Определение условного расчётного сопротивления грунтов

1. Данный грунт - песок пылеватый, относится, согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», к плотным пескам. Учитывая, что песок является средней степени насыщения водой (Sr = 0.79), определяем по таблице 2 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» его расчётное сопротивление

R 0 = 400 кПа.

2. Глина. Учитывая значение коэффициента пористости е = 0,71 и показатель текучести JL = 0,16, определяем по таблице 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» расчётное сопротивление

R 0 = 400 кПа.

3. Учитывая, что коэффициент пористости данного грунта е = 0,7 и показатель текучести JL = 0,11, по таблице 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» определяем

R 0 = 400 кПа.

Определение удельного веса грунта

г = сg, кН/м 3

1. Песок, с=1,9 г/см3=1,9 т/м3

г=1,9·9,8=18,62 кН/м 3

2. Глина, с=2,01 г/см3=1,95 т/м3

г=2,01·9,8=19,7 кН/м 3

3. Суглинок, с=1,87 г/см3=1,96 т/м3

г=1,87·9,8=18,326 кН/м 3

Расчётные характеристики грунта

• 1. Песок:
  • - сцепление,

с I = 3/1,5=2, c II = 3/1=3;

Угол внутреннего трения,

ц I = 28/1,15 = 24,35 0 ; ц II = 28/1 = 28 0 ;

Удельный вес,

г I = г II = 18,62/1 = 18,62 кН/м 3 .

с I = 30/1,5 = 20 кПа, c II = 30/1 = 30 кПа;

ц I = 9/1,15 = 7,83 0 , ц II =9/1 = 9 0 ;

г I = г II = 19,7/1 = 19,7 кН/м 3 .

3. Суглинок:

с I = 20/1,5 = 13,3 кПа, c II = 20/1 = 20 кПа;

ц I = 20/1,15 =17,39 0 , ц II = 20/1 = 20 0 ;

г I =г II =18,326/1=18,326кН/м 3 .

Заданные и вычисленные физико-механические характеристики грунтов, слагающих строительную площадку, сводим в таблицу

Таблица 1 Физико-механические свойства грунта

Заключение о возможности использования грунтов в качестве основания

Площадка строительства представлена следующими наименованиями грунтов:

• -от поверхности на глубину 0,4 м залегает чернозем, который не используется в строительстве, срезается и вывозится с площадки;
• -далее залегает слой - песок средней крупности, средней плотности, средней степени влажности мощностью 3,6 м, среднесжимаем, условное расчетное сопротивление R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания;
• -следующий слой - глина коричневато-серая, мощностью 4,0 м, находится в полутвердом состоянии, среднесжимаема с условным расчётным сопротивлением R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания;
• -последний слой - суглинок серый, мощностью 7,0 м, в полутвердом состоянии, среднесжимаем с условным расчётным сопротивлением R 0 =400 кПа, может быть использован в качестве естественного основания.

11. Средние (в пределах сжимаемой толщи Н с или толщины слоев Н ) значения модуля деформации и коэффициента Пуассона грунтов основания ( и ) определяются по формулам:

; (11)

где А i - площадь эпюры вертикальных напряжений от единичного давления под подошвой фундамента в пределах i -го слоя грунта; для схемы полупространства допускается принимать А i = s zp,i h i (cм. п.1), для схемы слоя – Ai = k i - k i- 1 (cм. п.7);

E i ,v i ,h i , - соответственно модуль деформации, коэффициент Пуассона и толщина i -го слоя грунта;

Н - расчетная толщина слоя, определяемая по п. 8;

n - число слоев, отличающихся значениями E и v в пределах сжимаемой толщи H с или толщины слоя H.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОСАДОК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ

12. Просадка грунтов s sl основания при увеличении их влажности вследствие замачивания сверху больших площадей (см. пп. 3.2 и 3.5), а также замачивания снизу при подъеме уровня подземных вод определяется по формуле

(13)

где e sl,i – относительная просадочность i -го слоя грунта, определяемая в соответствии с указаниями п.13;

h i – толщина i -го слоя;

k sl,i – коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 14;

n – число слоев, на которое разбита зона просадки h sl , принимаемая в соответствии с указаниями п. 16.

