где r - плотность грунта, .

- природная влажность грунта в долях единицы;

- коэффициент пористости грунта (e):

, . (1.2)

, (1.3)

где rs - плотность твердых частиц грунта, .

- степень влажности (коэффициент водонасыщенности) определяется по формуле:

, (1.4)

Согласно определению,

, или , (1.5)

где - плотность (объёмная масса) воды;

- влажность соответствующая полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха), т.е. полная влагоёмкость.

Подставим (1.5) в (1.4) и получим:

(1.6)

Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно определяется число пластичности и показатель текучести.

Число пластичности определяется по формуле:

, (1.7)

где - влажность, соответствующая границе текучести. (Влажность грунта, при которой стандартный конус погружается в образец на 10 мм.);

- влажность, соответствующая границе раскатывания (пластичности). (Влажность грунта, при которой он теряет способность раскатываться в шнур Ø 2…3мм).

Показатель текучести определяется по формуле:

.(1.8)

При выполнении курсового проекта классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов производим по типу и разновидности, табл. 4.2 СТБ 943-93:

- тип грунта определяется по числу пластичности ;

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по показателю текучести .

Для песчаных грунтов проводим анализ гранулометрического состава и определяем вид песчаного грунта и разновидность:

- вид обломочно-песчаных грунтов определяется по гранулометрическому составу и по показателю максимальной неоднородности , разд. 2 СТБ 943-93;

- разновидность - по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности , табл. 4.2 СТБ 943-93.

При проектировании оснований и фундаментов по двум группам предельных состояний в расчётах используются расчётные значения физико-механических характеристик грунтов:

- удельного веса ;

- угла внутреннего трения ;

- удельного сцепления .

Расчётные значения характеристик грунтов для первой и второй группы предельных состояний определяем путём деления нормативных значений на коэффициент надёжности по грунту .

2. Анализ грунтовых условий строительной площадки

Исходя из инженерно-геологических условий по заданию, можно сделать следующие выводы:

1. Для фундаментов мелкого заложения. В приделах глубины заложения лежит песок рыхлый, мелкий h=2,7 м. Этот грунт относится к слабым, и не может служить для сооружений надежным основанием вследствие большой деформируемости и возможного выдавливания его из-под фундамента.

Поэтому для фундамента мелкого сложения необходимо искусственно улучшить их свойство путем устройства грунтовой подушки из песка крупного, или средней крупности. Принимаем фундамент мелкого заложения на искусственном основании.

2. Для свайных фундаментов. Минимальная длинна сваи для фундаментов промышленных и гражданских зданий принимается 3 м. Длинна сваи назначается, таким образом, чтоб были прорезаны слабые слои грунта. Нижние концы свай следует заглублять малосжимаемые крупнообломочные, гравелистые, крупные, средней крупности песчаные грунты, а также глинистые грунты с показателем текучести JL≤0.1 не менее чем 0,05 м прочие виды нескальных грунтов на 1 метр. Так как окончательные размеры свай по сечению и длине назначают согласно ГОСТам, предварительно принимаем марку С10-30.

3. Проектирование фундаментов мелкого заложения

3.1 Назначение глубины заложения фундамента

3.1.1 Общие положения

Глубина заложения фундаментов (расстояние от уровня планировки до уровня подошвы фундамента) назначаем в зависимости:

1) Назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения и применяемых конструкций.

В случае применения железобетонных колонн верхний обрез фундамента проектируют на 150 мм ниже отметки уровня земли, чистого пола 1-го этажа или подвала, глубину заделки сборных колонн сплошного сечения Н3 принимают равной: Н3=(1÷1,5)h к=(1÷1,5)0,4=0,4÷0,6 м, где hk – больший размер колонны

Толщина дна стакана не менее 200мм. Примем;

ht=0.6+0.3=0.9

2) Инженерно-геологических условий площадки.

Рельеф спокойный - ограничений нет.

3) По глубине заложения фундаментов существующих сооружений – ограничений нет.

4) По нагрузках – на основания и фундаменты - ограничений нет.

5) По инженерно-геологическим и гидрологическим условиям площадки строительства.

Выбираем несущий слой, в котором расположена подошва фундамента. Согласно рисунку 1. первый слой - песок мелкий, маловлажный мощностью 2,7м. может служить основанием.

6) По глубине сезонного промерзания грунтов.

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле:

-где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания - 0,5

где - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания на глубину промерзания грунта у фундамента, принимается по таблице 1/2/.

Окончательная глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины сезонного промерзания назначается с учётом расположения грунтовых вод согласно п.п.2.29-2.30/2/.