Как найти осредненный удельный вес грунтов - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Предварительно
площадь А, м²,
подошвы фундамента определяют по
формуле:

где
No_II
— нормативная вертикальная нагрузка от
сооружения, приложенная к обрезу
фундамента, определяемая как сумма
постоянной и временной нагрузок, No_II=210
кН;

R₀–
условное
расчетное сопротивление несущего слоя
грунта основания, R₀=212.2кПа;

d
— глубина заложения фундамента, d
= 2.1 м;

γ_ср
— среднее значение удельного веса
материала фундамента и грунта на его
уступах, γ_ср
= 20 кН/м³;

Размеры
проектируемого фундамента вычисляют
методом приближения и принимают с учетом
модульности и унификации конструкций.

Согласно
номенклатуре плит по ГОСТ 13580-85, выбирается
ближайшая (большая) по размеру плита
марки ФЛ. Марка стеновых блоков выбирается
согласно ГОСТ 13579-78 (табл. 8 [3]). Подбираем
плиту ФЛ14, имеющую размеры, м: ширину
1,2, высоту 0,3 и длину 2,38 (доборные 1,18 и
0,78) и стеновые блоки ФБС24.5.6-Т.

При
проектировании ленточного сборного
фундамента требуемая ширина b,
м, плиты назначается из
условия,
что расчет такого фундамента ведется
на 1 м его
длины и
принимается b
= А (т.е b
= 1,4м).

Вычисляем
расчетное сопротивление грунта основанияпод подошвой
фундамента R,
кПа;

где
_с1
и _с2–
коэффициенты условий работы, принимаемые
по таблице 3 СНиПа [10],

_с1
= 1 (т.к. пески пылеватые, маловлажные) и
т.к. L/H=4.3
интерполируя находим _с2=1;

k
— коэффициент, принимаемый в курсовом
проекте равным 1,1, т.к. прочностные
характеристики грунта (
и с) приняты по таблицам СНиПа [10];

M_,
M_q,
M_с
– безразмерные коэффициенты, принимаемые
по таблице 4 СНиПа [10], в зависимости от
угла внутреннего трения ()
грунта; M_=0.32,
M_q=2.54,
M_с=4.99;

k_z
— .коэффициент, принимаемый равным: при
b
< 10м — k_z
= 1;

b
— ширина подошвы фундамента, b
= 1,4 м;

_II
— осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих ниже
подошвы фундамента на всю глубину
разведанной толщи грунтов (при наличии
подземных вод определяются с учетом
взвешивающего действия воды — _sb,
кН/м³,
определяемого по формуле:

где
_i
и h_i
— соответственно удельный вес и толщина
i-ого
слоя грунта, залегающего ниже подошвы;

’_II
— то же для грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента. Для грунтов обратной
засыпки:

’_II₀
= 0,95’_II,

где
’_II
— осредненное значение удельного веса
грунтов ненарушенного сложения,
залегающих выше подошвы фундамента;

Удельный
вес грунта ,
кН/м³определяется:

где
p
— плотность грунта, т/м³,

g
– ускорение свободного падения, g
= 10м/с².

₁
= gp
= 101,92
= 19,2 кН/м³;

S₂
= gp
= 101.87
= 18.7 кН/м³;

Удельный
вес водопроницаемых грунтов, к которым
условно отнесем все пески, супеси,
суглинки, залегающих ниже уровня
подземных вод, но выше водоупора — глины,
вычисляется с учетом взвешивающего
действия воды:

где
_s,
_w
– удельный вес частиц грунта и воды
соответственно; _w
= 10 кН/м³;
е– коэффициент пористости, е = 0,65;

_sb₂=

кН/м³

_s₃
= 2.0010
= 20.0 кН/м³

_sb₃= 10 кН/м³

g4
= g×p
= 10*2.01= 20.1 кН/м³;

Определяем
_II
— осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих ниже
подошвы фундамента на всю глубину
разведанной толщи грунтов:

кН/м³;

Определяем
’_II
— осредненное расчетное значение
удельного веса грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента:

кН/м³;

Для
грунтов обратной засыпки:

’_II₀
= 0,95’_II
= 0,95·19.1= 18.2 кН/м³

с_II
– расчетное значение удельного сцепления
грунта, залегающего непосредственно
под подошвой фундамента, с_II
=16 кПа;

d₁
— глубина заложения фундаментов
бесподвальных сооружений от уровня
планировки d₁=0.5
м;

d_b
— глубина подвала — расстояние от уровня
планировки до пола подвала, м, (при
отсутствии подвала d_b
= 0)

Зная
R,
уточняются размеры подошвы фундамента
по формуле:

, (13)

R–
сопротивление
несущего слоя грунта основания, R
= 170.84 кПа;

d
— глубина заложения фундамента, d
= 2.2 м;

γ_ср
— среднее значение удельного веса
материала фундамента и грунта на его
уступах, γ_ср
= 20 кН/м³;

Согласно
номенклатуре плит по ГОСТ 13580-85, выбирается
ближайшая (большая) по размеру плита
марки ФЛ. Подбираем плиту ФЛ20, имеющую
размеры, м: ширину 2, высоту 0.5 и длину
2.38 (доборные 1.18 и 0.78)

При
изменении размеров фундамента уточняется
расчетное сопротивление грунта основания
R, используя формулу (8):

кН/м³;

’_II₀
= 0,95’_II
= 0,95·19.11= 18.16 кН/м³

Определив
предварительные размеры фундамента,
приступают к его конструированию.
Конструирование фундаментов из сборных
железобетонных элементов заключается
в выборе отдельных стандартных изделий
и составлении из них фундамента,
отвечающего принятым при расчете
основным его параметрам. Определение
размеров центрально нагруженных
фундаментов считается законченным,
если выполняется условие:

p_ii
<
R (14)

где Р_ii
— среднее давление под подошвой фундамента,
кПа, определяемое по формуле:

(15)

где
n_ii
— суммарная
вертикальная нагрузка на основание,
кН, включая вес фундамента,

N_ф_II
и грунта на его уступах N_rp_II:

N_ii
= N₀_II
+ N_ф_II
+ N_rpII(16)

N₀_II= 210 кН,

N_ф_II=
N_пл_II
+N_бл_II
=3*(16.3/2,4) + 40.5/2,4 = 37.25 кН,

N_rpII
= 19.2 (1,8*0.75*1) = 25.92 кН,

А
— площадь подошвы проектируемого
фундамента, А = 2 м².

