1. Привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки

Согласно с. 5-7 [15], привязка проектируемого здания к существующему рельефу строительной площадки осуществляется в два этапа:

Первый этап – горизонтальная привязка – контур здания в масштабе наносится на инженерно-топографический план строительной площадки таким образом, чтобы выработки, обозначенные на плане, находились, по возможности, внутри контура здания или вблизи от него.

Второй этап – вертикальная привязка – определение планировочных отметок углов строительной площадки, “чёрных” и “красных” отметок углов здания и “нулевой” отметки здания, соответствующей уровню чистого пола 1-ого этажа.

Рис. 1.1. К определению вертикальной привязки проектируемого здания лабораторного корпуса

Природный рельеф строительной площадки с размерами в плане АB  CD = 56,6  30 м (рис. 1.1), имеет возвышенность (холм) с абсолютной отметкой от уровня Балтийского моря, равной 160,00 м. Незначительный перепад высот по абсолютным отметкам в пределах длины здания, который составил 160,00 – 159,40 = 0,60 м, свидетельствует о том, что природный рельеф строительной площадки относительно “спокойный”. Принимаем решение “сгладить” существующий природный рельеф в пределах контура здания срезкой холма, принимая рельеф с постоянной отметкой, т.е. горизонтальным.

Абсолютную отметку планировочной поверхности принимаем равной 159,00 м. Тогда проектные “красные” отметки проектного рельефа углов строительной площадки и углов контура проектируемого здания будут иметь аналогичную отметку – 159,50 м.

Полученные проектные “красные” высотные отметки проставляем в числителе выносных полок, в знаменателе – “чёрные” высотные отметки существующего природного рельефа строительной площадки.

Теперь назначаем абсолютную отметку 0,000, соответствующую уровню чистого пола 1-го этажа проектируемого здания. Для этого максимальная “красная” отметка угла проектируемого здания складывается с высотой проектного цоколя h_ц = 0,15 м (задаётся в каждом конкретном случае по бланку задания исходных данных о сооружении)

0,000 = 159,50 + 0,15 = 159,65 м.

Нулевая и соответствующая ей абсолютная отметки проставляются внутри контура проектируемого здания, соответственно, в числителе и знаменателе выносной линии и очерчиваются прямоугольником (рис. 1.1).

2. Оценка инженерно-геологических и гидрогеоло-гических условий площадки строительства

2.1. Общие положения

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства заключается в уточнении наименований каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ), представленного на бланке грунтовых условий площадки строительства (прочерки в таблице указывают на то, что эти показатели для данного типа грунта не определяются.), а также в определении производных и классификационных характеристик грунтов и начального расчетного сопротивления R₀.

Расчет производится в порядке залегания ИГЭ грунта от поверхности земли по одной из четырех скважин (в нашем случае – это скважина № 3, т.к. расчетное сечение I-I (А-7) расположено близко к этой скважине).

2.2. Классификация грунтов

1. ИГЭ-1. Мощность слоя h₁ = 4,0 м. Проба взята с глубины  2,0 м. Грунт связный, т.к. присутствуют влажность на границе текучести W_L и влажность на границе раскатывания W_P (соответственно, п.5 и 6 табл. № 47 значений физико-механических характеристик грунта).

1.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности J_P:

J_P = W_L – W_P = 35% – 20% = 15%,

где W_L – влажность грунта ИГЭ-1 на границе текучести; W_L = 35% (п.5, табл. № 47); W_P – влажность грунта ИГЭ-1 на границе раскатывания; W_P = 20% (п.6, табл. № 47).

Так как 7% < J_P = 15% < 17%, то, согласно табл.1.8 [6]; табл.11 [7]; табл.1.4 [9]; с. 47 [11]; табл.1.1 [10] или прил. 1, табл.1.2 настоящего учебного пособия, грунт – суглинок.

1.2. Определяем разновидность грунта по консистенции по показателю текучести J_L:

J_L ,

где W – природная влажность грунта ИГЭ-1, W = 24% (п.3, табл.№ 47).

