Слой 3 - суглинок

Слой 2 - глина

I_p = 40,2 – 22,2 = 18%

r_d = 1,77/(1 + 0,01×33,0) = 1,33 т/м³

n = (1 – 1,33/2,76)×100% = 52%

e = 52/(100 – 52) = 1,07

I_L = (33,0 – 22,2)/(40,2 – 22,2) = 0,6

g_I = 1,72×9,81 = 16,87; g_II = 1,74×9,81 = 17,07; g_s = 2,76×9,81 = 27,08 (кН/м³ )

g_sb = (27,08 – 10)/(1+1,07) = 8,23 кН/м³

Слой 3 - суглинок

I_p = 35,6 – 21,6 = 14%

r_d = 1,83/(1 + 0,01×31,4) = 1,39 т/м³

n = (1 – 1,39/2,72)×100% = 49%

e = 49/(100 – 49) = 0,95

I_L = (31,4 – 21,6)/(35,6 – 21,6) = 0,7

g_I = 1,78×9,81 = 17,46; g_II = 1,8×9,81 = 17,66; g_s = 2,72×9,81 = 26,68 (кН/м³ )

g_sb = (26,68 – 10)/(1+0,95) = 8,54 кН/м³

Слой 4 – глина

I_p = 41,4 – 22,4 = 19%

r_d = 1,84/(1 + 0,01×26,2) = 1,46 т/м³

n = (1 – 1,46/2,76)×100% = 47%

e = 47/(100 – 47) = 0,89

I_L = (26,2 – 22,4)/(41,4 – 22,4) = 0,2

g_I = 1,79×9,81 = 17,56; g_II = 1,81×9,81 = 17,76; g_s = 2,76×9,81 = 27,08 (кН/м³ )

g_sb = (27,08 – 10)/(1+0,89) = 9,02 кН/м³

Для определения условного расчетного сопротивления грунта по формуле (5.7) СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» принимаем условные размеры фундамента d₁ = d_усл = 2 м и b_усл =1 м. Устанавливаем в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты: g_с1; g_с2; k; M_γ; k_z; M_q; d_w; M_с; c_II

Слой № 2 - глина:

Коэффициенты условий работы g_с1 и g_с2, принимаются по таблице (5.4) СП 22.13330.2011:

g_с1 = 1,1 (для глины при I_L =0,6 > 0,5);

g_с2 = 1 (для зданий с гибкой конструктивной схемой).

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты M_γ, M_q и M_с принимаем по таблице (5.5) СП 22.13330.2011:

при j_II = 7 ^о имеем M_γ = 0,12; M_q = 1,47; M_с = 3,82.

Удельный вес грунта выше подошвы условного фундамента до глубины d_w = 0,85 м принимаем без учета взвешивающего действия воды g_II = 17,07 кН/м³, а ниже УПВ, т.е. в пределах глубины d = d_усл – d_w и ниже подошвы фундамента, принимаем g_sb = 8,23 кН/м³; удельное сцепление c_II = 29,0 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 2 по ГОСТ 25100-95 – рыхлая неводопроницаемая легкая песчанистая мягкопластичная сильнопучинистая глина.

Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Е = 8,0 МПа > 5,0 МПа).

Слой № 3 - суглинок:

Толщина 3-го слоя h₁ = 4,77 м. Установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты:

Коэффициенты условий работы g_с1 и g_с2, принимаются по таблице (5.4) СП 22.13330.2011:

g_с1 = 1,1 (для суглинка при I_L =0,7 > 0,5);

g_с2 = 1 (для зданий с гибкой конструктивной схемой).

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты M_γ, M_q и M_с принимаем по таблице (5.5) СП 22.13330.2011:

при j_II = 14 ^о имеем M_γ = 0,29; M_q = 2,17; M_с = 4,69.

Удельный вес грунта g_II = 17,66 кН/м³, удельное сцепление c_II = 14,0 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 3 по ГОСТ 25100-95 – рыхлый неводопроницаемый тяжелый песчанистый мягкопластичный сильнопучинистый суглинок.

Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Е = 6,0 МПа > 5,0 МПа).

Слой № 4 – глина:

Толщина 4-го слоя h₂ = 1,9 м. Установим в зависимости от заданных геологических условий и конструктивных особенностей здания коэффициенты:

Коэффициенты условий работы g_с1 и g_с2, принимаются по таблице (5.4) СП 22.13330.2011:

g_с1 = 1,25 (для глины при I_L =0,2 < 0,25);

g_с2 = 1 (для зданий с гибкой конструктивной схемой).

