Файл: Трофименков Ю.Г. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 78
Скачиваний: 0
Для подошвы фундамента в форме круга b принимается по формуле
6 = У Т = 11,5 м.
■Краткая характеристика грунтов основания следующая: граница текуче сти 30; граница раскатывания 18; коэффициент пористости 0,737; естествен
ная влажность 28,6%; объемный вес |
1,95 г/ж3; |
ф =02°, с=0,2 кгс/см2. |
||
£н = (0,61 II, 5 + 3,44-5,15) 1,95 + |
6,06-2 = |
60,6 гс/жа = |
6,06 кгс/сжа. |
|
Среднее давление по |
подошве фундамента не превышает |
нормативного |
||
давления p<R", а расчет |
деформаций проводим по формуле |
|
||
S 5>пр •
Напряжение по глубине основания под точкой фундамента с си = 6,05 кгс/см2
раВН° рг = а (р — Ро); Р б= 5,15-1,95-0,1 = 1,01 кгс/см2,
|
|
г |
|
|
|
т = — |
|
|
|
г |
|
где |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
= 6,5 м. |
|
Вычисления сводим в табл. 9. |
2 |
Т А Б Л И Ц А 9 |
|
|
|
|
|
г |
Z |
а |
р г = а (6,05-1,01) |
т = — |
|||
Г |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
5,04 |
0,4 |
2,6 |
0,949 |
4,78 |
0,8 |
5,2 |
0,756 |
3,81 |
1,2 |
7,8 |
0,547 |
2,76 |
1,6 |
10,4 |
0,39 |
1,96 |
2 |
13 |
0,285 |
1,44 |
2,4 |
15,6 |
0,21 |
1,08 |
2,8 |
18,2 |
0,165 |
0,83 |
3 |
19,5 |
0,15 |
0,75 |
В соответствии с формулой ('16) СНиП |
ІІ-Б.1-62* граница сжимаемой |
||||||
толщи будет находиться на глубине 19,5 м, так как |
|
|
|||||
|
|
рг , = 19,5-1,95-0,2-0,1 = |
0,76 я 0,75. |
|
|
||
Вычисляем напряжения по глубине основания под точкой фундамента с |
|||||||
02=1,95 кгс/см2 |
(табл. 10). |
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 10 |
||
|
|
|
|
|
|
||
_ Z |
2 |
а |
Рг = а Х |
|
2 |
а |
Рг = а х |
г |
Х(1.95— |
|
г |
X (1,95— |
|||
|
|
—1,01) |
|
Г |
|
—1 ,01) |
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
0 |
1 |
0,9 |
1,2 |
7,8 |
0,547 |
0,52 |
0,4 |
2,6 |
0,949 |
0,88 |
1,6 |
10,4 |
0,39 |
0,37 |
0,8 |
5,2 |
0,756 |
0,71 |
2 |
13 |
0,285 |
0,26 |
В соответствии с формулой (16) СНиП |
ІІ-Б.1-62* |
граница |
сжимаемой |
||||
толщи будет находиться на глубине 10,4 м, |
так как |
|
|
||||
р7, = 10.4-1,45-0,2-0,1 = 0 ,4 я 0,37.
55
Осадки фундамента под точками с о, =6,05 кгс/см2 и ст2= 1,95 кгс/см2 со ответствуют:
Sx = (2,52 + 4,78 + 3,81 + 2 ,7 6 + 1,96+ 1,44+ 1,08 + 0,83 + 0,38) X
2600,8 |
= 12 см\ |
X |
|
340 |
|
S2 = (0,47 + 0,88 0,71 + 0 ,5 2 + |
0,37 + 0,13) 160-0,8 = 1,9 см. |
|
260 |
Крен фундамента трубы равен |
|
12— 1,9 |
|
tg Ѳ= |
0,0078 > 0,004. |
1300
Крен почти в 2 раза превышает допустимый, т. е. при среднем давлении по подошве фундамента 4 кгс/см2 неравномерная деформация основания ока залась недопустимой. Поэтому определение размеров фундамента и расчет осадок производим, принимая среднее давление по подошве фундамента
3 кгс/см2.