13. Относительная просадочность грунта e sl определяется на основе испытаний образцов грунта на сжатие без возможности бокового расширения по формуле

, (14)

где h n,p и h sat,p- - высота образца соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения (w = w sat ) при давлении p , равном вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта p = s zp + s zg – при определении просадки грунта в верхней зоне просадки; при определении просадки грунта в нижней зоне просадки также учитывается дополнительная нагрузка от сил негативного трения (см. пп. 3.4 и 3.8);

h n,g - высота того же образца природной влажности при p = s zg .

Относительная просадочность грунта при его неполном водонасыщении (w sl = w < w sat ) - e / sl определяется по формуле

, (15)

где w – влажность грунта;

w sat – влажность, соответствующая полному водонасыщению грунта;

w sl – начальная просадочная влажность (п. 3.3);

e sl – относительная просадочность грунта при его полном водоносыщении, определяемая по формуле (14).

14*. Коэффициент k sl,i , входящий в формулу (13):

при b = 12 м – принимается равным 1 для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

при b = 3 м – вычисляется по формуле

где р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа (кгс/см 2);

p sl,i – начальное просадочное давление грунта i -го слоя, кПа (кгс/см 2), определяемое в соответствии с указаниями п. 15;

р 0 – давление, равное 100 кПа (1 кгс/см 2);

при 3 м < b < 12 м – определяется по интерполяции между значениями k sl,i , полученными при b = 3 м и b = 12 м.

При определении просадки грунта от собственного веса следует принимать k sl = 1 при H sl £ 15 м и k sl = 1,25 при H sl ³ 20 м, при промежуточных значениях Н sl коэффициент k sl определяется по интерполяции.

15. За начальное просадочное давление p sl принимается давление соответствующее:

при лабораторных испытаний грунтов в компрессионных приборах – давлению, при котором относительная просадочность e sl равна 0,01;

при полевых испытаниях штампами предварительно замоченных грунтов – давлению, равному пределу пропорциональности на графике «нагрузка-осадка»;

при замачивании грунтов в опытных котлованах – вертикальному напряжению от собственного веса грунта на глубине, начиная с которой происходит просадка грунта от собственного веса.

Рис. 4. Схемы к расчету просадок основания

A a – просадка от собственного веса отсутствует (не превышает 5 см), возможна только просадка от внешней нагрузки s sl,р в верхней зоне просадки h sl,р (I тип грунтовых условий); б, в , г , - возможна просадка от собственного веса s sl,g в нижней зоне просадки h sl,g , начиная с глубины z g (II тип грунтовых условий); б – верхняя и нижняя зоны просадки не сливаются, имеется нейтральная зона h n ; в – верхняя и нижняя зоны просадки сливаются; г – просадка от внешней нагрузки отсутствует; 1 - вертикальные напряжения от собственного веса грунта s zg ; 2 – суммарные вертикальные напряжения от внешней нагрузки и собственного веса грунта s z = s zp + s zg ; 3 – изменение с глубиной начального просадочного давления p sl ; Н sl d – глубина заложения фундамента.

16. Толщина зоны просадки h sl принимается равной (рис.4)

h sl = h sl, р – толщине верхней зоны просадки при определении просадки грунта от внешней нагрузки s sl,p (п. 3.4), при этом нижняя граница указанной зоны соответствует глубине, где s z = s zp + s zg = p sl (рис. 4а ,б ) или глубине, где значение у z минимально, если s z,min > p sl (рис. 4,в );

h sl = h sl,g – толщине нижней зоны просадки при определении просадки грунта от собственного веса s sl ,g (пп. 3.4, 3.5), т.е. начиная с глубины z g , где s z = р sl или значение s z минимально, если s z,min > p sl , и до нижней границы просадочной толщи.

17. Возможная просадка грунта от собственного веса s / st,g при замачивании сверху малых площадей (ширина замачиваемой площади B w меньше размера просадочной толщи Н sl ) определяется по формуле

где s sl,g - максимальное значение просадки грунта от собственного веса, определяемое в соответствии с п. 12.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ,

СЛОЖЕННЫХ НАБУХАЮЩИМИ ГРУНТАМИ

18. Подъем основания при набухании грунта h sw определяется по формуле

, (18)

где e sw,i - относительное набухание грунта i -го слоя, определяемое в соответствии с указаниями п. 19;

h i - толщина i- го слоя грунта;

k sw,i - коэффициент, определяемый в соответствии с указаниями п. 20;

n - число слоев, на которое разбита зона набухания грунта.

