Выбор типа фундамента сооружения с учетом просадочных свойств грунтов основания на объекте «Самарский Театр Юного Зрителя» (стр. 8 )

где р – среднее давление под подошвой фундамента, МПа,  b – ширина прямоугольного или диаметр круглого фундамента, м; kc и km – коэффициенты, принимаемые по таблицам 12 и 13, n –число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя Н,  ki и k i-1 - коэффициенты, определяемые по таблице 5.8  в СП 22.13330.2011  в зависимости от формы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины, на которой расположены подошва и кровля i-го слоя соответственно оi= 2zi /b  и  оi-1= 2zi -1 /b ;Еi - модуль деформации i-го соля грунта, МПа.

Проверяем соблюдение условия: S ≤ Su, где S – расчетная осадка основания фундамента, рассчитанная по методу линейно-деформируемого слоя, см; Su - предельная деформация основания.

Таблица 12. Коэффициент kc.

Относительная толщина слоя ж=2Н/b	Коэффициент kc
0<ж≤0,5	1,5
0,5<ж≤1	1,4
1<ж≤2	1,3
2<ж≤3	1,2
3<ж≤5	1,1
ж>5	1,0

Таблица 13. Коэффициент km.

Среднее значение модуля деформации грунта основания Е, МПа (кг/см2)	Значение коэффициента km при ширине фундамента b, м
b<10	10≤b≤15	10≤b≤15
Е<10(100)	1	1	1
Е≥10(100)	1	1,35	1,5

В данной работе  расчитана осадка плитного фундамента с глубиной заложения 4 м, шириной b=18 м, Р=0,5 МПа.

Расчеты:

Н=(Н0+ш·b)·kp,

Н= (9+0,15*18)*1,2=14,04 м

k0=0, ж1= 2*2,7/18 = 0,3, значит k1=0,075

ж2= 2*14,04/18 =1,56, значит k2=0,372

km=1,5,  kc=1,3

В результате осадка S = 16,38 см, что больше предельно допустимой S>Su=10 см. Следовательно  плитный фундамент с глубиной заложения 4,5 м использовать нельзя.

6.3. Расчет просадки грунта от нагрузки фундамента

Для расчета просадки грунта от нагрузки фундамента просадочная толща  разбивается на слои.

Просадка основания фундамента в пределах просадочной толщи рассчитывается по формуле (1):

Ssl, g= Уоsl, i* hi* ksl, i,

где оsl, i - относительной просадочности i - го слоя, д. ед. ,  hi - высота i - го расчетного слоя, см.,  ksl, i – коэффициент равный :

- при ширине фундамента b≥ 12 м принимается равным единице для всех слоев грунта в пределах зоны просадки;

- при b ≤ 3 м вычисляется по формуле:

  ksl, i =0,5 + 1,5(уop - psl, i )/ Po,  (8)

где уop - среднее давление на подошве фундамента, кПа;

psl, i - начальное просадочное давление, кПа;

Po = 100 кПа,

- при 3 м < b < 12 м определяется по интерполяции между значениями, полученными при b = 3 м и b = 12 м.  (Дизенко, 2011)

Расчет: при уop= 0,5 МРа, b ≤ 3 м,, psl,1= 1,16 МРа, psl,2 =2,15 МРа, оsl, 1=0,01 д. ед., оsl,2=0,008 д. ед., h1=110 см, h2 =130 см.

ksl,1 =0,5 + 1,5(500- 116 )/ 100=6,26

ksl,2=0,5 + 1,5(500- 215 )/ 100=4,77

S= 110*0,01*6,26 +130*0,008*4,77=11,84 см.

Расчет показал, что просадка от нагрузки фундамента превышает допустимые значения деформации основания, а значит неободимо применение одного из способов укрепления или устранения просадочных грунтов.

Это может быть:

- уплотнение грунта тяжелыми трамбовками;

-использование грунтовых подушкек из непросадочных или уплотненных грунтов;

-предварительное замачивание грунтов в пределах всей просадочной площади;

-устанавление по периметру фундамента буронабивных свай;

-использование водозащитных мер для предотвращения возможных просадок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведенных в рамках написания ВКР, которые включали в себя полевые работы, полный комплекс лаборатоных работ, обработку данных, расчет типа территории по просадочности и расчет осадки грунтов от нагрузки фундамента,  было установлено, что:

в пределах возможной сферы взаимодействия проектируемого сооружения с геологической средой выделяются 4 инженерно-геологических элемента; на территории повсеместно присутствуют слабопросадочные грунты, представленные суглинками легкими пылеватыми твердыми ( ИГЭ 2); просадка от собственного веса при замачивании  составляет более 5 см; грунты, распространенные на исследуемой площадке, представленные суглинками легкими пылеватыми твердыми слоистыми (ИГЭ 3)  относятся к слабонабухающим грунтам,  а  грунты, представленные глинами легкими пылеватыми (ИГЭ 4) относятся к  средненабухающим грунтам.