Так как 0,25 < J_L = 0,27 < 0,5, то, согласно табл.1.9 [6]; табл.13 [7]; табл.1.5 [9]; табл.7 [11]; с. 21 [10] или прил. 1, табл.1.3 настоящего учебного пособия, суглинок тугопластичный.

1.3. Определяем значение коэффициента пористости e^:

,

где _s – плотность твердых частиц грунта ИГЭ-1, _s = 2,64 г/см³ (п.2, табл.№ 47);  – плотность грунта ненарушенной структуры ИГЭ-1,  = 1,75 г/см³ (п.1, табл.№ 47).

1.4. Определяем степень влажности S_r^:

,

где _w – плотность воды, _w = 1,0 г/см³.

1.5. По относительным деформациям просадочности грунта _sl (п.11, табл. № 47) при P = 300 кПа, в зависимости от условия _sl  0,01, определяем просадочность грунта. Так как _sl = 0,042 > 0,01, то, согласно прил. 1, табл.1.6 настоящего учебного пособия, суглинок просадочный.

1.6. Определяем плотность грунта в сухом состоянии _d:

т/м³.

После определения производных и классификационных характеристик ИГЭ-1 по плотности грунта в сухом состоянии и наименованию грунта согласно прил. 3, табл.4 [1] или прил. 2, табл.2.4 настоящего учебного пособия, определяем его начальное расчетное сопротивление R₀  227,77 кПа.

ВЫВОД^**: ИГЭ-1 – грунт – суглинок тугопластичный, просадочный с модулем деформации E₀ = 12 МПа (п.14, табл.№ 47) и начальным расчетным сопротивлением R₀  277,77 кПа.

2. ИГЭ-2. Мощность слоя h₂ = 2,0 м. Проба взята с глубины 5,0 м. Грунт связный, т.к. присутствуют влажности W_L и W_P (соответственно п.5 и 6 табл. № 47).

2.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности J_P:

J_P = W_L – W_P = 24% – 18% = 6%,

где W_L – влажность грунта ИГЭ-2 на границе текучести, W_L = 24% (п.5, табл. № 47); W_P – влажность грунта ИГЭ-2 на границе раскатывания, W_P = 28% (п.6, табл. № 47).

Так как 0% < J_P = 6% < 7%, то, согласно прил. 1, табл.1.2 настоящего учебного пособия, грунт – супесь.

2.2. Определяем состояние грунта по показателю текучести J_L:

J_L ,

где W – природная влажность грунта ИГЭ-2, W = 20% (п.3, табл. № 47).

Так как 0 < J_L = 0,33 < 1,0, то, согласно прил. 1, табл.1.3 настоящего учебного пособия, супесь пластичная.

2.3. Определяем значение коэффициента пористости e:

,

где _s = 2,68 г/см³ (п.2 табл. № 47);  = 2,0 г/см³ (п.1, табл. № 47); W = 20% (п.3, табл. № 47).

2.4. Определяем степень влажности S_r:

0,882.

2.5. Так как _sl = 0,009 < 0,01, то, согласно прил. 1, табл.1.6 настоящего учебного пособия, супесь непросадочная.

Начальное расчетное сопротивление грунта ИГЭ-2 согласно прил. 3, табл.3 [1] или прил. 2, табл.2.3 настоящего учебного пособия равно R₀  264,00 кПа.

ВЫВОД: ИГЭ-2 – грунт – супесь пластичная, непросадочная с модулем деформации E₀ = 20 МПа (п.14, табл. № 47) и начальным расчётным сопротивлением R₀  264,00 кПа.

3. ИГЭ-3. Мощность слоя h₃ = 4,0 м. Проба взята с глубины 8,0 м. Грунт несвязный, т.к. влажности W_L и W_P отсутствуют (соответственно п.5 и 6 табл. № 47).