Величина
p_ii
должна не
только удовлетворять условию (14), но и
быть по возможности близка к значению
расчетного сопротивления грунта
(допустимое отличие от расчетного
сопротивления должно быть не более 10%
в меньшую сторону).

кПа.

Условие
p_ii
< R
выполняется

т.к.
p_ii
= 136.58 кПа < R =171.9 кПа, недонапряжение
составляет 20.5%>10%, т.е. фундамент
запроектирован неэкономично. Окончательно
принимаем ФЛ20

3.3.
Расчет внецентренно нагруженных
фундаментов

при
наличии подвала – сечение 2-2

При
наличии подвала фундамент наружных
стен воспринимает давление от обратной
засыпки грунта (рис. 12).

Рис.
12. Расчетная схема ленточного фундамента
под стену при наличии подвала

Его
определяют по формулам активного
давления на подпорные стенки с
учетом сцепления. Однако при малой
высоте этих стенок (до 4х м) и выполнении
обратной засыпки за пазух и фундамента
грунтом нарушенной структуры
ограничиваются обычно приближенным
расчетом. При вычислении давления грунта
на подпорную стенку учитывают временную
нагрузку на поверхности грунта q
= 10 кН/м².

Размеры
подошвы фундамента определяют так же,
как и для центрально нагруженного
фундамента.

Предварительно
площадь А, м²,
подошвы фундамента определяют по
формуле:

R₀–
условное
расчетное сопротивление несущего слоя
грунта основания, R₀=212.2кПа;

d
— глубина заложения фундамента, d
= 2.3 м;

γ_ср
— среднее значение удельного веса
материала фундамента и грунта на его
уступах, γ_ср
= 20 кН/м³;

При
проектировании ленточного сборного
фундамента требуемая ширина h,
м, плиты назначается из
условия,
что расчет такого фундамента ведется
на 1 м его
длины и
принимается b
= А.

Согласно
номенклатуре плит по ГОСТ 13580-85, выбирается
ближайшая (большая) по размеру плита
марки ФЛ. Марка стеновых блоков выбирается
согласно ГОСТ 13579-78 (табл. 8 [3]). Подбираем
плиту ФЛ14, имеющую размеры, м: ширину
1.4, высоту 0.3 и длину 2.38 (доборные 1.18 и
0.78) и стеновые блоки ФБС24.5.6-Т.

Вычисляем
расчетное сопротивление грунта основанияпод подошвой
фундамента R,
кПа;

где
_с1
и _с2–
коэффициенты условий работы, принимаемые
по таблице 3 СНиПа [10],

_с1
= 1 (т.к. пески пылеватые, маловлажные) и
т.к. L/H=4.3
интерполируя находим _с2=1;

k_z
— .коэффициент, принимаемый равным: при
b
< 10м — k_z
= 1;

b
— ширина подошвы фундамента, b
= 1,4 м;

где
_i
и h_i
— соответственно удельный вес и толщина

i-ого
слоя грунта, залегающего ниже подошвы;

’_II
— то же для грунтов, залегающих выше
подошвы фундамента. Для грунтов обратной
засыпки:

’_II₀
= 0,95’_II,

Удельный
вес грунта ,
кН/м³определяется:

Рис.
13 ,

где
p
— плотность грунта, т/м³,

g
– ускорение свободного падения, g
= 10м/с².

₁
= gp
= 101,92
= 19,2 кН/м³;

S₂
= gp
= 101.87
= 18.7 кН/м³;

где
_s,
_w
– удельный вес частиц грунта и воды
соответственно; _w
= 10 кН/м³;
е– коэффициент пористости, е = 0,65;

_sb₂=

кН/м³

_s₃
= 2.0010
= 20.0 кН/м³

_sb₃= 10 кН/м³

g4
= g×p
= 10*2.01= 20.1 кН/м³;

кН/м³;

Для
грунтов обратной засыпки:

’_II₀
= 0,95’_II
= 0,95·19.1= 18.2 кН/м³

d₁
— приведенная глубина заложения для
наружных и внутренних фундаментов от
пола подвала, определяемая по формуле:

, (17)

где
h_s
— толщина слоя грунта выше подошвы
фундамента со стороны подвала,

h_s
= 0,3 м;

h_cf
— толщина конструкции пола подвала (в
курсовом проекте принимается равной
0,1м);

_cf
— расчетное значение удельного веса
конструкции пола
подвала (в
курсовом проекте принимается равным
22 кН/м³);

d_b
— глубина подвала — расстояние от уровня
планировки до пола подвала, м

d_b
⁼
1,6 м.

Зная
R,
уточняются размеры подошвы фундамента
по формуле:

, (13)

R–
сопротивление
несущего слоя грунта основания, R
= 171.9 кПа;

d
— глубина заложения фундамента, d
= 2,3 м;

γ_ср
— среднее значение удельного веса
материала фундамента и грунта на его
уступах, γ_ср
= 20 кН/м³;

т.е.
оставляем ФЛ20.

Активное
давление грунта G_II,
кПа, на подпорную стенку у подошвы
фундамента вычисляют по формуле:

(18)

при
этом L
= d
+ h_np
— высота подпорной стенки с учетом
приведенной высоты слоя грунта, h_np,
м:

(19)

где

— расчетный удельный вес грунта обратной
засыпки,

= 18.16 кН/м³;

—
угол
внутреннего
трения грунта обратной засыпки, в
практических расчетах принимаемый
равным 20°.

