Стройиздат, 1985.

19.СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Госстрой России. – М., 1996.

20.Справочник по инженерной геологии / под ред. М.В. Чуринова. – М.: Недра, 1981.

29

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

1. Подразделение песчаных грунтов по плотности сложения