Методические указания к выполнению задания. 1. Выполняем классификацию глинистых грунтов по показателю текучести IL по табл.3

1. Выполняем классификацию глинистых грунтов по показателю текучести I_L по табл.3

Таблица 3

Классификация глинистых грунтов по показателю текучести

(извлечение из ГОСТ 25100-2011 [3])

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести
Супесь: - твердая - пластичная - текучая	IL < 0 0 ≤ IL ≤1,00 IL > 1,00
Суглинки и глины: - твердые - полутвердые - тугопластичные - мягкопластичные - текучепластичные - текучие	IL < 0 0≤ IL ≤0,25 0,25 < IL ≤0,50 0,50 < IL ≤0,75 0,75 < IL ≤1,00 IL > 1,00

2. По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычисляются:

удельный вес грунта по формуле:

, (1)

где g – ускорение свободного падения (g = 9,81м/с²);

 

удельный вес грунта во взвешенном состоянии по

выражению:

. (2)

где r_w – плотность воды, принимаемая равной 1,0 т/м³.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды при IL > 0,25. При расположении ниже уровня грунтовых вод слоя грунта с IL £ 0,25 его удельный вес принимается без учета взвешивающего действия воды.

3. По разновидности грунта, значению е (коэффициент пористости) и I_L (показатель текучести) по табл.4.5 и 6 определяют для каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ) основания, нормативные значения с_n (удельное сцепление, кПа), j_n (угол внутреннего трения, град.) и модуль деформации Е, МПа. Так как нормативные значения угла внутреннего трения j_n, удельного сцепления с_п и модуля деформации E приняты по табл.4,5,6[5], расчетные значения характеристик в этом случае принимают при значении коэффициента надежности по грунту (расчет основания по деформациям) g_g = 1,0 [5].

 

Таблица 4

Нормативные значения удельного сцепления с_n, кПа, угла внутреннего

трения j_n град., и модуля деформации Е, Мпа, песков четвертичных

отложений (извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Пески	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые и крупные	c			-	-
j				-
E				-
Средней крупности	c				-
j				-
E				-
Мелкие	c				-
j
E
Пылеватые	c
j
E

Примечание. Для промежуточных значений е: c_n, j_n, E определяется по интерполяции

 

Таблица 5

Нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа, угла внутреннего трения j_п, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

(извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0≤IL≤0,25	c					-	-	-
j					-	-	-
0,25≤IL≤0,75	c						-	-
j						-	-

 

 

Окончание таблицы 5

Суглинки	0≤IL≤0,25	C							-
j							-
0,25≤IL≤0,50	c							-
j							-
0,50≤IL≤0,75	c	-	-
j	-	-
Глины	0≤IL≤0,25	c	-
j	-
0,25≤IL≤0,50	c	-	-
j	-	-
0,50≤IL≤0,75	c	-	-
j	-	-

Примечание. Для промежуточных значений I_L и е: c_n, j_n определяется

по интерполяции.

 

Таблица 6

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых

не лессовых грунтов (извлечение из ГОСТ 22.13330-2011 [5])

Происхождение и возраст грунтов	Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести IL	Модуль деформации грунтов Е, МПа, при коэффициенте пористости е, равном
0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Четвертичные отложения	Аллювиальные, делювиальные, озерные, озерно-аллювиальные	Супеси	0≤IL≤0,75	-						-	-	-	-	-
Суглинки	0≤IL≤0,25	-							-	-	-	-
0,25≤IL≤0,50	-							-	-	-	-
0,50≤IL≤0,75	-	-	-						-	-	-
Глины	0≤IL≤0,25	-	-							-	-	-
0,25≤IL≤0,50	-	-	-						-	-	-
0,50≤IL≤0,75	-	-	-	-					-	-	-

Примечание. Для промежуточных значений I_L и е: Е определяется по интерполяции

 

 

4. Исходные данные, приведенные в табл. 1,2 и полученные значения п.3 заносят на схему (рис.1).

Рис. 1. Исходные данные к определению расчетного сопротивления грунтов основанияи их оценке: ИГЭ1..3 (инженерно-геологические элементы основания); I_L – показатель текучести; h_i — мощность i- го слоя грунта; DL – уровень планировки (в контрольной работе: ± 0,00), WL – уровень подземных вод, 1,2 – отметки кровли второго и третьего слоёв; g_II,i, – удельный вес грунта и удельный вес грунта во взвешенном состоянии; R_i – расчетное сопротивление i- го слоягрунта; E_i – модуль деформации i- го грунта; d _{1, i} – глубина заложения фундаментов, м, от уровня планировки.

 

5. Определение расчетного сопротивления грунтов основания рекомендуется выполнять послойно сверху вниз.