Далее определяются
составляющие усилий, действующих в
уровне подошвы фундамента:

— суммарная
равнодействующая нагрузка:

N_ii
= N₀_II
+ N_ф_II
+ N_rpII

— момент от
равнодействующей активного давления
грунта с учетом нагрузки грунта на
уступах фундамента:

(20)

где
e₁
— эксцентриситет действующей нагрузки
от грунта, лежащего на уступах фундамента,
относительно его центра тяжести,
определяемый согласно рис. 12., е₁=0,525м.

(16)

N₀_II= 210 кН,

N_ф_II=
N_пл_II
+N_бл_II
=3*(16.3/2,4) + 40.5/2,4 = 37.25 кН,

N_rpII
= 19.2 (1,8*0.75*1) = 25.92 кН,

N_II
= 273.17 кН.

L₁=0.625

Эксцентриситет
е, м, равнодействующей суммарной
вертикальной нагрузки относительно
центра подошвы фундамента определяется
по формуле:

(21)

м.

Максимальное
и минимальное давления под краем
фундамента при действии момента сил
относительно только одной из главных
осей инерции площади подошвы фундамента
определяются из выражения:

(22)

где
n_ii
— суммарная
вертикальная нагрузка на основание.
кН;

А
— площадь подошвы проектируемого
фундамента, м²;

е — эксцентриситет
равнодействующей вертикальной нагрузки
относительно центра подошвы фундамента,
м;

1
— большая сторона подошвы фундамента.

кПа

Для
внецентренно нагруженного фундамента
должны выполняться следующие условия:

—
для среднего давления Р_II
определяемого по формуле (12)

Р_II
R,

Р_II=
136.58
кПа
< 171.9
кПа.
Условие
выполняется;

—
для максимального краевого давления
при эксцентриситете относительно одной
главной оси инерции подошвы фундамента

Р_IImax
1,2R

140.27
кПа < 1.2*171.9 кПа. Условие выполняется;

—
для минимального краевого давления:

Р_min
> 0,

Р_min
= 132.89 > 0.

Условие
выполняется.

Окончательно
принимаем ФЛ20.

Источник

Содержание

1.Исходные данные

2.Сбор нагрузок

3.Фундамент неглубокого заложения

3.1Назначение глубины заложения фундамента

3.2 Определение размеров фундамента

3.3 Расчет осадки фундамента

4.Фундаменты глубокого заложения

4.1 Определение размеров ростверка

4.2 Определение количества свай

4.2 Расчет осадки фундамента

1.1Исходные данные

Схема сооружения – АЭС с реактором ВВЭР 1000;
Район строительства — г.Петрозаводск;
Характеристика сооружения: конструкция каркаса разрезная. Площадь окон и дверей составляет 25% от площади стен.
Характеристика грунтов и толщины слоев, слагающих основание, приведены в табл. 1.1. и показаны на рис. 1.1.;

Схема сооружения

Характеристики грунтов основания

№	Наименование грунта	Толщина слоя, м	Рs т/м	Р т/м	W	Il	Ф град	С,	Е
скв. 1	скв.2	скв.2

	Песок пылеватый							—		—
	Супесь
	Суглинок
	Глина					—

1.2 Нагрузки, действующие на фундаменты

Расчет фундаментов будем вести на основное сочетаний нагрузок, под которым понимается сумма постоянных, временных длительных и одной временной кратковременной нагрузки.

Определим нагрузки, действующие на каждый фундамент на уровне его обреза в табличной форме (см.табл. 1.2.).

№ фундамента	Характер и наименование нагрузки	Направление нагрузки	Формула определения величины нормативной нагрузки	Нормативное значение нагрузки, т	Коэффициент надежности по нагрузке у.	Расчетное значение нагрузки, т

Ф1 По оси А	Вес стены	Вертик.
Вес колонны	Вертик.
Ветровая	Гориз.
Вес от оборудования	Вертик.
Вес покрытия	Верт.
				Итого:
Ф2 По оси Б
Вес колонны	Вертик.
				Итого:
Ф3 По оси В
Вес стены	Вертик.
Вес колонны	Вертик.
				Итого:
Ф4 П оси 1
Вес колонны	Верт.
Вес стены	Вертик.
				Итого:

2 Расчет и конструирование фундаментов мелкого заложения. Вариант фундаментов на естественном основании

(2.1 Определение глубины заложения подошвы фундаментов

При выборе глубины заложения фундаментов будем учитывать следующие факторы:

инженерно-геологические;
климатические.

Основными климатическими факторами, влияющими на выбор глубины заложения фундаментов, являются промерзание-оттаивание грунтов и высыхание-увлажнение верхних слоев грунта. По рекомендациям норм расчетная глубина заложения фундаментов под колонны принимается в зависимости от уровня грунтовых вод для супесей составляет не менее df

Расчетная глубина промерзания:

df=Kh-dfn, где

Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения на глубину промерзания грунтов у фундаментов.

Глубина промерзания

Толщина внешней стены 1200 –размер главного корпуса

400-размер машинного зала =1,5м

Увеличиваем коэф. Кh на 0,1

Глубина промерзания в г. Петрозаводске 140см

Расчетная глубина прмерзания:

df=Kh dfn=0,6*1.1*0.840=0.55м

Расстояние от расчетный глубины прмерзания до уровня грунт. Вод в зам. Период не менее 2м

dw-df=2,5-0,5=2м

С учетом описанных выше факторов принимается глубина заложения фундамента под стены ряда А,Б,В — 4,0 м (-4,000 отн.),

Определение площади подошвы фундамента из условия ограничения напряжений по ней (по расчетному сопротивлению)

Все рассматриваемые фундаменты являются центрально нагруженными и рассчитываются по II группе предельных состояний. Расчет ведется по теории линейно деформируемой среды. Применение этой теории допустимо, когда зоны пластических деформаций грунтов в основании полностью отсутствуют или имеют незначительное развитие. Поэтому при расчете среднее давление по подошве фундаментов ограничивается. Для этого должно удовлетворяться условие:

— среднее давление по подошве фундамента;

R — расчетное сопротивление грунта основания, кПа.

