Определение наименования и состояния грунтов

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Брестский государственный технический университет»

Кафедра геотехники и транспортных коммуникаций

Допущен к защите

____________Демина Г. П.

«__»___________2012г.

Пояснительная записка

К курсовому проекту по дисциплине

«Механика грунтов, основания и фундаменты»

На тему: «Проектирование фундаментов сборочного цеха»

Выполнила:

Студентка группы П-321

Котова А. А.

Проверила:

Демина Г. П.

Брест 2012

Исходные данные

Данные о проектируемом здании

Проектируемым зданием является сборочный цех. Здание каркасного типа. Основной несущей конструкцией является однопролетная рама с шарнирно закрепленным ригелем, пролетом 16м. Железобетонные стойки каркаса, размером 60х40 см в нижней части защемлены в фундаменте. К основному зданию примыкает вспомогательный корпус, выполненный по конструктивной схеме с неполным каркасом. Наружные несущие стены его выполнены из обыкновенного керамического кирпича, толщиной 51 см, удельный вес кладки 18кН/м3. Продольный каркас выполнен из ригелей, размером 30х50 см, которые опираются на колонны, сечением 40х40см (рис. 1.1). Разрез и план строительной площадки представлены на рис.1.2.

 

Данные об инженерно-геологических условиях строительной площадки

Результаты определения гранулометрического состава, основных физических характеристик, пределов пластичности пылевато-глинистых грунтов приведены в табл. 1.1. Эти данные получены на основании испытаний образцов грунта, отобранных с различных глубин при бурении скважин.

В табл. 1.2 даны результаты динамического зондирования, а также отметки устьев скважин, мощности слоев по скважинам, расстояние от поверхности земли до уровня подземных вод.

 

	Таблица 1.1. Результаты определения физических характеристик грунтов
№ слоя	Номер скважины	Глубина отбора образца грунта от поверхности, м	Гранулометрический состав, %	Плотность час-тиц, rs, г/см3	Плотность грун-та, r, г/см3	Влажность, W,%	Пределы пластичности	Коэффициент фильтрации, kf, см/сек
Размер частиц в мм	Раскатывания, Wp, %	Текучести, WL ,%
>2,0	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	<0,1
	-	-	-	-	-	-	-	-	1,45	-	-	-	-
	скв.1	2,0	1,0	2,0	3,0	16,0	78,0	2,66	1,70		-	-	15*10-3
	скв.1	5,0	1,0	1,5	1,5	4,0	92,0	2,68	2,02				23*10-7
	скв.2	7,0	10,0	15,0	15,0	40,0	20,0	2,66	2,00		-	-	28*10-3
	скв.2	11,0	-	0,5	0,5	1,0	98,0	2,74	2,00				21*10-9

Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

Определение наименования и состояния грунтов

Для каждого из пластов, которые были вскрыты двумя скважинами, определим наименование грунта.

Скважина 1.

1 слой. Глубина отбора пробы – 0,5м.

Первый слой грунта– почвенный.

2 слой . Глубина отбора пробы – 4,0м.

Второй слой– песчаный грунт, т.к. в таблице 1.1 не дана влажность на границе текучести и раскатывания.

Наименование песчаного грунта определяем по гранулометрическому составу (таблица 1.1) в соответствии с таблицей Б1[1]. Определение массы частиц в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1. Определение наименования песчаных грунтов
	Размер частиц
>2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	<0,1
Гранулометрический состав, %	1,0	2,0	3,0	16,0	78,0
Масса частиц, %	1,0	3,0	6,0	22,0	100,0

 

Песчаный грунт является пылеватым, т. к. масса частиц размером >0.1 мм составляет 22,0% < 75%.

Подсчитаем производные характеристики:

1) плотность грунта в сухом состоянии:

где r – плотность грунта, т/м³ (таблица 1.1);

w – природная влажность, % (таблица 1.1).

2) коэффициент пористости грунта:

где r_s – плотность частиц грунта, т/м³ (таблица 1.1).

