Учебное пособие 1616

Классификация песчаных и глинистых грунтов (табл. 2.3-2.7) даются со-

гласно ГОСТ 25100-95 [4].

Таблица 2.3

Классификация песчаных грунтов по гранулометрическому составу

Разновидности	Размер частиц d, мм	Содержание частиц,
грунтов		% по массе
	Пески:
-гравелистый	>2,00	>25
-крупный	>0,50	>50
-средней крупности	>0,25	>50
-мелкий	>0,10	>75
-пылеватый	>0,10	<75

					Таблица 2.4
Классификация песчаных грунтов по коэффициенту пористости е
	Коэффициент пористости е
Разновидность
песков
	Пески гравелистые,		Пески		Пески
	крупные и средней		мелкие		пылеватые
	крупности
Плотный	<0,55		<0,60		<0,60
Средней	0,55<е <0,70		0,60 < е< 0,75		0,60 < е <0,80
плотности
Рыхлый	>0,70		>0,75		>0,80
					Таблица 2.5
Классификация песчаных грунтов по коэффициенту водонасыщения Sr
			КоэффициентводонасыщенияSn
Разновидностьгрунтов
			Д.е.
Малойстепениводонасьпцения			0,00 < Sr < 0,50
Среднейстепениводонасыщения			0,50 < Sr < 0,80
Насыщенныеводой			0,80 < Sr < 1,00

11

Таблица 2.6

Классификация глинистых грунтов по числу пластичности Ip

Разновидностьглинистыхгрунтов Супесь Суглинок Глина

ЧислопластичностиIp ,%

1 < Ip < 7

7 < Ip <17 >17

Таблица 2.7

Классификация глинистых грунтов по показателю текучести IL

Разновидностьглинистыхгрунтов		ПоказательтекучестиIL
Супесь:
- твердая		IL < 0
- пластичная		0 < IL < 1
- текучая		IL>1
Суглинки	иглины:
- твердые		IL < 0
- полутвердые		0 < IL < 0,25
- тугопластичные		0,25 < IL < 0,50
- мягкопластичные		0,50 < IL < 0,75
- текучепластичные		0,75 < IL < 1,00
-текучая		>1,00

12

Таблица 2.8

НормативныезначенияудельногосцепленияСп, кПа; углавнутреннеготренияφп, град. имодуля деформацииЕ, МПа, песчаныхгрунтов

Разновидности	Обозначения		Характеристикигрунтов
песчаных	характеристик	прикоэффициентепористостие, равном
грунтов		0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые	Сп	2	1	-	-
икрупные	φп,	43	40	38
	Е	50	40	30	-
				1
Средней	Сп	3	2		-
крупности	φп,	40	38	35	-
	Е	50	40	30	-
				2
Мелкие	Сп	6	4		-
	φп,	38	36	32	-
	Е	48	38	28	18
				4
Пылеватые	Сп	8	6		2
	φп,	36	34	30	26
	Е	39	28	18	11

13

14

Таблица2.9

НормативныезначенияудельногосцепленияСп, кПа; углавнутреннеготренияφп, град, глинистыхнелессовыхгрунтов

Разновидностигрунтовипределы		Обозначения	Характеристикигрунтовприкоэффициентепористостие,
нормативныхзначенийих		характеристик				равном
показателейтекучести		грунтов	0,45	0,55	0,65		0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0<1L<0,25	Сп	21	17	15		13	-	-	-
		φп,	30	29	27		24	-	-	-
0,25<IL <0,75		Сп	Л9	15	13		11	9	-	-
		φп,	28	26	24		21	18		-
Суглинки	0<1L<0,25	Сп	47	37	31		25	22	19	-
0,25<1L <0,50		φп,	36	25	24		23	22	20	-
		Сп	39	34	28		23	18	15	-
0,50<IL<0,75		φп,	24	23	22		21	19	17	-
		Сп	-	-	25		20	16	14	12
		φп,	-	-	19		18	16	14	12
Глины	0<1L<0,25	Сп	-	81	68		54	47	41	36
		φп,	-	21	20		19	18	16	14
0,25< IL <O,50		Сп	-	-	57		50	43	37	32 .
		φп,		-	18		17	16	14	11
0,50<1L<0,75		Сп	-	-	45		41	36	33	29
		φп,	-	-	15		14	12	10	7