Так как фундамент под стены ленточный, то и длину ростверка считаем равной 1 м. Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по формуле:

No.ii — расчетная нагрузка по II группе предельных состояний, приложенная к обрезу фундамента на 1 пог. м. стены, кН/м;

— удельный вес воды, кН/м;

— превышение уровня грунтовых вод над подошвой, м;

В данном проекте =0

Расчетное сопротивление грунта основания под стену рядя № определяется по формуле:

усi=l,0 и уС2=1 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием СНиП 2.02.01-83*.

к=1 — коэффициент, равный данному значению при определении характеристик грунта по результатам испытаний на строительной площадке;

где коэффициент условия работы грунтового основания,

коэффициент условия работы сооружения во взаимодействии с основанием,

и определяются по табл.3, стр.10 СНиП 2.02.0183* Основания зданий и сооружений.

=1 =1

коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (и) определены непосредственными испытаниями,

коэффициент, зависящий от ширины подошвы фундамента,

= 1 при < 10м, а при≥ 10м,

где ширина фундамента, (в случае круглого фундамента принимают=d), = 8м.

,ибезразмерные коэффициенты, принимаемые в зависимости отСНиП 2.02.0183*,

1) Песок пылеватый: My=0,84 Мс=6,9 Мg=4,37

2) Супесь: Mу=0,47 Мс=5,48 Мg=2,89

3) Суглинок: Me=0,69 Мс=6,24 Мg=3,65

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, ,

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента,

осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (до = 0,5),

В случае залегания выше подошвы фундамента нескольких слоев грунта с удельными весами ,…мощностью соответственнонаходим их осредненный удельный вес по формуле:

=12,87 =17,57

Под подошвой при этом рассматривается слой мощностью

= 0,5.

Расчеты удобно вести в табличной форме, например:

Фундамент по оси А

R=15,13

A=1500

	Прикидочные варианты	Точное решение
b, м			b=4м
Р, тс/м2
R, тс/м2

=15 -условие удовлетворяется.

Фундамент по оси Б

R=13,92

A=962

=13,9 -условие удовлетворяется.

	Прикидочные варианты	Точное решение
b, м				b=2,6
Р, тс/м2			—
R, тс/м2			—

Фундамент по оси В

R=15,12

A=1430

=14,9 -условие удовлетворяется.

	Прикидочные варианты	Точное решение
b, м				b=4м
Р, тс/м2		—	—
R, тс/м2		—	—

Фундамент по оси 1

	Прикидочные варианты	Точное решение
b, м				b=4м
Р, тс/м2		—	—
R, тс/м2		—	—

Определение осадок фундаментов, их неравномерностей и кренов. Уточнение размеров фундаментов.

Целью расчетов оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.). Следует отметить, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и надфундаментных конструкций проверяются расчетом, учитывающим взаимодействие сооружения с основанием (возникающие при этом усилия и деформации).

В курсовой работе рассматриваем только один из видов возможных деформаций основания – осадку основания в различных точках подошвы фундамента, что обеспечивает определение осадки центра подошвы, неравномерности осадок краев, крена фундамента.

Расчет осадок ведется методом послойного суммирования, который позволяет учесть этапность возведения сооружения и неоднородность основания, выражающуюся в изменении модуля деформации по глубине.

Осадка определяется по схеме полупространства с условным ограничением сжимаемой толщи по формуле:

где – безразмерный коэффициент, характеризующий боковое расширение грунта;

–модуль деформации i-го слоя грунта;

–толщина i-го слоя грунта;

–число слоев, на которые разделена сжимаемая толща основания;

–дополнительное к природному вертикальное напряжение в середине i-го слоя.

определяется по формуле:

где α – коэффициент, учитывающий изменение дополнительного давления по глубине, и зависящий от формы подошвы фундамента (l/b) и относительной глубины, дзетта , принимаемый по табл. 1, стр. 30 прил. 2 СНиП 2.02.01-83*

Расчеты ведутся в следующей последовательности.

Сначала вычисляем p – дополнительное к природному вертикальное давление на грунтовое основание:

где р – среднее давление под подошвой фундамента,

–вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, действовавшие до начала строительства (с учетом взвешивания),

— осредненный удельный вес грунта выше подошвы фундамента, определяется по формуле:

где – определяем по формулам стр. 15 данного пособия,

–заглубление подошвы фундамента ниже УГВ.

Таким образом,

где Nc – нагрузка от сооружения (вертикальная составляющая сил по обрезу фундамента),

=2,2 тс/м3 – удельный вес фундамента и грунта на его уступах;

=1,0 тс/м3 – удельный вес воды;

А – площадь подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента

Определив p, строим график распределения по осиz (по глубине). При этом вычисления удобно вести в табличной форме.

-по ряду Б -по ряду А,В

Высотные отметки	Природное давление
-1,0
-1,2
-4,2
-6,6
-10,3

Фундамент по оси Б

Собственный вес фундамента

Напряжение от собственного веса грунта

На границе второго и третьего слоев

Высотная отметка	Абс. Глубина z	Отн. Глубина m=2z/b	α	Быт. Давле ние σzg	Доп. Давле ние σzp	0,2 σzg	Е	Si
м	м			кн/м2	кн/м2		Мпа	м
-3,940
-4,200
-4,260
-4,580
-4,900
-5,220
-5,540
-5,860
-6,180
-6,500
-6,600
-6,820
-7,140
-7,460
-7,780
-8,100
Si=0,04256

Расчетное сопротивление грунта основания с учетом его уплотнения может быть определено по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*

(5.18)