19. Относительное набухание грунта e sw определяется по формулам:

при инфильтрации влаги

, (19)

где h n – высота образца природной влажности и плотности, обжатого без возможности бокового расширения давлением р , равным суммарному вертикальному напряжению у z,tot на рассматриваемой глубине (значение у z,tot определяется в соответствии с указаниями п. 21);

h sat – высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения, обжатого в тех же условиях;

при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима

, (20)

где k - коэффициент, определяемый опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается k = 2);

w eq - конечная (установившаяся) влажность грунта;

w 0 и e 0 - соответственно начальные значения влажности и коэффициента пористости грунта.

20. Коэффициент k sw , входящий в формулу (18), в зависимости от суммарного вертикального напряжения s z,tot на рассматриваемой глубине, принимается равным 0,8 при s z,tot = 50 кПа (0,5 кгс/см 2) и 0,6 при s z,tot = 300 кПа (3 кгс/см 2), а при промежуточных значениях s z,tot - по интерполяции.

21. Суммарное вертикальное напряжение s z,tot на глубине z от подошвы фундамента (рис. 5) определяется по формуле

, (21)

где s zр, s zg - вертикальные напряжения соответственно от нагрузки фундамента и от собственного веса грунта;

у z,ad - дополнительное вертикальное давление, вызванное влиянием веса неувлажненной части массива грунта за пределами площади замачивания, определяемой по формуле

, (22)

где k g - коэффициент, принимаемый по табл. 6.

Таблица 6

Коэффициент k g

22. Нижняя граница зоны набухания H sw (рис. 5):

а) при инфильтрации влаги принимается на глубине, где суммарное вертикальное напряжение s z,tot (п. 21) равно давлению набухания p sw ;

б) при экранировании поверхности и изменении водно-теплового режима – определяется опытным путем (при отсутствии опытных данных принимается H sw = 5 м).

Рис. 5. Схема к расчету подъема основания при набухании грунта

23.Осадка основания в результате высыхания набухшего грунта s sh определяется по формуле

, (23)

где e sh,i – относительная линейная усадка грунта i -го слоя, определяемая в соответствии с указаниями п. 24;

h i – толщина i -го слоя грунта;

k sh – коэффициент, принимаемый равным 1,3;

n – число слоев, на которое разбита зона усадки грунта, принимаемая в соответствии с указаниями п. 25.

24. Относительная линейная усадка грунта при его высыхании определяется по формуле

, (24)

где h n - высота образца грунта возможной наибольшей влажности при обжатии его суммарным вертикальным напряжением без возможности бокового расширения;

h d - высота образца в тех же условиях после уменьшения влажности в результате высыхания.

25. Нижняя граница зоны усадки H sh определяется экспериментальным путем, а при отсутствии опытных данных принимается равной 5 м.

При высыхании грунта в результате теплового воздействия технологических установок нижняя граница зоны усадки H sh определяется опытным путем или соответствующим расчетом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУФФОЗИОННОЙ ОСАДКИ

26. Суффозионная осадка s sf основания, сложенного засоленными грунтами, определяется по формуле

где e sf,i - относительное суффозионное сжатие грунта i -го слоя при давлении р , равном суммарному вертикальному напряжению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки s zp и собственного веса грунта s zg , определяемое по указаниям п. 27;

h i - толщина i- го слоя засоленного грунта;

n - число слоев, на которое разбита зона суффозионной осадки засоленных грунтов.

27. Относительное суффозионное сжатие e sf определяется:

а) при полевых испытаниях статической нагрузкой с длительным замачиванием по формуле

где s sf,p – суффозионная осадка штампа при давлении;

p = s zp + s zg ;

d p – зона суффозионной осадки основания под штампом;

б) при компрессионно-фильтрационных испытаниях по формуле

, (27)

где h sat,p - высота образца после замачивания (полного водонасыщения) при давлении p = s zp + s zg ;

h sf,p - высота того же образца грунта после длительной фильтрации воды и выщелачивания солей при давлении p.

h ng - высота того же образца природной влажности при давлении p i =у zg .