14

Таблица 2.10

Нормативные значения модуля деформации глинистых нелессовых грунтов

	Происхождение	Разновидности грунтов		Модуль деформации грунтов E, МПа, при коэффициенте
	и возраст грунтов	и пределы нормативных					пористости е, равном
		значений их показателя		0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
			текучести
			Четвертичные		отложения:
	Аллювиальные	Супеси	0<IL<0,75	-	32	24	16	10	7	-	-	-	-	-
	Делювиальные	Суглинки	0<IL<0,25	-	34	27	22	17	14	11	-	-	-	-
			0,25<1L<0,50	-	32	25	19	14	11	8	-	-	-	-
			0,50<IL<0J5	-	-	-	17	12	8	6	5	-	-	-
	Озерные	Глины	0<IL<0t25	-	-	28	24	21	18	15	12	-	-	-
	Озерно-аллювиальные		0,25<IL<0,50	-	-	-	21	18	15	12	9	-	-	-
15			0,50<IL<0,75	-	-	-	-	15	12	9	7	-	-	-
	Флювиогляциальные	Супеси	0<IL<0,75	-	33	24	17	11	7	-	-	-	-	-
		Суглинки	0<1L<0,25
				-	40	33	27	21	14	7	-	-	-	-
			0,25<IL<0,50	-	35	28	22	17	10	-	-	-	-	-
			0,50<IL<0J5	-	-	-	17	13	-	-	-	-	-	-
	Моренные	Супеси	IL<0,50	75	55	45	-	-	-	-	-	-	-	-
		Суглинки	IL< 0,50

Соответствующие данные заносятся в табл. 2.11.

15

Таблица2.11

Механическиехарактеристикигрунта

Номер	Глубина	Модуль	Удельное			Угол		Условное
образца	отбора	деформации	сцепление		внутреннего			cопротивление
	пробы	Е, кПа	С, кПа		трения			грунта
	грунта,				φ, град.			R0, кПа
	м
			CI	CII	φI		φII
1	2	3	4	5	6		7	8

Условное сопротивление грунта Ro, кПа, определяется по СНиП 2.05.0384 "Мосты и трубы" по табл. 2.12 и 2.13.

Таблица 2.12

Условное сопротивление глинистых грунтов

Грунты	Коэффициент	Условное сопротивление глинистых грунтов
	пористости	основания в зависимости от показателя текучести IL
	е			R0, кПа
		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Супеси	0,5	343	294	245	196	147	98	-
Ip<5	0,7	294	245	196	147	98	-	-
Суглинки	0.5	392	343	294	245	196	147	98
10< Ip <15	0.7	343	294	245	196	147	98	-
	1.0	294	245	196	147	98	-	-
Глины	0,5	588	441	343	294	245	196	147
Ip >20	0,6	490	343	294	245	196	147	98
	0,8	392	294	245	196	147	98	-
	1,0	294	245	196	147	98	-	-

Для промежуточных значений IL, 1рие применяется интерполяция.

16

Таблица 2.13

Условные сопротивления песчаных грунтов

Песчаные грунты и их коэффициент водонасыщения Sr

Гравелистые и крупные независимо от коэффициента водонасыщения Sr

Средней крупности малой степени водонасыщения Средней крупности средней степени водонасыщения и насыщенные водой Мелкие малой степени водонасыщения

Мелкие средней степени водонасыщения и насыщенные водой Пылеватые малой степени водонасыщения

Пылеватые средней степени водонасыщения Пылеватые насыщенные водой

Условное

сопротивление песчаных грунтов средней плотности

R0, кПа

343

294

245

196

147

196

147

98

Полученные результаты анализируются, и делаются выводы об особенностях инженерно-геологических условий строительной площадки.

2.2.Расчет фундамента опоры путепровода по деформациям основания

Висходных данных на курсовую работу задана нагрузка, передаваемая на фундамент от опоры путепровода N, задана глубина заложения фундамента dI,

задано соотношение сторон прямоугольной подошвы фундамента = l/b. Необходимо определить размеры подошвы фундамента l и b, расчетное сопротивление под подошвой фундамента R и осадку основания S.