где	gс1	−	коэффициент условий работы, принимаемый — для суглинка и глины gс1= 1,2; — для супеси gс1 = 1,25; — для песка gс1 = 1,4;
	gс2	−	коэффициент для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения или его отсека к высоте L/H равном: — 4 и более: для суглинка, глины и супеси gс2= 1,0; для песка gс2= 1,2; — менее 4: для суглинка, глины γс2 = 1,1, для супеси γс2 = 1,2, для песка γс2 = 1,4;
	k	−	коэффициент, принимаемый равным: k = 1,1;
	MγS	−	коэффициенты, которые зависят от угла внутреннего трения φIIS, соответствующего уплотненному грунту, обжатому предшествующей нагрузкой;
	MqS
	MCS
	kz	−	коэффициент, принимаемый равным: при ширине подошвы фундамента b < 10 м — kz = 1, b ³ 10 м — kz = z0/b + 0,2 (здесь z0 = 8 м);
	b	−	ширина подошвы фундамента, м;
	gII	−	осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
	g/II	−	то же, залегающих выше подошвы;
	сII	−	расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
	d1	−	глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки;
	db	−	глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала B > 20 м — db = 0).
В случае невозможности установления φIIS и CIIS непосредственным испытанием или в лаборатории, RS может быть найдено из выражения

RS = mS ·KS ·R, (5.19)

где	R	−	расчетное сопротивление без учета уплотнения грунта, найденного по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*;
	mS	−	коэффициент, учитывающий изменение физико-механических свойств основания под подошвой фундамента за период эксплуатации здания, принимается по таблице (см. табл. 5.25);
где	KS	−	коэффициент, зависящий от того, насколько реализована предельная осадка фундамента за период эксплуатации (SR/SU), определяемая по табл. 5.26.

Таблица 5.25

Значение коэффициента ms

Отношение (Р0mII/R)·100%	Значение коэффициента mS
> 80	1,3
80-70	1,15
< 70	1,0
где	Р0mII	−	среднее давление по подошве фундамента до реконструкции, МПа.

Таблица 5.26

Значение коэффициента KS

Грунты оснований (независимо от влажности и плотности)	Значение коэффициента KS при (SR/SU)·100%
≤ 20	≥ 70
Пески крупные и средней крупности	1,4	1,0
Пески мелкие	1,2	1,0
Пески пылеватые	1,1	1,0
Пылевато-глинистые грунты: IL ≤ 0 0 < IL≤ 0,5 (при сроке эксплуатации более 15 лет)	1,2 1,1	1,0 1,0
где	SR	−	величина осадки при давлении по подошве, равном значению R;
	SU	−	средняя предельная осадка для данного вида здания (приложение 4 СНиП 2.02.01-83*).

Примечание: для промежуточных значений (SR/SU)·100% коэффициент KS принимается по интерполяции.

Для пылевато-глинистых (IL ≥ 1,0), ленточных суглинков и глин, пылевато-глинистых грунтов, содержащих растительные остатки до 10% общей массы грунта, а также для зданий на пылевато-глинистых грунтах с IL ≥ 0,5 и сроком эксплуатации менее 15 лет и для зданий на грунтах различных видов в случае, если SR при Р0 = R превышает 70% SU, нагрузки допускается увеличивать только в пределах Р0 ≤ R. При этом ∆S ≤ ∆SU. В этом случае необходимо дополнительно проверять основания по несущей способности.

Вопросы повышения давления на сильно выветривающиеся и водорастворимые грунты, рыхлые пески, пылевато-глинистые грунты при IL > 1,0 или изменении коэффициента пористости (е) для супесей > 0,7, суглинков > 1,0, глин > 1,1, песчаных и пылевато-глинистых заторфованных грунтов, насыпных, искусственных и искусственно-намытых грунтов должны решаться для каждого отдельного случая в соответствии с результатами исследования грунтов.

При определении расчетного сопротивления грунта основания (RS) необходимо учитывать возможное неблагоприятное воздействие окружающей среды после выполнения работ по реконструкции (реставрации):

— влияние атмосферных, подземных, технологических вод на физико-механические свойства грунта;

— изменение свойств при промерзании – оттаивании, так как может меняться температурный режим здания (в период производства работ оно становится «неотапливаемым»);

— разгрузку грунтов по глубине и некоторый возможный подъем фундамента (при разборке здания).

Детальное изучение напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтов в основании позволяет использовать в стадии проектирования прогрессивные численные методы, в частности МКЭ (В.М. Улицкий. Геотехническое обследование реконструкции зданий на слабых грунтах. СПб., 1995).

Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 473;

Содержание

0.1 ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

1 Определение расчетного сопротивления грунта основания
- 1.1 Похожие статьи:

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать пример расчета ленточного фундамента с помощью программы ФОК Комплекс, в этот раз мы рассмотрим расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Перед вводом данных в программу ФОК-Комплекс я стараюсь придерживать такого порядка действия:

1. Определяюсь с отметками, прорисовываю расположения фундаментов, ниже приведен пример:

2. Вычисляю расчетное сопротивление грунта (вручную или по программе), для того что бы проверить совпадает ли данное значение с результатом в программе ФОК Комплекс, ниже приведен пример:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*

Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

(5.7)

где gс1и gс2- коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (jII и сII) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

Mg, Мq, Mc- коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

k z- коэффициент, принимаемый равным единице при bd (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d1 = dи db = 0.

Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R0 таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются — Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

gс1= 1,25; gс2= 1,00; k= 1,00; kz= 1,00; b = 3,00 м; gII = 1,800 т/м3; g’II = 1,653 т/м3;

сII= 0,6 т/м2; d1 = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м3 / 1,653 т/м3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

db = 1,05 м; Mg = 0,78; Мq= 4,11; Mc= 6,67;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * = 1,25 * (4,212 т/м2 + 16,44786243 т/м2 +

+ 5,3978715 т/м2 + 4,002 т/м2) =37,5746674125 т/м2.

RSoil v.3.0.4 ВЫЧИСЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83

‘Основания зданий и сооружений’ по формуле 7:

R= (Yc1*Yc2/k)*(My*kz*b*y2+Mq*d1*y21+(Mq-1)*db*y21+Mc*C).