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

1. Расчетные сопротивления грунтов основания R 0 , приведенные в табл. 1-5, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений R 0 и R / 0 для окончательного определения размеров фундаментов указана в п. 2.42 для табл. 4, в п. 8.4 для табл. 5 и в п. 11.5 для табл. 6.

2. Для грунтов с промежуточными значениями e и I L (табл. 1-3), p d и S r (табл. 4), S r (табл. 5), а также для фундаментов с промежуточными значениями g (табл. 6) значения R 0 и R / 0 определяются по интерполяции.

3. Значения R 0 (табл. 1-5) относятся к фундаментам, имеющим ширину b 0 = 1 м и глубину заложения d 0 = 2 м.

При использовании значений R 0 для окончательного назначения размеров фундаментов (пп. 2.42, 3.10 и 8.4) расчетное сопротивление грунта основания R , кПа (кгс/см 2), определяется по формулам:

при d £ 2 м (200 см)

R = R 0 x (d + d 0)/2d 0 ; (1)

при d > 2 м (200 см)

R = R 0 + k 2 g / II (d - d 0), (2)

Где b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);

g / II – расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 (кгс/см 3);

k 1 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k 1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k 1 = 0,05;

k 2 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k 2 = 0,25, супесями и суглинками k 2 = 0,2 и глинами k 2 = 0,15.

Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В = 20 м и глубиной d b ³ 2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d 1 + 2 м [здесь d 1 – приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (8) настоящих норм]. При В > 20 м принимается d = d 1 .

Таблица 1

Расчетные сопротивления R 0 крупнообломочных грунтов

Таблица 2

Расчетные сопротивления R 0 песчаных грунтов

Таблица 3

Расчетные сопротивления R 0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

Таблица 4

Расчетные сопротивления R 0 просадочных грунтов

Примечание: В числителе приведены значения R O , относящейся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности S r £ 0,5; в знаменателе - значения R O , относящиеся к таким же грунтам с S r ³ 0,8, а также к замоченным грунтам.

Таблица 5

Расчетные сопротивления R 0 насыпных грунтов

Примечание: 1. Значения R O в настоящей таблице относятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ I om £ 0,1.

2. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R O принимаются с коэффициентом 0,8.

Таблица 6

Расчетные сопротивления грунтов обратной засыпки R 0

для выдергиваемых фундаментов опор

воздушных линий электропередачи

Примечания: 1. Значения R O для глин и суглинков с показателем текучести 0,5 £ I L £ 0,75 и супесей при 0,5 < I L £ 1,0 принимаются по графе «пылевато-глинистые грунты» с введением понижающих коэффициентов соответственно 0,85 и 0,7.

2. Значения R O для пылеватых песков принимаются как для песков средней крупности и мелких с коэффициентом 0,85.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ

Примечания: 1. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в поз. 3 настоящего приложения, принимаются равными 0,5 (D s /L ) u .

2. При определении относительной разности осадок (D s /L ) в поз. 8 настоящего приложения за L принимается расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками - расстояние между осями сжатого фундамента и анкера.

3. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %.

4. Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную неравномерность осадок (относительный выгиб) здания в размере 50 % соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в настоящем приложении.

5. Для сооружений, причисленных в поз. 1-3 настоящего приложения, с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.

6. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания, отличающиеся от указанных в настоящем приложении.

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ

g f – по нагрузке;

g m – по материалу;

g g – по грунту;

g n – по назначению сооружения;

g с – коэффициент условий работы.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

– среднее значение характеристики;

X n – нормативное значение;

Х – расчетное значение;

a – доверительная вероятность (обеспеченность) расчетных значений;

р – плотность;

р d – плотность в сухом состоянии;

р bf – плотность обратной засыпки;

е – коэффициент плотности;

w – влажность природная;

w p – влажность на границе пластичности (раскатывания);

w L – влажность на границе текучести;

w eq – конечная (установившаяся) влажность;

w sat – влажность соответствующая полному водонасыщению;

w sl – начальная просадочная влажность;

w sw – влажность набухания;

w sh – влажность на пределе усадки;

S r – степень влажности;

I L – показатель текучести;

g – удельный вес;

g sb – удельный вес с учетом взвешивающего действия воды;

p sl – начальное просадочное давление;

p sw – давление набухания;

e sl – относительная просадочность;

e sw – относительное набухание;

e sh – относительная линейная усадка;

e sf – относительное суффозионное сжатие;

I от – относительное содержание органического вещества;

D pd – степень разложения органического вещества;

с – удельное сцепление;

j – угол внутреннего трения;

Е – модуль деформации;

v – коэффициент Пуассона;

R c – предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов;

с v – коэффициент консолидации.