Площадь фундамента составит
5262
175,4 ж2;
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d = |
15 м. |
|
|
|
|
|
Момент сопротивления фундамента равен |
|
|
|
|||||||
|
|
|
М = 0,0982153 = |
332Іж3. |
|
|
||||
Напряжения в подошве фундамента соответствуют: |
|
|
||||||||
|
|
ох = |
5262 |
4430 |
= |
3 + 1 ,3 3 = |
4,33 |
кгс/см2-, |
|
|
|
|
|
175,4 |
332 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сг2 = 3 — 1,33= 1,67 кгс/см2. |
|
|
|||||
Напряжение по |
глубине |
основания |
под |
точкой |
фундамента |
с 0 | = |
||||
=4,33 кгс/см2 равно: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Pz = а (р — Ро); |
Рб = |
1,01 |
кгс/см2; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
г = -----= 7,5 |
|
|
|
|||
Вычисления сводим в табл. |
11. |
2 |
|
|
|
Т А Б Л И Ц А и I |
||||
|
|
|
|
Рг = ах |
|
|
|
|||
|
2 |
г |
а |
|
2 |
2 |
а |
Рг = аіх |
||
|
Г |
X(4,33— |
т -------- |
Х(4,33— |
||||||
|
|
|
—1,01) |
|
|
г |
|
—1,01) |
||
0 |
|
0 |
1 |
3,32 |
|
і,б |
12 |
0,390 |
1,3 |
|
0,4 |
|
3 |
0,949 |
3,15 |
|
2 |
|
15 |
0,285 |
0,94 |
0,8 |
|
6 |
0,756 |
2,52 |
|
2,4 |
18 |
0,214 |
0,71 |
|
1,2 |
|
9 |
0,547 |
1,82 |
|
2,8 |
21 |
0,165 |
0,54 |
|
56
В соответствии с формулой (16) ОНиіП ІІ-Б.1-62* граница сжимаемой толщи будет находиться на глубине 18 м, так как рг = 18-1,95-0,2 ■0,1 =0,7 = 0,71. Напряжения по глубине основания под точкой фундамента с <т2= 1,67 кгс/см2 приведены в табл. 12.
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 12 |
Z |
Z |
а |
Рг = а( 1,67—1,01) |
т = — |
|
|
|
0,0 |
0 |
1 |
0,66 |
0,4 |
3 |
0,949 |
0,62 |
0,8 |
6 |
0,756 |
0,5 |
1.2 |
9 |
0,547 |
0,36 |
1,6 |
12 |
0,39 |
0,26 |
В соответствии |
с формулой |
(16) СНиП ІІ-Б.1-62*, |
граница сжимаемой |
толщи будет находиться на глубине 9 м, так как
рг. = 9-1,95-0,2-0,1 = 0 ,3 5 и 0,36.
Осадки фундамента под точками с сп =4,33 кгс/см2 и о2=1.67 кгс/см2 со ставят:
Si = (1,66 + 3,15 + |
2,52 + |
1,82+ 1,3 + |
0,94 + 0,35) |
3000,8 |
|
= 8,3 см; |
|||||
|
|
|
|
|
340 |
Sa= (0,33+ 0,62 + |
|
3000,8 |
= 1,2 см. |
||
0 ,5 + 0,18) |
|||||
|
|
|
|
340 |
|
Крен фундамента трубы равен |
|
|
|||
„ |
Sj — S2 |
8 ,3 — 1,2 |
0,004. |
||
tg 9 = |
- j |
- |
= |
= 0,0046 * |
|
Деформация незначительно превысила допускаемую по табл. 10 СНиП ІІ-Б.1-62*, и поэтому принятые размеры фундамента можно допустить.