Считаем, что прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями и принимаем k = 1.

Коэффициенты M_γ, M_q и M_с принимаем по таблице (5.5) СП 22.13330.2011:

при j_II = 18 ^о имеем M_γ = 0,43; M_q = 2,73; M_с = 5,31.

Удельный вес грунта g_II = 17,76 кН/м³, удельное сцепление c_II = 44,0 кПа.

Вычисляем условно расчетное сопротивление:

Наименование грунта слоя 4 по ГОСТ 25100-95 – рыхлая неводопроницаемая легкая пылеватая полутвердая слабопучинистая глина.

Этот грунт может быть использован как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность (Е = 16,0 МПа > 5,0 МПа)

Заключение

В целом площадка пригодна для возведения здания. Рельеф площадки спокойный с небольшим уклоном в сторону скважин 1 и 3. Грунты имеют слоистое напластование, с выдержанным залеганием пластов. Все грунты имеют достаточную прочность, невысокую сжимаемость и могут быть использованы в качестве оснований в природном состоянии. Грунтовые воды расположены на небольшой глубине, что значительно ухудшает условия устройства фундаментов: при заглублении фундаментов более 0,85 м необходимо водопонижение; возможность открытого водоотлива из котлованов, разработанных в глине, должна быть обоснована проверкой устойчивости дна котлована.

Глина, залегающая в зоне промерзания, является сильнопучинистым грунтом, поэтому глубина заложения фундаментов наружных колонн здания должна быть принята не менее расчетной глубины промерзания глины в соответствии с таблицей (5.3) СП 22.13330.2011. При производстве работ в зимнее время необходимо предохранение основания от промерзания.

Целесообразно рассмотреть следующие возможные варианты фундаментов и оснований:

1) фундамент мелкого заложения на естественном основании – глина;

2) фундамент на распределительной песчаной подушке (может быть достигнуто уменьшение размеров подошвы фундаментов и расчетных осадок основания);

3) свайный фундамент из забивных висячих свай; несущим слоем для свай может служить глина (слой 4).

В соответствии с п. 4.19 СП 22.13330.2011 при проектировании оснований должна быть предусмотрена срезка плодородного слоя почвы для последующего использования в целях восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель, озеленения района застройки и т.п.

5. Анализ агрессивности грунтовой воды

Для железобетонных фундаментов и технологического приямка установим наличие и степень агрессивного воздействия подземных вод по данным химического анализа, для соответственных грунтовых условий.

Степень агрессивного воздействия воды на подземные конструкции оцениваем в соответствии с табл. 5, 6, 7 СНиП 2.03.11-85.

Коэффициент фильтрации глины, в которой расположены подземные конструкции, равен: k_f = 2,5×10^–8(см/с)×86,4×10³(с/сут) = 0,022×10^–2 (см/сут) = 0,00022×10^–4 (м/сут) < 0,1 м/сут, поэтому к показателям агрессивности, приведенным в табл.5, 6, 7 СНиП 2.02.11-85, необходимо вводить поправки в соответствии с примечаниями к указанным таблицам.

Определяем суммарное содержание хлоридов в пересчете на ионы Cl ^–, мг/л, в соответствии с прим.2 к табл. 7 СНиП 2.03.11-85: 990 + 190×0,25 = 1037,5 мг/л.

Дальнейшую оценку ведем в табличной форме (табл. 8):

Таблица 8

Показатель агрессивности	Номер таблицы СНиП 2.03.11-85	Степень агрессивности среды по отношению к бетону марки W4
Бикарбонатная щелочность		–
Водородный показатель		3,8 < 5×1,3 – неагрессивная
Содержание агрессивной углекислоты		10< 10×1,3 – неагрессивная
Содержание аммонийных солей		15 < 100×1,3 – неагрессивная
Содержание магнезиальных солей		360 < 1000×1,3 – неагрессивная
Содержание едких щелочей		36000 < 50000∙1,3 - неагрессивная
Содержание сульфатов		190 < 250×1,3 – неагрессивная
Содержание хлоридов		500×1,3 < 1037,5 < 5000×1,3 слабоагрессивная

Заключение

При бетоне нормальной (Н) проницаемости (марка по водонепроницаемости W4 по табл.1 СНиП 2.03.11-85) в конструкциях фундаментов и приямка вода, слабоагрессивна по содержанию хлоридов и неагрессивна по остальным показателям.

6. Расчет фундамента на естественном основании

Проектируется монолитный фундамент мелкого заложения на естественном основании по серии 1.412 под колонну, расположенную по осям Ж-5, для исходных данных, приведенных выше.