НАГРУЗКИ, НАПРЯЖЕНИЯ, СОПРОТИВЛЕНИЯ

F – сила, расчетное значение силы;

f – сила на единицу длины;

F v , F h – вертикальная и горизонтальная составляющие силы;

F s,a ,F s,r – силы, действующие по плоскости скольжения, соответственно сдвигающие и удерживающие (активные и реактивные);

N – сила нормальная к подошве фундамента;

n – то же, на единицу длины;

G – собственный вес фундамента;

q – равномерно распределенная вертикальная пригрузка;

р – среднее давление под подошвой фундамента;

s – нормальное напряжение;

t – касательное напряжение;

и – избыточное давление в поровой воде;

s z – вертикальное нормальное напряжение полное;

s zg

s zp – то же, дополнительное от внешней нагрузки (давления фундамента);

R – расчетное сопротивление грунта основания (предел линейной зависимости «нагрузка-осадка»);

R 0 – расчетное сопротивление грунта (для предварительного назначения размеров фундаментов), принимаемое в соответствии с рекомендуемым приложением 3;

F и – сила предельного сопротивления основания, соответствующая исчерпанию его несущей способности.

ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

s – осадка основания;

– средняя осадка основания;

s sl – просадка;

h sw – подъем основания при набухании грунта;

s sh – осадка основания в результате высыхания набухшего грунта;

s sf – суффозионная осадка;

D s – разность осадок (просадок);

i – крен фундамента (сооружения);

J – относительный угол закручивания;

и – горизонтальное перемещение;

s и – предельное значение деформации основания;

s и ,s – то же, по технологическим требованиям;

s и ,f – то же, по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

b – ширина подошвы фундамента;

В – ширина подвала;

B w – ширина источника замачивания (замачиваемой площади);

l – длина подошвы фундамента;

h = l/b – соотношение сторон подошвы фундамента;

А – площадь подошвы фундамента;

L – длина здания;

d , d n , d 1 – глубина заложения фундамента соответственно от уровня планировки, от поверхности природного рельефа и приведенная от пола подвала;

d b – глубина подвала от уровня планировки;

d f , d fn – глубина сезонного промерзания грунта соответственно расчетная и нормативная;

d w – глубина расположения уровня подземных вод;

l = d/b – относительное заглубление фундамента;

h – толщина слоя грунта;

Н с – глубина сжимаемой толщи;

Н – толщина линейно-деформируемого слоя;

H sl – толщина слоя просадочных грунтов (просадочная толща);

h sl – толщина зоны просадки;

h sl,p – то же, от внешней нагрузки;

h sl,g – то же, от собственного веса грунта;

H sw – толщина зоны набухания;

H sh – то же, усадки;

z – глубина (расстояние) от подошвы фундамента;

z = 2z/b – относительная глубина;

DL – отметка планировки;

NL – отметка поверхности природного рельефа;

FL – отметка подошвы фундамента;

В,С – нижняя граница сжимаемой толщи;

B, SL – то же, просадочной толщи;

B, SW – нижняя граница зоны набухания;

B, SH – то же, зоны усадки;

WL – уровень подземных вод.