 

По плотности укладки частиц, т.е. по величине коэффициента пористости, грунт – рыхлый (таблица Б3[1]).

3) степень влажности по формуле:

где r_w=1,0 т/м³ – плотность воды.

В соответствии с таблицей Б4[1], по величине степени влажности песчаный грунт – влажный.

4) По данным динамического зондирования (среднее значение по слою грунта p_d ) определяем тип грунта по прочности:

В соответствии с таблицей Б6[1], по величине p_d песчаный грунт – малопрочный.

5) Нормативное значение модуля деформации, зависящий от наименования и среднего значения по слою грунта p_d, принимают по таблице Б14[1]: E = 8,45 МПа

6) Нормативные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления, зависящие от наименования, коэффициента пористости, показателя текучести, принимают по таблицам Б12 и Б13[1]: с = 1,5 кПа и j = 24°.

7) Расчетное сопротивление грунта основания, которое принимается в зависимости от наименования грунта и среднего значения по слою грунта p_d по таблице Б15[1]: R₀=140 кПа

Вывод: Второй грунт – песок рыхлый, пылеватый, влажный, малопрочный; E = 8,45 МПа; c = 1,5 кПа; j = 24°; R₀ = 140 кПа.

 

3 слой. Глубина отбора грунта – 5,5м.

Третий слой – пылевато-глинистый грунт, т. к. в таблице 1.1 дана влажность на границе текучести и раскатывания.

Наименование песчаного грунта определяем по числу пластичности в соответствии с таблицей Б2[1]. Число пластичности определяется по формуле:

где W_L – влажность на границе текучести, % (таблица 1.1);

W_P – влажность на границе раскатывания, % (таблица 1.1).

Глинистый грунт является супесью в соответствии с таблицей Б2[1].

Подсчитаем следующие производные характеристики:

1) плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

2) коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

3) показатель текучести:

В соответствии с таблицей Б5[1] по показателю текучести супесь пластичная, т.к. 0≤ I_L ≤1,0.

4) По данным динамического зондирования (среднее значение по слою грунта p_d ) определяем тип грунта по прочности:

В соответствии с таблицей Б7[1], по величине p_d пылевато-глинистый грунт –прочный.

5) Нормативное значение модуля деформации E, зависящий от наименования и среднего значения по слою грунта p_d,, принимают по таблице Б14[1]: E = 17,98 МПа.

6) Нормативные значения угла внутреннего трения j и удельного сцепления c принимают по таблицам Б12 и Б13[1]: c = 25,13 кПа, j = 27°.

7) Расчетное сопротивление грунта основания принимается в зависимости от вида грунта и среднего значения по слою грунта p_d (по интерполяции) по таблице Б15[1]: R₀ = 460 кПа.

Вывод: Третий грунт – супесь пластичная, прочная; E = 17,98 МПа;

c = 25,13 кПа; j = 27°; R₀ = 460 кПа.

 

4 слой. Глубина отбора пробы – 8,5м.

Четвертый слой – песчаный грунт, т.к. в таблице 1.1 отсутствует влажность на границе текучести и раскатывания.

Наименование песчаного грунта определяем по гранулометрическому составу (таблица 1.1) в соответствии с таблицей Б1[1]. Определение массы частиц в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2. Определение наименования песчаных грунтов
	Размер частиц
>2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	<0,1
Гранулометрический состав, %	10,0	15,0	15,0	40,0	20,0
Масса частиц, %	10,0	25,0	40,0	80,0	100,0

 

Песчаный грунт является мелким, т. к. масса частиц размером >0.1 мм составляет 80,1% > 75%

Подсчитаем производные характеристики:

1) плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

2) коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

По плотности укладки частиц, т.е. по величине коэффициента пористости, грунт – средней плотности (таблица Б3[1]).

3) степень влажности по формуле 2.3:

В соответствии с таблицей Б4[1], по величине степени влажности песчаный грунт – насыщенный водой.

