Определение свойств грунтов основания

Разновидности грунтов основания фундамента реконструируемого дома определялись визуальными методами полевого исследования (См.также ГОСТ Р58325-2018). "Грунты полевое описание". Пробы грунта отбирались через каждые 25 см проходки сважены глубиной 3м, пробуренной (обыкновенным садовым буром) по трем углам дома рядом со стобчатыми фундаментами.

Было установлено, что: ниже подошвы фундамента залегают влажные пылеватые пески. установившейся уровнь грунтовых вод был зафиксирован на глубине Hизмmp = 2,2 м. от устья скажены. Расчетный уровень грунтовых вод, составляет 1.69 м.

   Отбор проб грунта для определения физических характеристик с нерарушенной структурой производился из шурфа, который был отрыт на глубину ниже уровня подошвы фундамента на 0,5 м., заложенного рядом со столбчатым фундаментом реконструируемого дома, см. рис.

Ниже приведен образец шурфа.

Образец шурфа
1 - кирпичная стена; 2 - полы по грунту; 3 - скважина в шурфе;
4 –места вскрытия фундамента; 5, 6, 7- грунтовые слои

Способы вскрытия столбчатых фундаментов
а - «на угол»; б - «на две стороны»; в - «по периметру»

Подробнее см. "Пособие по обследованию строительных конструкций зданий".

   Режущее кольцо-пробоотборник, выбранное по таблице 2 ГОСТ 5080-84, можно изготовить из отрезка стальныой бесшовной горячедеформированной трубы Ø70 мм толщиной стенок 3 мм, высотой 70 мм, угол заточки наружного режущего края 30°. Внутренняя боковая поверхность кольца надо зачистить до металлического блеска.
   На основании анализа отобранных проб выделены следующие однородные слои грунта:
  1. слой - задерненный растительный грунт h1 = 0,2 м, γ' = 12,0 кН/м3
  2. слой - песок пылеватый средней плотности с относительным содержанием растительных остатков 0,10-0,03. γ' = 19,0 кН/м3, h2 = 0.4 м.
  3. слой - песок пылеватый, γ'=19,1 кН/м3, плотность сухого грунта 1,62 т.3, влажность 16,8%, степень влажности Sr = 0,7, средней плотности, e = 0,64, h3 = 1,09 м.
  4. слой - песок пылеватый водонасыщенный γ = 20,3 кН/м3, φ = 30°, с = 3.
Прочностные параметры φ и с четвертого слоя приняты по измерениям аналогичных грунтов.

   Плотность грунта определялась по ГОСТ 5080-84 методом режущего кольца, а влажность - методом высушивания до постоянной массы, при этом в качестве сушильного шкафа можно использовалась духовку кухонной плиты.
Расчетное значение удельного веса грунта γ, согласно СП 22.13330.2016, определяют умножением расчетного значения плотности грунта ρ на ускорение свободного падения g, (g=9,81 м/сек2). Коэффициент пористости определялся по формуле

er = (ρs - ρd)/ρd, (A.5)

коэффициент водонасыщения - по формуле (А.1) ГОСТ 25100-2011, при этом плотность частиц грунта принималась равной ρs = 2,66 кгс/см3 см. ниже:
Ориентировочные плотности частиц грунта ρd, кгс/м3 (по таблице 9 Пособия к СНиП 83) приведены ниже:
  • Пески - 2660
  • Супеси - 2700
  • Суглинки - 2710
  • Глины - 2740
   Пучинистые свойства, залегающего ниже подошвы фундамента, оценивались по значению показателя дисперсности D. Для этого пробы грунта разделялись на две фракции. Вес частиц грунта размером менее 0,1 мм определялся согласно п. 2.3.2. ГОСТ 12536-79. Вес частиц грунта размером более 0,1 мм следует определить по разности между весом средней пробы, взятой для анализа и весом частиц размером менее 0,1 мм. Процентное содержание в грунте каждой фракции, вычисленное по формуле (1) ГОСТ 12536-79, приведено в таблице 1.
Таблица 1
Размер частиц отдельных франций, мм d1> 0,1 d2 < 0,1
Количество частиц, % 29 71


   Средний диаметр каждой фракций diср определся в соответствии с п. 6.8.8 СП 22.13330.2011. Рассчитанное значение показателя дисперсности слоя грунта, залегающего ниже подошвы фундамента реконструироваемого дома приведены в таблице 2
Таблица 2. Значения показателя дисперсности грунта D
d1ср (Ø > 0,1) d2ср (Ø < 0,1) dср k D e
0,14 0,071 0,0109 1,85×10-4 2,41 0,64

Согласно п. 6.8.8 СП 22.13330.2011 при значениях показателе дисперсности 1 < D < 5 грунт обладает слабо пучинистыми свойствами, характеризующимися согласно таблицы Б. 27 ГОСТ 25100-2011 степенью морозной пучинистости 1,0 ≤ ε fn ≤ 3,5.

Степень пучинистости грунта следует определять согласно ГОСТ 28622-2012 по значению относительной деформации морозного пучения εfh, полученному по результатам испытаний образцов грунта в специальных установках, обеспечивающих промораживание образца исследуемого грунта в заданном температурном и влажностном режимах, и измерение перемещений его поверхности. до 3,5.

Для дальнейших расчетов была принята степень пучинистости грунта εfn=0,035.

Глубина сезонного оттаивания
-определяется наибольшим за год расстоянием по вертикали от поверхности грунта (без учета растительного покрова) до кровли многолетнемерзлого грунта. (4.1.1 ГОСТ 26262-2014)

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта ddf, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.(5.5.2 СП 22.13330.2016)

   Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, (см. 5.5.3) при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

dfn =d0√Mt    (5.3)

    где Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330.2012, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства - по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;
    d0- величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30 м; крупнообломочных грунтов - 0,34 м.
    Значение d0 для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.
Для рассматриваевого случая, на участке строительства, расположенном недалеко от г. Дмитрова Московской обл. по СНиП 23-01-99* среднемесячные значения темпертуры воздуха приведены в нижеследующей таблице. (См. СНиП 23-01-99*)
Таблица 3* - СРЕДНЯЯ МЕСЯЧНАЯ И ГОДОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА, °С
Республика, край,
область, пункт
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII средняя
г. Дмитров -10,4 -9,5 -4,4 4,3 11,5 15,7 17,5 15,7 10,3 4 -2,4 -7,2 3,8


Глубина сезонного промерзания грунта на участке строительства составляет при d0 = 0,28 (грунт - пески пылеватые)

dfn = d0√Mt = 0,28•√33,8 = 1,63 м

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df, м, определяемая по формуле (5.4 см. 5.5.4 СП 22.13330.2011 ) составляет:

df = khdfn = 1•1,63 = 1,63 м.

Здесь
    dfn - нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2-5.5.3
    kh - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений - по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.


Уровень грунтовых вод

Для определения уровня грунтовых вод на строительном участке реконструируемого деревянного дома садовым буром длиной 3м была пробурина скажена. Расчетный уровнь грунтовых вод, вычислялся по формуле Вильда (3):

Hpmp = Hизмmp•Hpm/Hизмn    (3)

Установившейся уровнь воды зафиксирован на глубине Hизмmp = 2,2 м. от устья скажены. Уровень воды в колодце Hизмn на соседнем участке находился на глубине 1,3 м. Наивысший уровень воды в колодце Hpm (по следам на стенках колодца) - на глубине 1,0 метр.

Вычисленный уровень грунтовых вод на участке строительства составил:

Hpmp = Hизмmp•Hpm/Hизмn = 2,2•1,0 / 1,3 = 1.69 м.

Наверх