Оценка характеристик грунтов оснований

Проектирование оснований должно производиться по инженерно-геологическим данным.

Основания можно разделить на скальные и нескальные.

Скальные основания имеют прочность на одноосное сжатие более 50 МПа, не скальные от 5 до 50 МПа.

Нескальные основания представляют собой массивы, сложенные крупнообломочными, песчаными и пылевато-глинистыми грунтами. Крупнообломочные и песчаные грунты классифицируются по гранулометрическому составу и по степени влажности.

К крупнообломочным относятся грунты, у которых частицы диаметром более 2 мм:

- валунные – более 200мм;

- галечниковые – более 10 мм;

- гравийные – более 2 мм.

Частицы песчаных грунтов имеют диаметр менее 2 мм и подразделяются на: песок гравелистый (более 2), песок крупный (2 – 0,5), песок средней крупности (0,25-0,5), песок мелкий и песок пылеватый (более 0,1).

По степени влажности крупнообломочные и песчаные грунты делятся на маловлажные (0<Sr≤0,5), влажные (0,5<Sr≤0,8) и насыщенные водой (0,8<Sr≤1). При Sr=0 грунт считается абсолютно сухим, а при Sr=1 полностью насыщенный водой.

Плотность сложения песка характеризуется коэффициентом пористости е.

Пески гравелистые, крупные и средней крупности:

при е<0,55 – плотные;

при 0,55< е < 0,7 – средней плотности;

при е>0,7 – рыхлые.

Пески мелкие:

при е<0,6 – плотные;

при 0,6< е < 0,75 – средней плотности;

при е>0,75 – рыхлые.

Пески пылеватые:

при е<0,6 – плотные;

при 0,6< е < 0,8 – средней плотности;

при е>0,8 – рыхлые.

В общем случае, при 0,5≤е≤0,6 песок является хорошим основанием, а при е> 0,7 основание в естественном состоянии обладает значительной сжимаемостью.

Пылевато-глинистые грунты (супеси, глины, суглинки) обладают специфическими особенностями по сравнению с песчаными. Наличие органических веществ, солей, карбонатов и др. веществ вызывает при замачивании явления просадки или набухания. Пылевато-глинистые грунты подразделяют по числу пластичности Ip и показателю текучести IL.

По числу пластичности различают:

- супеси, при 1≤Ip≤7;

- суглинки, при 7<Ip≤17;

- глины, при Ip<17.

Показатель текучести IL характеризует консистенцию глинистого грунта. По его величине можно косвенно определить и степень сжимаемости основания.

,

где w – естественная влажность грунта, wp – влажность на границе раскатывания, wL – влажность на границе текучести.

 

 

Т.о., если грунт имеет показатель текучести менее 0, то данный слой грунта обладает низкой сжимаемостью, а значение более 0,75 говорит о повышенной сжимаемости основания.

Наихудшим видом основания являются илы и заторфованные грунты. Лессовые грунты в маловлажном состоянии могут служить хорошим основанием. Однако при замачивании водой они дают просадку.

 

 

При проектировании оснований используются расчетные значения характеристик грунта

,

где Xn – нормативное значение характеристики грунта, γg – коэффициент надежности по грунту.

Для полной оценки грунта основания необходимо определить среднее значение модуля деформации

,

где β0 – коэффициент, зависящий от бокового расширения грунта, е0 – коэффициент пористости грунта, α – коэффициент сжимаемости грунта.

,

здесь ν0 – коэффициент бокового расширения грунта ( коэффициент Пуассона).

,

здесь е1, е2 – коэффициенты пористости грунта, Р1, Р2 – давление на грунт, МПа (берутся по данным компрессионных испытаний).

Основными строительными характеристиками грунтов являются: модуль деформации Е, удельный вес γ, влажность w, угол внутреннего трения φ, сцепление с.

Задание: подобрать несущий слой грунта под многоэтажное каркасное здание. По компрессионной кривой определить модуль деформации грунта. Охарактеризовать грунты основания.

Данные по геологической скважине: Скв. 1 H абс = 180,30 м.

№ слоя Глубина подошвы слоя, м Мощность слоя грунта, м Абс. отметка подошвы слоя, м Условные обозначения грунта Литологическое описание грунтов
0,8 0,8 179,50 Почвенно-растительный слой
11,0 10,2 169,3 Суглинок, тяжелый, светло-коричневый, маловлажный в верхней части слоя, ниже – средневлажный.

Результаты компрессионных испытаний (на глубинах 2.0 м, 4.0 м, 7.5 м)

           
   
 
     
 
 

 


Р, МПа
Р, МПа
Р, МПа