2.2.1. Определение размеров подошвы фундамента

Расчет ширины подошвы фундамента можно выполнить методом последовательных приближений: первоначально назначается ширина фундамента b= 1,0 м и определяется расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента R по формуле

R	с		с	2	[M b II M q d1 II'	M c CII ],
	1						(2.8)
		k
					17

где		M , Mq , Mc -					коэффициенты, принимаемые по табл. 2.14;
			с1 с2		1	-	произведение коэффициентов условий работы в кур-
			k
							совой работе;
					b -		ширина подошвы фундамента;
					d1 -		глубина заложения фундамента;
					CII -		расчетное удельное сцепление грунта, кПа;
					II	-	расчетное значение удельного веса грунта, кН/м3;
					II'	-	расчетное значение удельного веса грунта выше по-
							дошвы фундамента, кН/м3.
												Таблица2.14
							Коэффициенты M ,Mq ,Mc
φ, град.		M			M q			Mc		φ, град.	M	M q		Mc
10		0,18				1,73		4,17		26	0,84	4,37		6,90
12		0,23				1,94		4,42		28	0,98	4,93		7,40
14		0,29				2,17		4,69		30	1,15	5,59		7,95
16		0,36				2,43		4,99		32	1,34	6,34		8,55
18		0,43				2,73		5,31		34	1,55	7,22		9,22
20		0,51				3,06		5,66		36	1,81	8,24		9,97
22		0,61				3,44		6,04		38	2Д1	9,44		10,80
24		0,72				3,87		6,45		40	2,46	10,85		11,73

Ширинаподошвыфундаментаопределяетсяпоформуле

		b	N	,
			(R mt d1 )
		(2.9)
где mt =21		осредненный удельный вес бетона и грунта на ус-
3	-	тупах фундамента.
кН/м

Результат расчета по формуле (2.9) подставляется в формулу (2.8). Расчет повторяется до тех пор, пока bс в последнем приближении будет

отличаться не более чем на 5 см.

Фактические размеры фундамента назначаются конструктивно. При этом высота первого уступа должна быть кратна 300 мм (рис. 4).

18

Рис. 4. Фундамент под колонну

Фундамент квадратный в плане, имеет вес - Gф, вес грунта на уступах - Gгр.

		Gф [ b2	h1	( b 2c )2 ( d1		h1 )] б	(2.10)
		Gгр [b2	h1	(b 2c)2 ] (d1		h1)] ,'II	(2.11)
где	б -	удельный вес бетона, б =24 кН/м3 ;
	II' -	удельный вес грунта на уступах фундамента, II'					= 18 кН/м3.
Среднее фактическое давление под подошвой квадратного фундамента
равно		Р (N G G ) / b2 .
							(2.12)
				ф	гр

Следует проверить P<R.

2.2.2. Расчет осадки фундамента

Перед началом расчета осадки основания фундамента необходимо изучить особенности геологических условий строительной площадки, оценить деформационные свойства слоев грунта, залегающих ниже подошвы фундамента согласно заданию (см. рис. 2). Необходимо построить эпюру природного давления грунта z q = f(z). Начало координат для эпюры природных давлений располагается в уровне поверхности грунта. При слоистом основании природное давление определяется по формуле:

zq ihi ,

(2.13)

где i и hi - соответственно удельный вес и толщина i – го слоя грунта.

19

Удельный вес грунта, залегающего ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен определяться с учетом взвешивающего действия воды по

формуле	s	w / l e ,
sb			(2.14)

где s - удельный вес частиц грунта;

w - удельный вес воды, w - 10 кН /м3; Е - коэффициент пористости грунта.

Дополнительное давление на грунт в уровне подошвы фундамента вычисляется по формуле

		Ро Р zq о	(2.15)
Значение природного давления в уровне подошвы фундамента zqо мож-
но определить		графически по эпюре природных давлений	на глубине
z Hо	dI (рис. 5). Толщина грунта под подошвой фундамента делится на
слои hi	0,4b ,	и на нижних границах этих слоев определяются напряжения по
формуле		zp Ро
			(2.16)

где - коэффициент, взятый из табл. 2.15.

		Коэффициенты							Таблица 2.15
z / 0,5 b			Соотношение сторон l/b
	1,0	1,4		2,4		3,2		5,0		10,0
00	1,0	1,0		1,0		1,0		1,0		1,0
0,8	0,8	0,848		0,876		0,879		0,881		0,881
1,6	0,449	0,532		0,612		0,629		0,639		0,642
2,4	0,257	0,325		0,419		0,449		0,470		0,477
3,2	0,160	0,210		0,294		0,329		0,360		0,374
4,0	0,108	0,145		0,214		0,248		0,285		0,306
4,8	0,077	0,105		0,161		0,192		0,230		0,258
5,6	0,058	0,079		0,124		0,152		0,189		0,223
6,0	0,051	0,070		0,110		0,136		0,173		0,208
6,8	0,040	0,055		0,088		0,110		0,145		0,185
7,2	0,036	0,049		0,080		0,100		0,133		0,175
8,0	0,029	0,040		0,066		0,084		0,113		0,158
			20