1. Общие положения

2. Проектирование оснований

Общие указания

Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах оснований

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов

Подземные воды

Глубина заложения фундаментов

Расчет оснований по деформациям

Расчет оснований по несущей способности

Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружения

3. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на просадочных грунтах

4. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на набухающих грунтах

5. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на водонасыщенных биогенных грунтах и илах

6. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на элювиальных грунтах

7. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на засоленных грунтах

8. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на насыпных грунтах

9. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях

10. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых в сейсмических районах

11. Особенности проектирования оснований опор воздушных линий электропередачи

12. Особенности проектирования оснований опор мостов и труб под насыпями

13*. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарствованных территориях

14*. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на пучинистых грунтах

15*. Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на намывных грунтах

16*. Проектирование закрепления грунтов

17*. Проектирование искусственного замораживания грунтов

18*. Проектирование водопонижения

Приложение 1. Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов

Приложение 2. Расчет деформаций оснований

Приложение 3. Расчетные сопротивления грунтов оснований

Приложение 4. Предельные деформации основания

Приложение 5. Основные буквенные обозначения

Это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.

В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.

Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта - это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств.!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m 2 , тс/м 2 , кгс/см 2). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

• Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
• Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
• Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

• скальные;
• нескальные.

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей - он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

• Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
• Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
• Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва .
• Если немного схватывается, но все равно разрушается - это супесь .
• Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины - это суглинок .
• Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым - это глина .

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите "Рассчитать ".

Несущая способность грунта - Таблица СНиП

Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента - показатель текучести грунта (I L) и коэффициент пористости (е) . Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая - выбирайте I L = 1, если сухая и грубая - I L = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.

Несущая способность глинистых грунтов

Вставьте значение коэффициент пористости е в калькулятор, введите параметры фундамента и закончите определение расчетного сопротивления грунта.

Несущая способность песчаного грунта

Данные табличные значения R 0 справедливы для фундаментов с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м.

Для других значений b и d, необходимо использовать формулы. При d <= 2 м используется первое выражение, при d > 2 м - второе.

Расчетное сопротивление грунта (формула) #1: R = R 0 × × (d + d 0) / 2d 0

Расчетное сопротивление грунта (формула) #2: R = R 0 × + k 2 × γ" II × (d - d 0)

Для того чтобы избавить вас, от сложных громоздких вычислений, мы добавили в наш калькулятор расчетного сопротивления грунта четвертый пункт, в котором можно указать предполагаемые размеры фундамента. Используйте наш сервис и экономьте свое время!

Страница 33 из 34

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

1. Расчетные сопротивления грунтов основания R 0 , приведенные в табл. 1-5, предназначены для предварительного определения размеров фундаментов. Область применения значений R 0 и R / 0 для окончательного определения размеров фундаментов указана в п. 2.42 для табл. 4, в п. 8.4 для табл. 5 и в п. 11.5 для табл. 6.

2. Для грунтов с промежуточными значениями e и I L (табл. 1-3), p d и S r (табл. 4), S r (табл. 5), а также для фундаментов с промежуточными значениями g (табл. 6) значения R 0 и R / 0 определяются по интерполяции.

3. Значения R 0 (табл. 1-5) относятся к фундаментам, имеющим ширину b 0 = 1 м и глубину заложения d 0 = 2 м.

При использовании значений R 0 для окончательного назначения размеров фундаментов (пп. 2.42, 3.10 и 8.4) расчетное сопротивление грунта основания R , кПа (кгс/см 2), определяется по формулам:

при d £ 2 м (200 см)

R = R 0 x (d + d 0)/2d 0 ; (1)

при d > 2 м (200 см)

R = R 0 + k 2 g / II (d - d 0), (2)

Где b и d - соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);

g / II - расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 (кгс/см 3);

k 1 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k 1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k 1 = 0,05;

k 2 - коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k 2 = 0,25, супесями и суглинками k 2 = 0,2 и глинами k 2 = 0,15.

Примечание. Для сооружений с подвалом шириной В = 20 м и глубиной d b ³ 2 м учитываемая в расчете глубина заложения наружных и внутренних фундаментов принимается равной: d = d 1 + 2 м [здесь d 1 - приведенная глубина заложения фундамента, определяемая по формуле (8) настоящих норм]. При В > 20 м принимается d = d 1 .

Таблица 1

Расчетные сопротивления R 0 крупнообломочных грунтов

Таблица 2

Расчетные сопротивления R 0 песчаных грунтов

Таблица 3

Расчетные сопротивления R 0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

Таблица 4

Расчетные сопротивления R 0 просадочных грунтов

Примечание: В числителе приведены значения R O , относящейся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности S r £ 0,5; в знаменателе - значения R O , относящиеся к таким же грунтам с S r ³ 0,8, а также к замоченным грунтам.

