Анализ инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки. План участка в горизонталях

3.1 Анализ инженерно-геологических условий и свойств

грунтов строительной площадки

По результатам инженерно-геологических изысканий и плану участка строим инженерно-геологический разрез по абсолютным отметкам.

Рельеф площадки строительства спокойный. В пределах площадки для анализа инженерно-геологических условий разработано 5 скважин глубиной 10 м. Расстояние между скважинами 45 м.

С поверхности грунта залегает слой суглинка мощностью до 5,5 м, его подстилает слой глины мощностью до 2,5 м, а третьим слоем является песок мелкий.

Напластование грунтов спокойное. 

По данным бурения скважин – уровень грунтовых вод на абсолютной отметке 93,8 м. Расстояние от спланированной отметки до уровня грунтовых вод составляет 7,45 м.

Абсолютная отметка уровня пола первого этажа 101,75 м.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта

, где M_t– безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе; - величина, принимаемая равной, для суглинков и глин – 0,23.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта

, где  - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения,

принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений  по таблице 1 (6).

=

Рисунок 3.1 – План участка в горизонталях

Рисунок 3.2 – Инженерно-геологический разрез

3.2 Прочностные и деформационные характеристики грунтов

основания

Таблица 3.1 – Физико-механические свойства грунтов

№ слоя	Наименование грунта	Удельный вес частиц грунта  S, кН/м³	Удельный вес грунта , кН/м³	Природная влажность  ω,%	Коэффициент пористости  е, д.е.	Влажность  ωр,  %	Влажность ωL, %	Коэффициент фильтрации  Кф, см/с	Угол внутреннего трения  φ,°	Сцепление  С, кПа	Модуль деформации Е, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Суглинок	27,4	18,2	28,4	0,92	18	34	2,6 10-7	23	16	16,0
2	Глина	27,6	18,3	26	0,80	25	47	2,4 10-8	20	45	17,0
3	Песок мелкий	26,5	18,8	8	0,52	-	-	6,3 10-4	36	3	18,0

В дополнении к имеющимся физико-механическим характеристикам  грунтов (таблица 3.1) определим вид и расчетные физико-механические характеристики грунтов, слагающих площадку строительства.

I слой :

При числе пластичности  и при содержании песчаных частиц менее 40% по массе грунт относится к тяжелым пылеватым суглинкам.

По наличию включений: крупнее 2мм частиц нет – суглинок без крупных включений минеральных частиц.

По наличию органических веществ: отсутствуют.

Консистенция по показателю текучести:  - мягкопластичный.

Коэффициент пористости .

Коэффициент водонасыщения:  .

По относительной просадочности: т.к. , и при числе пластичности показатель

 , где .Грунт непросадочный.

Учет морозного пучения:

с учетом   () - грунт чрезмерно пучинистый.

II слой :

При числе пластичности  и при содержании песчаных частиц менее 40% по массе грунт – легкая пылеватая глина.

По наличию включений: крупнее 2мм частиц нет – суглинок без крупных включений минеральных частиц.

По наличию органических веществ: отсутствуют.

Консистенция по показателю текучести:

 - полутвердая.

Коэффициент пористости .

Коэффициент водонасыщения:

.

По относительной просадочности: т.к. , и при числе пластичности  показатель

, где . Грунт непросадочный.

Учет морозного пучения:

с учетом  

() - грунт слабо пучинистый.

III слой:

При числе пластичности и при содержании частиц крупнее 2мм менее 25% грунт относится к пескам.

По гранулометрическому составу: т.к. частиц крупнее 0,1мм более 75% (1,5+12,9+25,8+38,7=78,9%) – это песок мелкий.

По степени неоднородности:

Последовательно суммируем содержание частиц

d, мм	0,005	0,01	0,05	0,1	0,25	0,5	2	10
%	2,4	3,6	5,6	21,1	59,8	85,6	98,5	100

По кривой однородности (рис.3.3) находим  и , что соответствует коэффициенту неоднородности

т.е. грунт неоднородный.

По плотности сложения: при коэффициенте пористости  - плотный.

По относительному содержанию органических веществ – грунт без примесей органических веществ.

По степени насыщения водой:

 - малой степени водонасыщения.

Рисунок 3.4 – Кривая однородности грунта

Пучинистые свойства песка определяются через показатель дисперсности:

, где  - коэффициент, равный ;

 - средний диаметр частиц грунта, см, определяемый по формуле:

.

Здесь  - процентное содержание отдельных фракций грунта, д.ед.;

 - средний диаметр частиц отдельных фракций, см.

 - песок сильнопучинистый.

Определим характеристику сжимаемости каждого пласта грунта:

I слой грунта – суглинок тяжелый пылеватый, полутвердый, среднесжимаемый, т.к. МПа (5200МПа), может служить естественным основанием;

II слой грунта – глина легкая пылеватая, полутвердая, среднесжимаемая, т.к. (), может служить естественным основанием;

III слой грунта – песок мелкий, малой степени водонасыщения, среднесжимаемый, т.к. (), может служить естественным основанием.

Определим расчетные значения величин

1 слой:

                        

                                    

                                  

2 слой:

                      

                                    

                                 

3 слой:

                     

                                    

                                     

3.3 Выбор типа основания и конструкции фундаментов

В качестве естественных оснований не рекомендуется использовать грунты: песчаные рыхлые; глинистые с показателем текучести J_L1 или с коэффициентом пористости для супесей е0,9, суглинков - е1, глин е1,5.

Анализируя выше изложенное можно сделать вывод, что залегающие на строительной площадке напластования можно использовать в качестве естественного основания для проектируемых фундаментов. Несущим слоем является суглинок тяжелый пылеватый, полутвердый, среднесжимаемый; подстилающие слои: глина в полутвёрдом состоянии и песок мелкий плотный.

В архитектурно-строительном разделе был приняты сборные железобетонные ленточные и монолитные отдельные фундаменты под колонны. Глубина заложения фундамента под наружные и внутренние стены в бесподвальной части здания и под колонны принята одинаковой.   Глубину заложения фундаментов в части здания с подвалом принимаем конструктивно, независимо от глубины сезонного промерзания – 2,8 м. Железобетонные монолитные фундаменты армируются арматурными сетками и каркасами. Под фундамент выполняется бетонная подготовка. Для самого фундамента бетон марки В15 и арматуру класса