———————————————————————————————-

ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:

Ширина подошвы фундамента b= 3 м

Глубина заложения фундамента d= 3.35 м

Гибкая конструктивная схема здания

Длина здания L= 0 м

Высота здания H= 0 м

Здание с подвалом — фундамент под наружную стену (колонну)

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м

Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м

Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3

Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с

показателем текучести грунта или заполнителя IL

Под расчетным сопротивлением грунта основания R понимают такое давление по подошве фундамента, при котором зоны сдвигов под подошвой фундамента развиваются на глубину 0,25b (b – ширина подошвы фундамента). Введенное ограничение позволяет вычислять осадки фундаментов с использованием линейной зависимости деформаций оснований от внешних нагрузок.

Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяется по формуле

где gс1 и gс2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 15;

k — коэффициент, принимаемый равным 1, если прочностные характеристики грунта (φ и c) определены непосредственными испытаниями, и k =1,1, если они приняты по таблицам 2 и 3;

Mg, Mqи Mс — коэффициенты, принимаемые по таблице 16;

kz— коэффициент, принимаемый при b < 10 м равным 1; kz= z0/b + 0,2, при b ³ 10 м (здесь z0 = 8 м);

b — ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать b на 2hп);

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

— то же, выше подошвы фундамента;

cII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

Таблица 15

Грунты	Коэффициент gc1	Коэффициент gc2 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 грунты с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых	1,4	1,2	1,4
Пески мелкие	1,3	1,1	1,3
Пески пылеватые: Маловлажные и влажные Насыщенные водой	1,25 1,1	1,0 1,0	1,2 1,2
Глинистые, а также крупнообломочные с глинистым заполнителем с показателем консистенции грунта или заполнителя: IL £ 0,25 0,25 < IL £ 0,5 IL> 0,5	1,25 1,2 1,1	1,0 1,0 1,0	1,1 1,1 1,0
Примечания: 1. К сооружениям с жесткой конструктивной схемой относятся сооружения, конструкции которых специально приспособлены к восприятию усилий от деформации основания (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.). 2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента gc2 принимается равным единице.

d1 — глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала d1 определяемая по формуле

где hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

hcf — толщина конструкции пола подвала, м;

gcf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м3;

db — глубина подвала — расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной более 2 м принимается db= 2 м).

Таблица 16

Угол внутреннего тре-	Коэффициенты	Угол внутреннего тре-	Коэффициенты
ния φII, град	Mg	Mq	Mc	ния φII, град	Mg	Mq	Mc
	0,03 0,06 0,10 0,14 0,18 0,23 0,29 0,36 0,43 0,51 0,61	1,0 1,12 1,25 1,39 1,55 1,73 1,94 2,17 2,43 2,73 3,06 3,44	3,14 3,32 3,51 3,71 3,93 4,17 4,42 4,69 4,99 5,31 5,66 6,04		0,72 0,84 0,98 1,15 1,34 1,55 1,81 2,11 2,46 2,88 3,38 3,66	3,87 4,37 4,93 5,59 6,34 7,22 8,24 9,44 10,85 12,51 14,50 15,64	6,45 6,90 7,40 7,95 8,55 9,22 9,97 10,80 11,73 12,79 13,98 14,64

Если при вычислении d1 по формуле (16) окажется, что d1 > d, (d — глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (15) принимают d1 = d и db = 0.

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной hп допускается увеличивать d1 на hп.

Осредненное расчетное значение удельного веса грунтов gII под подошвой фундамента вычисляется на глубину 0,5b при b s > 0,4su Rп определяют интерполяцией.

Указанное повышение давления не должно вызывать деформации основания свыше 80% предельных и превышать значение давления из условия расчета основания по несущей способности в соответствии с требованиями подраздела 8.

Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 1666;

Определение расчетного сопротивления грунта основания

(5.7)

где g_с₁и g_с₂— коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

k — коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (j_II и с_II) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

M_g, М_q, M_c— коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

k _z — коэффициент, принимаемый равным единице при b<10 м; k_z=z₀/b + 0,2 при b³10 м (здесь z₀ = 8 м);

b — ширина подошвы фундамента, м (при бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_nдопускается увеличивать bна 2h_n);

g_II — осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

g’_II — то же, для грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м³;

с_II — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

d₁ — глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8). При плитных фундаментах за d₁принимают наименьшую глубину от подошвы плиты до уровня планировки;

d_b — глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м);

d₁ = h_s + h_cfg_cf/g’_II, (5.8)

здесь h_s — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала, м;

h_cf — толщина конструкции пола подвала, м;

g_cf — расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала, кН/м³.

При бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_n допускается увеличивать d₁на h_n.

Примечания:

Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .

Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7) допускается принимать равными их нормативным значениям.

Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.
Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент k_d по таблице 5.6.
Если d₁>d (d— глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d₁ = dи d_b = 0.
Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R₀ таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются — Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

g_с₁= 1,25; g_с₂= 1,00; k= 1,00; k_z= 1,00; b = 3,00 м; g_II = 1,800 т/м³; g’_II = 1,653 т/м³;

с_II= 0,6 т/м²; d₁ = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м³ / 1,653 т/м³ = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

d_b = 1,05 м; M_g = 0,78; М_q= 4,11; M_c= 6,67;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * [0,78 * 1,00 * 3,00 м * 1,800 т/м³ + 4,11 * 2,421 м * 1,653 т/м³ +

+ (4,11 – 1,00) * 1,05 м * 1,653 т/м³ + 6,67 * 0,6 т/м²] = 1,25 * (4,212 т/м² + 16,44786243 т/м² +

+ 5,3978715 т/м² + 4,002 т/м²) =37,5746674125 т/м².

Расчетное сопротивление грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83

‘Основания зданий и сооружений’ по формуле 7:

R= (Yc1*Yc2/k)*(My*kz*b*y2+Mq*d1*y21+(Mq-1)*db*y21+Mc*C).