Глава III
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУНТОВ УСТАНОВКАМИ НА СДВИГ В ШУРФАХ И СКВАЖИНАХ
Как известно, разрушение грунта под нагрузкой (потеря прочности) происходит в результате нарушения его сплошности по образующимся при этом плоскостям, называемым плоскос тями сдвига. Незначительные в начальной стадии (начало уча стка 2 «а рис. 1) нагрузки .плоскости сдвига три тоследующем возрастании увеличиваются іпо площади, что в конечном итоге приводит к образованию поверхностей скольжения и -нарушению
.прочности и устойчивости всего .массива грунта в основании со
57
оружения (участок 3 на рис. 1). Исследование сдвиговых харак теристик, необходимых для оценки прочности и устойчивости грунтов в основании сооружений, имеет, таким образом, большое значение. Эти характеристики определяются экспериментально, обычно по результатам лабораторных испытаний на сдвиг об разцов грунта, .выполняемых ів срезных приборах или путем разрушения образцов грунта в приборах трехосного сжатия (ста'било.метрах).
Однако необходимо считаться с тем, что лабораторные ис пытания позволяют определять прочностные характеристики, свойственные не массиву грунта, а образцу, имеющему неболь шие размеры. Вследствие этого лабораторные испытания не мо гут в полной мере дать представления о поведении грунта в массиве, устойчивость и прочность которого во многом опреде
ляется сопротивлением сдвигу |
по контактам |
между слоями, |
по поверхностям, образованным |
трещинами, |
в ослабленных |
участках и т. п. Поэтому в ряде случаев при расчете устойчиво сти (например, больших массивов грунта, откосов .глубоких выемок и т. п.) данных, полученных при лабораторных испыта ниях, бывает недостаточно и приходится прибегать к полевым испытаниям. Кроме того, полевые испытания на сдвиг бывают необходимы при исследовании слабых глинистых грунтов, отбор образцов из которых для лабораторных испытаний с сохране нием естественного состояния практически невозможен.
Полевые методы испытаний для определения прочностных свойств грунтов по характеру формирования плоскости сдвига могут быть подразделены на два типа:
1) испытания, при выполнении которых одна часть грунта сдвигается по отношению к другой по заведомо заданной плос кости;
2) испытания, при выполнении которых поверхность сдвига не задается; в этом случае поверхность сдвига (плоская или криволинейная) образуется в зависимости от состава и физико механических свойств грунта, а также от характера приложе ния нагрузки.
К первому из указанных типов относятся испытания путем сдвига целиков грунта, заключенных в специальные обоймы (наподобие плоского сдвига в срезных лабораторных приборах). Ко второму — испытания на сдвиг путем обрушения целиков грунта, среза призм грунта под действием одной нагрузки, при ложенной под углом к плоскости сдвига (.метод Всесоюзного научно-исследовательского маркшейдерского института), вы пирания призмы грунта (метод Уральского Прометройниипроекта), раздавливания целиков грунта .и некоторые другие.
Особое место при таком делении занимают испытания на сдвиг по заданным поверхностям, выполняемые в буровых сква жинах лопастными приборами (крыльчатками).
Ниже приводится описание некоторых из этих методов.
58
1. ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НА с д в и г ПО ЗАДАННОЙ ПЛОСКОСТИ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНЫХ ОБОЙМ
Так же как и плоский сдвиг в срезных приборах, полевые испытания грунтов на сдвиг по заданной плоскости с использо ванием обойм выполняются под действием нагрузки, приложен ной в направлении плоскости сдвига (сдвигающая нагрузка), и нагрузки, приложенной нормально к плоскости сдвига (уплот няющая нагрузка).
Из всех .видов полевых исследований грунта на сдвиг только испытание под действием нагрузок, приложенных нормально к
Рис. 26. Установка для толевых испытаний грунтов на сдвиг |
(конструкция |
Фундаментаіроекта) |
|
/ — кольцо-обойма; 2 — штамп; 3 — съемный улор; 4 — гидравлический |
домкрат; 5 — |
упорные балки; 6 — винтовые анкерные сваи; 7 —опорная плита
плоскости сдвига и в направлении сдвига, позволяет непосредст венно определять угол внутреннего трения ср и удельное сцеп ление с.
Для этого необходимо провести испытание на сдвиг не менее трех монолитов столбчатого типа, вырезанных в массиве грун та с сохранением естественного состояния, поддерживая одина ковые в каждом случае условия 'опытов и изменяя лишь вели чину нагрузки, действующей нормально к плоскости сдвига.
59