4) По данным динамического зондирования (среднее значение по слою грунта p_d ) определяем тип грунта по прочности:

В соответствии с таблицей Б6[1], по величине p_d песчаный грунт –средней прочности.

5) Нормативное значение модуля деформации, зависящий от наименования и среднего значения по слою грунта p_d, принимают по таблице Б14[1]: E = 21,86 МПа

6) Нормативные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления, зависящие от наименования, коэффициента пористости, показателя текучести, принимают по таблицам Б12 и Б13[1]: с = 4,2 кПа и j = 30,2°.

7) Расчетное сопротивление грунта основания, которое принимается в зависимости от наименования грунта и среднего значения по слою грунта p_d по таблице Б15[1]: R₀=285 кПа

Вывод: Четвертый грунт – песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой, средней прочности; E =21,86 МПа; c = 4,2 кПа; j = 30,2°; R₀ = 285 кПа.

 

5 слой. Глубина отбора пробы – 13,5м.

Пятый слой – пылевато-глинистый грунт, т. к. в таблице 1.1 дана влажность на границе текучести и раскатывания.

Наименование пылевато-глинистого грунта определяем по числу пластичности по формуле 2.4 в соответствии с таблицей Б2[1].

Грунт является глиной в соответствии с таблицей Б2[1].

Подсчитаем следующие производные характеристики:

2) плотность грунта в сухом состоянии по формуле 2.1:

2) коэффициент пористости грунта по формуле 2.2:

3) показатель текучести по формуле 2.5:

В соответствии с таблицей Б5[1] по показателю текучести глина полутвердая, т.к. 0≤ I_L ≤0,25.

4) По данным динамического зондирования (среднее значение по слою грунта p_d ) определяем тип грунта по прочности:

В соответствии с таблицей Б7[1], по величине p_d пылевато-глинистый грунт –прочный.

5) Нормативное значение модуля деформации E, зависящий от наименования и среднего значения по слою грунта p_d, принимают по таблице П14[1]: E = 18 МПа.

6) Нормативные значения угла внутреннего трения j и удельного сцепления c принимают по таблицам Б12 и Б13[1]: c = 57,31 кПа, j = 13,15°.

7) Расчетное сопротивление грунта основания принимается в зависимости от вида грунта и среднего значения по слою грунта p_d (по интерполяции) по таблице Б15 [1]: R₀ = 300 кПа.

Вывод: Пятый грунт – глина полутвердая прочная; E = 18 МПа; c = 57,31 кПа; j = 13,15°; R₀ = 300 кПа.

 

Данные о физико-механических характеристиках и показателях грунтов, слагающих строительную площадку, занесены в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.3. Сводная таблица физико-механических характеристик грунтов

№ слоя	Наименование грунта	Мощность слоя, м	r, т/м3	r s, т/м3	rd, т/м3	rsb т/м3	W,%	WL,%	WP,%	JP,%	JL	e	Sr	pd, МПа	Cll, кПа	jll, град	Е, МПа	R0, кПа
g, кН/м3	gs, кН/м3	gd, кН/м3	gsb, кН/м3
	Почвен- ный слой	0,5	1,45	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
14,5	-	-	-
	Песок пылеватый мало-прочный	3,5	1,70	2,66	1,47	-		-	-	-	-	0,81	0,53	1,32	1,5		8,45
17,0	26,6	14,7	-
	Супесь пластичная прочная	1,5	2,02	2,68	1,73	-					0,71	0,55	-	3,66	25,13		17,98
20,2	26,8	17,3	-
	Песок мелкий средней прочности	3,0	2,00	2,66	1,6			-	-	-	-	0,66	1,0	5,36	4,2	30,2	21,86
20,0	26,6	16,0
	Глина полутвер-дая прочная	5,0	2,00	2,74	1,57	-					0,22	0,75	-	3,95	57,31	13,15
20,0	27,4	15,7	-