———————————————————————————————-

ВВЕДЕННЫЕ ДАННЫЕ:

Ширина подошвы фундамента b= 3 м

Глубина заложения фундамента d= 3.35 м

Гибкая конструктивная схема здания

Длина здания L= 0 м

Высота здания H= 0 м

Здание с подвалом — фундамент под наружную стену (колонну)

Толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала hs= 2.3 м

Толщина конструкции пола подвала hcf= 0.15 м

Удельный вес материала пола подвала ycf= 2.2 тс/м3

Тип грунта: пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с

показателем текучести грунта или заполнителя IL<=0.25

Угол внутреннего трения Fi= 25 град.

Удельное сцепление С= 0.6 тс/м2

Fi и С определены непосредственными испытаниями

Осредненный удельный вес грунтов, залегающих

выше подошвы фундамента y21= 1.653 тс/м3

ниже подошвы фундамента y2= 1.8 тс/м3

———————————————————————————————-

ВЫЧИСЛЕННЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДАННЫЕ:

Отношение длины к высоте здания L/H= 0.00

Коэффициент условий работы Yc1= 1.25

Коэффициент условий работы Yc2= 1

Коэффициент k= 1

Коэффициент kz= 1.00

Коэффициент My= 0.78

Коэффициент Mq= 4.11

Коэффициент Mc= 6.67

Глубина заложения фундамента, или приведенная глубина для зданий с подвалом d1= 2.50 м

Глубина подвала db= 0.90 м

———————————————————————————————-

R= (Yc1 * Yc2 / k) * (My * kz * b * y2 + Mq * d1 * y21 + (Mq — 1) * db * y21 + Mc * C) =

= ( 1.25 *1.00/ 1 )*( 0.78 *1.00* 3 *1.80+ 4.11 *2.50*1.65+( 4.11 -1)*0.90*1.65+ 6.67 *0.60)= 37.28 тс/м2

———————————————————————————————-

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА R= 37.28 тс/м2

———————————————————————————————-

Данные предварительные вычисления позволяют по результатам программы ФОК Комплекс проверить правильно ли были введены исходные данные, проверяя совпадает ли осадка, расчетное сопротивление грунта (разброс до 15% вполне допустимо). Теперь рассмотрим небольшой многоэтажный медицинский центр, в котором необходимо сделать расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Исходные данные примера расчета ленточного фундамента

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

вес снегового покрова (расчетное значение) — 240 кг/м²;
давление ветра — 38 кг/м²;

основанием является грунт II категории по сейсмическим свойствам.

площадка строительства — 7 баллов.

Значение характеристик грунтов засыпки, уплотненных согласно нормативным документам с коэффициентом уплотнения не менее 0,95 от их плотности в природном сложении, допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов в природном залегании.

Нагрузки на столбчатые и ленточные фундаменты получены из программы ПК ЛИРА 10.4.

Ниже выдержки из некоторых таблиц исходных данных.

Производим расчет, по результатам расчета начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, вводим характеристики грунта при полном водонасыщении в таб.2.1 и 2.3, кроме того под фундаментами выполняем песчаную подушку из песка средней крупности.

Выводы

По результатам расчета ленточного и столбчатого фундаментов, расчетное сопротивление грунта R = 18,56 т/м².

Среднее давление под подошвой фундаментов не превышает 14,79т/м2, что меньше расчетного сопротивления грунта R = 18,59т/м².

Начальное просадочное давление во всех слоях просадочного грунта не превышает давления на основание, в расчете приняты характеристики грунтов при полном водонасыщении.

Максимальные деформации фундаментов составляют S = 0,065м, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_u = 0,08м.

Относительные деформации фундаментов составляют S_del =0,0007, что не превышает установленных значений по приложению 4.[2] S_udel = 0,002.

Источник

Качество и характеристики грунтов имеют важнейшее значение при планировании и проведении любых земляных или строительных работ. Основными физическими показателями, которые характеризуют свойства почв, считается их удельный и объемный вес, вес под водой и в высушенном состоянии. Наибольшую роль играют первые три характеристики, именно их чаще всего используют в различных инженерных расчетах.

Без знаний о весе грунта нельзя вычислить его механические свойства, что делает невозможным любое строительство. Ошибки при оценке характеристик почвы способны привести к разрушению зданий и сооружений.

Удельный вес: общая информация

Удельный вес грунта – это отношение его массы к объему. Данный показатель высчитывается по формуле:

γ = P/V, где γ – означает удельный вес, Р – массу, а V – объем исследуемого образца.

Как правило, в расчетах используют удельный вес для сухого грунта. Перед взвешиванием из почвы удаляют всю влагу с помощью длительного нагревания до температуры 100-105° С. Для этой процедуры применяются специальные сушильные шкафы.

Объем образца вычисляется путем погружения его в воду и последующего подсчета объема вытесненной жидкости. Образцы мягких грунтов предварительно парафинируют, а затем из полученного результата вычитают объем парафина. Также объем проб вычисляют с помощью пикнометрического метода, путем вытеснения газа или гидростатическим взвешиванием. Чаще всего для подобных расчетов используется пикнометр.

Методы для вычисления веса породы делятся на полевые и лабораторные. К первой группе относят различные способы, с помощью которых можно определить характеристики грунта в условиях его залегания. Вторая группа обычно работает с небольшими образцами породы, уже извлеченными из массива.

В полевых условиях данную характеристику грунтов часто измеряют с помощью специального кольца с острой режущей гранью. Оно имеет диаметр 15 см и высоту 5-10 см. Это очень простой и удобный метод. Подобное кольцо вдавливается в почву, а затем извлекается и взвешивается.

Для выражения удельного весе применяют разные единицы измерения, но чаще всего используют г/см³или т/м³.

От чего зависят показатели веса?

Удельный вес почвы зависит от ее геологического состава и содержания в ней органических соединений и растительных остатков. Последние имеют низкую плотность, поэтому чем больше органики в породе, тем она получается легче. Грунты, которые содержат много гумуса, обычно отличаются небольшим весом. На данную характеристику также значительно влияет наличие в почвах тяжелых минералов.