Таблица 5

Расчетные сопротивления R 0 насыпных грунтов

Примечание: 1. Значения R O в настоящей таблице относятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ I om £ 0,1.

2. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R O принимаются с коэффициентом 0,8.

Таблица 6

Расчетные сопротивления грунтов обратной засыпки R 0

для выдергиваемых фундаментов опор

воздушных линий электропередачи

Примечания: 1. Значения R O для глин и суглинков с показателем текучести 0,5 £ I L £ 0,75 и супесей при 0,5 < I L £ 1,0 принимаются по графе «пылевато-глинистые грунты» с введением понижающих коэффициентов соответственно 0,85 и 0,7.

2. Значения R O для пылеватых песков принимаются как для песков средней крупности и мелких с коэффициентом 0,85.

Расчетное сопротивление основания из нескальных грунтов осевому сжатию определяется по формуле

где -условное сопротивление грунта, кПа;

,
- коэффициенты, принимаемые по табл.11;

- ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м;

- глубина заложения фундамента, м;

- осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта,

расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета

взвешивающего действия воды;

допускается принимать =19,62 кН/м 3 .

При определении расчетного сопротивления глубину заложения фундамента следует принимать для промежуточных опор мостов - от поверхности грунта у опоры на уровне срезки в пределах контура фундамента, а в русле рек – от дна водотока у опоры после понижения его уровня на глубину общего и половину местного размыва грунта при расчетном расходе. Расчетные сопротивления, вычисленные по формуле (24) для глин и суглинков в основаниях фундаментов мостов, расположенных в пределах постоянных водотоков, следует повышать на величину, равную 14,7·
, кПа,
- глубина воды от наинизшего уровня межени до дна водотока

Величины условных сопротивлений грунтов определяются по СНиП 2.05.03-84 (табл.9,10) в зависимости от типа, вида и разновидности для песчаных грунтов и типа, значения коэффициента пористостие и показателя текучести для пылевато-глинистых грунтов. Для промежуточных значений е и величины определяются интерполяцией. При значениях числа пластичности в пределах 5-10 и 15-20 следует принимать средние значения , приведенные соответственно для супесей, суглинков и глин. Для плотных песковследует увеличивать на 60%, если их плотность определена по результатам лабораторных испытаний грунтов. Для рыхлых песчаных грунтов и пылевато-глинистых в текучем состоянии (> 1)илис коэффициентом пористости е > е max (где е max – максимальное табличное значение коэффициента пористости для данного типа грунта) условное сопротивление не нормируется. Данные грунты относятся к слабым, которые без специальных мероприятий не могут быть использованы в качестве естественного основания.

Таблица 1.3.1. – Извлечение из табл.1 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Таблица 1.3.2. – Извлечение из табл.2 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Таблица 1.3.3. – Извлечение из табл.4 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Пример 1.3.1. Определить расчетное сопротивление осевому сжатию основания из маловлажного песка средней крупности под подошвой фундамента мелкого заложения промежуточной опоры автодорожного моста, если дано: ширина фундамента
глубина его заложения
осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, =19,6 кН/м 3 .

Решение . Для маловлажного песка средней крупности по табл. 1.3.2 находим R 0 =294 кПа,а по табл.1.3.3 – значения коэффициентов =0,10 м -1 и
=3,0 м -1 .

Расчетное сопротивление грунтового основания определим по формуле

Пример 1.3.2. Определить расчетное сопротивление осевому сжатию основания из тугопластичного суглинка под подошвой фундамента из опускного колодца промежуточной опоры автодорожного моста, расположенной в постоянном водотоке, если дано: ширина фундамента
глубина его заложения
показатель текучести суглинка
число пластичности=0,12,коэффициент пористости =0,55,осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, =19,6 кН/м 3 ,глубина воды от наинизшего уровня межени=5 м.

Решение. Из табл. 1.3.2 интерполяцией находим условное сопротивление тугопластичного суглинка при
и=0,55.

Из табл.1.3.3 – значения коэффициентов =0,02 м -1 и
=1,5 м -1 .

С учетом пригрузки пласта суглинка водой расчетное сопротивление грунтового основания определим по формуле