Был произведен расчет осадки нескольких вариантов фундамента (ленточного с глубинами заложения 4,5 м и 7,0 м и плитного с глубиной заложения 4,0 м).

По результатм расчетов сделаны следующие выводы:

Осадка плитного фундамента с глубиной заложения 4,0 м составляет 16,38 см, что значительно превышает предельно допустимое значение осадки. Следовательно,  плитный фундамент с глубиной заложения 4,5 м использовать нельзя; Осадка ленточного фундамента с заложением фундамента 4,5 м и 7 м, составлят от 2,47 до 5,40 см, соответственно, это меньше предельно допустимой осадки (S<Su=10 см). Следовательно, можно использовать  ленточный фундамент с глубиной заложения 4,5 и 7 м; Ленточный фундамент с глубиной заложения 4,5 м не рекомендуется использовать, в связи с тем, что в южной части участка на данной глубине залегают техногенные отложения, которые, несмотря на то, что срок их отсыпки более 10 лет, характеризуются сильной неоднородностью, наличием органического вещества и включений строительного мусора. Поэтому для естественного основания сооружения они не подходят. Для обоснования строительства на данных насыпных  грунтах необходимо проведение  дорогостоящих доисследований. С учетом того, что одним из альтернативных решений, рассматриваемых проектировщиками является заглублнение фундамента до глубины 7,0 м, и  того, что в здании проектируется паркинг, вариант устройства фундамента с глубиной заложения 7,0 м представляется наиболее рациональным.

В случае использования ленточного фундамента с глубиной заложения 7,0 м рекомендуется провести работы по устранению или укреплению просадочных грунтов в случае техногенного замачивания 

На стадии рабочей документации рекомендуется уточнить минеральный состав набухающих грунтов и давление набухания.

Список литературы

1) Белов справочник проектировщика. Минск:Харвест, 2011.– 480с.

2) , Соловьева указания по теме "Расчет осадки методом послойного суммирования". Санкт-Петербург, 2014. -5 с. 

3) , Ляшенко указания: Расчет просадочного основания. Краснодар: КубГТУ, 2011. – 15 с.

4) Заливин физическая и коллоидная химия в бурении. Иркутск, 2012.-50 с.

5) Калачева по определению относительной просадочности грунтов статического зондирования с поверхности дна шурфа. М.:Стройиздат,1972. -16 с.

6) Коломиец, . История геологического предприятия. (1930 - 2005). Нижний Новгород: Вертикаль, 2005.- 431 с.

7) , Пономарев методы механики грунтов и механики скальных пород. Перьм, 2014.-173 с.

8) Метелюк пособие «Сваи и свайные фундаменты». Киев:Будивельник, 1977.-256 с.

9) , , Сафин пособие. Механика грунтов, основания и фундаменты. Казань, КГАСУ, 2008.– 97 с.

10) Сидоренко, А. В., Чепиков СССР. Том XI. Поволжье и Прикамье. Часть I. М.: Недра, 1967.-872 с.

11)  Трофимов . М.: Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с.

12)  Экологический аспект.  Разработчик проекта: Государственное унитарное предприятие институт  «ТеррНИИгражданпроект». Самара, 2006 г.

13) ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.[Текст].- Взамен ГОСТ 5180-75; Введ. с01.07.1985.- М.: Изд-во стандартов, 1985.- 19 с.

14) ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.[Текст].- Взамен ГОСТ 12248-96; Введ. с 01.01.2012.- М.:Стандартинформ, 2011.- 97 с.

15) ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения
гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. [Текст].- Взамен ГОСТ 12536-67; Введ. с 01.07.1980.- М.: Изд-во стандартов, 1980.- 18 с.

16) ГОСТ 20276-85. Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемости.[Текст].- Взамен ГОСТ 20276-74; Введ. с01.07.1985.- Москва, 1985.- 26 с.

17) ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. [Текст].- Взамен ГОСТ 20522-96; Введ. с 01.07.2013.- М.:Стандартинформ, 2013.- 19 с.

18) ГОСТ 23161-2012. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности.[Текст].- Взамен ГОСТ 23161-78 ; Введ. с 01.07.2013.- М. Стандартинформ:, 2013.- 15 с.

19) ГОСТ 24143-87. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки. [Текст].- Взамен ГОСТ 24143-80; Введ. с 01.09.1987.- Москва, 1987.- 20 с.

20) ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. [Текст].- Введ. с 01.01.2013.- М.:Стандартинформ, 2012.-42 с.

21) СП.11-105-97. Свод правил. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов.[Текст].- Введ. с 01.07.2000.- Москва, 2000.- 79 с.

22) СП 21.13330.2012. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах. [Текст].- Взамен СНиП 2.01.09-91; Введ. с 01.01.2013.- М.:Минрегион России, 2011.- 79 с.