У большинства грунтов вес колеблется в диапазоне от 2,5 до 2,8 г/см³. У основных пород он несколько выше, чем у кислых. Вес последних приближается к весу кварца. К породам с большим удельным весом (плотностью) относятся: кварциты, мрамор, диориты, граниты, гнейсы, базальты, порфириты, кремень, ангидриты. Имеют низкий показатель удельного веса известняки, туф, торф, пемза, шлаки.

Ниже представлены значения удельного веса для наиболее распространенных видов почв.

Тип	Удельный вес, т/м³	Возможные отклонения
в %	в т/м³
Песок	2,66	0,36	0,01
Суглинок	2,71	0,74	0,02
Глина	2,74	0,99	0,027
Чернозем	1,45	3,45	0,05
Супесь	2,7	0,63	0,017

Объемный вес: общая информация

Кроме удельного веса грунта, существует еще и объемный, под которым подразумевается его масса в единице объема. Это очень важный физический параметр почвы, определяющий ее текстурные, а также структурные особенности. Он зависит от минерального состава, структуры почвы, ее пористости, влажности.

Данный показатель у скальных пород очень близок к удельному. Причина этому – их низкая пористость и большое количество тяжелых элементов в составе. Так, например, у изверженных пород его значение составляет 2,5-3,5.

Объемный вес применяется при расчетах давления грунтов на подпорные стенки и другие конструкции, а также при вычислении устойчивости откосов, оползневых склонов, других аналогичных объектов. Также данная величина используется при вычислениях других характеристик грунтов: пористости, массы скелета почвы.

Грунт – это многокомпонентная дисперсная система, в состав которой, кроме твердых частиц, входят еще и поры, заполненные жидкостью и воздухом. В качестве жидкости чаще всего выступает свободная и связанная вода, а также различные растворы на ее основе. По этой причине масса почвы – это величина переменная, она повышается или уменьшается вместе с уровнем влажности. Поэтому выделяют два вида объемного веса, для грунта влажного и сухого.

В первом случае имеется в виду вес некоторого объема почвы с ненарушенной структурой, который содержит природную влагу. Он высчитывается по формуле:

γ = γ_с(1+W), где γ_с – это вес грунта без воды, а W – его влажность.

В практических вычислениях обычно используется объемный вес грунта с влажностью. Чаще всего именно эта характеристика встречается в технической литературе и справочниках.

Сухой вес – масса почвы, из которой при нагревании полностью удалена вода. Характеристика высчитывается по формуле:

γ = γ_уд(1-n), где γ_уд – это удельный вес почвы, а n – ее пористость.

Значения для разных грунтов

Ниже указана данная характеристика для разных типов почв. В таблице указаны средние показатели. Следует отметить, что вес одинаковых грунтов с разной пористостью может значительно отличаться.

Тип	Коэффициент пористости	Объемный вес, т/м³
Глина	0,5 0,6 0,8 1,1	1,8-2,1 1,7-2,1 1,7-1,9 1,6-1,8
Песок: пылеватый мелкий средний крупный	—	1,8-2,05 1,6-2 1,6-1,9 1,75-1,85
Супесь	0,5 0,7	1,7-2 1,5-1,9
Суглинок	0,5 0,7 1,0	1,8-2,05 1,75-1,95 1,7-1,8
Торф	—	0,55-1,02

Под коэффициентом пористости понимается соотношение твердых частиц грунта и его воздушных пор.

Вес грунта под водой

Важной характеристикой почвы является ее удельный вес в водной среде. Здесь речь идет о грунте, который полностью насыщен влагой. Так бывает при его залегании ниже уровня грунтовых вод. В таких условиях вес породы уменьшается на количество воды, которую вытеснили твердые частицы. Здесь действует закон Архимеда, известный всем нам еще со школьной скамьи.

Данную характеристику можно высчитать по двум формулам:

γ_гр = (γ_уд-1)×(1-n) или γ_гр= (γ_уд– γ_в)/(1+ε), где γ_гр – это вес почвы, которая находится в воде, γ_в – масса воды, а ε – показатель пористости породы. Последняя характеристика является практически постоянной.

Вес почвы, которая насыщена водой, чрезвычайно важен. Его значение применяется при вычислениях устойчивости оснований, фундаментов сооружений, расчетах откосов, при прогнозировании деформационных процессов и других измерениях.

При проведении подобных вычислений необходимо знать плотность породы. Ее можно высчитать с помощью простых формул или измерить. Чтобы высчитать плотность, необходимо знать массу и объем почвы.

Для инструментального определения данной величины используются пикнометр. Этот прибор выглядит, как небольшая стеклянная колба с узким горлышком и боковой шкалой. С его помощью можно очень точно определять плотность твердых и жидких веществ.

Для чего нужны данные характеристики?

Объемный и удельный вес грунтов – это чрезвычайно важные характеристики, без которых невозможно любое строительство. Они во многом определяют механику почв и их прочностные свойства. Без знания этих параметров нельзя заложить фундамент или другой объект. Кроме того, данные свойства определяют, как грунт поведет себя при воздействии на него низких температур, температурных колебаний, замачивания.

Исходя из прочности грунта, можно высчитать массу строительных элементов, которые он в состоянии выдержать. Неправильная оценка механических свойств почвы способна привести к деформации сооружения, а то и к его полному разрушению. Считается, что более 50% аварий насыпей, дорог, мостов, зданий и плотин – это следствие ошибок, допущенных при геологических изысканиях и расчетах характеристик грунта.

Расчет массы почвы может пригодится не только профессиональным строителям, но и обычным обывателям. Например, при постройке дачи или дома с помощью указанных выше формул и значений можно посчитать тоннаж автотранспорта. Застройщики-любители обычно не пользуются сложными расчетами, а просто берут усредненные значения для каждого грунта, которое можно найти в справочниках.

Источник

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Определение расчетного сопротивления грунта основания

Похожие статьи:

Определение расчетного сопротивления грунта основания

Исходные данные примера расчета ленточного фундамента

Выводы

Удельный вес: общая информация

От чего зависят показатели веса?

Объемный вес: общая информация

Значения для разных грунтов

Вес грунта под водой

Для чего нужны данные характеристики?