6. Расчетное сопротивление грунта R_i рассчитывается по формуле [5] в точках указанных на схеме (рис.1). Первое значение R ₁ определяется на глубине d ₁=1,50 м:

, (3)

Так как проектируемое здание не имеет подвала (d_b=0), то для каждого ИГЭ (инженерно-геологического элемента) основания, расчетное сопротивление грунта R_i определя­ется по формуле:

, (4)

где , – коэффициенты условий работы, принимаются по табл.7, в зависимости от разновидности грунта, для песков от степени влажности, для пылевато-глинистых грунтов от показателя текучести I_L, а принимается при жесткой конструктивной схеме L/H – 4 и более.

Таблица 7

Коэффициенты условий работы , (Извлечение из СП 22.1333-2011[5])

Грунты	Коэффициент	Коэффициент для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H, равном
4 и более	1,5 и менее
Крупнообломочные с песчаным заполнителем и пески, кроме мелких и пылеватых	1,4	1,2	1,4
Пески мелкие	1,3	1,1	1,3
Пески пылеватые:
маловлажные и влажные	1,25	1,0	1,2
насыщенные водой	1,1	1,0	1,2
Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинис-тым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя 0,25	1,25	1,0	1,1
То же, при 0,25 0,5	1,2	1,0	1,1
То же, при 0,5	1,1	1,0	1,0

k – коэффициент, принимаемый равным k =1,1т.к. прочностные

характеристики грунта (j_n и с_n) определены по табл.4,5,6[5];

М_g, М_q, М_с – коэффициенты, принимаемые по табл. 8 в зависимости

от угла внутреннего трения j _II, град.;

k_z – коэффициент, (для предварительной оценки грунтов основания,

принимается равным 1,0 (при b <10 м);

 

Таблица 8

Коэффициенты М_g, М_q, М_с

(Извлечение из СП 22.1333-2011[5])

Угол внутреннего трения , град.	Коэффициенты	Угол внутреннего трения , град.	Коэффициенты
		1,00	3,14		0,66	3,65	6,24
	0,01	1,06	3,23		0,72	3,87	6,45
	0,03	1,12	3,32		0,78	4,11	6,67
	0,04	1,18	3,41		0,84	4,37	6,90
	0,06	1,25	3,51		0,91	4,64	7,14
	0,08	1,32	3,61		0,98	4,93	7,40
	0,10	1,39	3,71		1,06	5,25	7,67
	0,12	1,47	3,82		1,15	5,59	7,95
	0,14	1,55	3,93		1,24	5,95	8,24
	0,16	1,64	4,05		1,34	6,34	8,55
	0,18	1,73	4,17		1,44	6,76	8,88
	0,21	1,83	4,29		1,55	7,22	9,22
	0,23	1,94	4,42		1,68	7,71	9,58
	0,26	2,05	4,55		1,81	8,24	9,97
	0,29	2,17	4,69		1,95	8,81	10,37
	0,32	2,30	4,84		2,11	9,44	10,80
	0,36	2,43	4,99		2,28	10,11	11,25
	0,39	2,57	5,15		2,46	10,85	11,73
	0,43	2,73	5,31		2,66	11,64	12,24
	0,47	2,89	5,48		2,88	12,51	12,79
	0,51	3,06	5,66		3,12	13,46	13,37
	0,56	3,24	5,84		3,38	14,50	13,98
	0,61	3,44	6,04		3,66	15,64	14,64

 

b – ширина подошвы фундамента, м, для предварительной оценки

грунтов основания, в задаче принимается b =1м;

γ_ІІ – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3;

d ₁– глубина заложения фундамента сооружения без подвала принимается от уровня планировки DL, для первого значение R ₁принимают на глубине d ₁ = 1,5 м, рис.1;

– осредненное расчетное значение удельного веса грунта, зале -

гающих выше подошвы фундамента (от уровня планировки

DL до подошвы фундамента, где определяется R _i, при нали -

чии подземных вод определяется с учетом взвешивающего

действия воды – ), кН/м³;

с _II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего

непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

 

После определения R_i их численные значения показывают на схеме (рис.1). Здесь же приводят значения модулей дефор­мации грунтов Е_i.

На основе анализа полученных значений R_i должно быть сделано заключение о характере распределения несущей способности грунтов по глубине и выделен грунт, обладающий максимальной несущей способностью. Так же необходимо послойно оценить сжимаемость грунтов по значению Е _i, выделен слабый грунт.

 

Пример решения

Требуется: определить расчетное сопротивление грунтов основания

и провести послойную их оценку.

Исходные данные к решению задачи: отметки геологического разреза основания площадки строительства и физические характеристики грунтов основания в табл.9,10.

 

Таблица 9