3.1. По гранулометрическому составу определяем вид песчаного грунта по крупности. Для этого % содержания частиц исследуемого грунта (п.4, табл. № 47) последовательно суммируем до тех пор, пока не будет выполняться первое условие, удовлетворяющее показателю наименования:

> 2 мм		+	–
2  0,5 мм			24%
0,5  0,25 мм		28%
		 52%		> 50%

Так как 50% < 52%, то, согласно табл.1.1 [9] или прил. 1, табл.1.1 настоящего учебного пособия, грунт – песок средней крупности.

3.2. Определяем вид грунта по значению коэффициента пористости e:

,

где _s = 2,65 г/см³ (п.2, табл. № 47);  = 1,86 г/см³ (п.1, табл. № 47); W = 17% (п.3, табл. № 47).

Так как 0,55 < e = 0,667 < 0,70, то, согласно табл.1.3 [9] или прил. 1, табл.1.5 настоящего учебного пособия, песок средней плотности.

3.3. Определяем разновидность грунта по степени влажности S_r:

0,675.

Так как 0,5< S_r = 0,675 0,8, то, согласно прил. 1, табл.1.4 настоящих методических указаний, песок влажный.

По прил. 3, табл.2 [1] или прил. 2, табл.2.2 настоящего учебного пособия по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем начальное расчетное сопротивление грунта ИГЭ-3, R₀  400,00 кПа.

ВЫВОД: ИГЭ-3 – грунт – песок средней крупности, средней плотности, влажный с модулем деформации E₀ = 30 МПа (п.14, табл. № 47) и начальным расчетным сопротивлением R₀  400,00 кПа.

4. ИГЭ-4. Мощность слоя h₄ = 5,0 м. Проба взята с глубины 12,5 м. Грунт несвязный, т.к. влажности W_L и W_P отсутствуют (соответственно п.5 и 6 табл. № 47).

4.1. По гранулометрическому составу определяем вид песчаного грунта по крупности. Содержание частиц грунта ИГЭ-3 представлено в п.4, табл. № 47.

> 2 мм		+	2%
20,5 мм			5%
0,50,25 мм		21%
0,250,1 мм		33%
0,10,05 мм		30%
		 93%		> 75%

Так как 93% > 75%, то, согласно прил. 1, табл.1.1 настоящего учебного пособия песок пылеватый.

4.2. Определяем вид грунта по коэффициенту пористости e:

,

где _s = 2,65 г/см³ (п.2, табл.№ 47);  = 1,95 г/см³ (п.1, табл. № 47); W = 26% (п.3, табл. № 47).

Так как 0,60 < e = 0,71< 0,80, то, согласно прил. 1, табл.1.5 настоящего учебного пособия песок средней плотности.

4.3. Определяем разновидность грунта по степени влажности S_r:

0,97.

Так как 0,8 < S_r = 0,97 < 1,0, то, согласно прил. 1, табл.1.4 настоящего учебного пособия, песок насыщен водой.

По прил. 3, табл.2 [1] или прил. 1, табл.1.7 настоящего учебного пособия, по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем начальное расчетное сопротивление грунта ИГЭ-4, R₀  100,00 кПа.

ВЫВОД: ИГЭ-4 – грунт – песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой с модулем деформации E₀ = 15 МПа (п.14, табл. № 47) и начальным расчетным сопротивлением R₀  100,00 кПа.

5. ИГЭ-5. Мощность слоя h₅ = 5,0 м. Проба взята с глубины 17,50 м. Грунт связный, т.к. присутствуют влажности W_L и W_P (соответственно п.5 и 6 табл. № 47).

5.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности J_P:

J_P = W_L – W_P = 44% – 21% = 23%,

где W_L – влажность грунта ИГЭ-5 на границе текучести, W_L = 44% (п.5, табл. № 47); W_P – влажность грунта ИГЭ-5 на границе раскатывания, W_P = 21% (п.6, табл. № 47).

Так как J_P = 23% > 17%, то, согласно прил. 1, табл.1.2 настоящего учебного пособия, грунт – глина.

5.2. Определяем состояние грунта по показателю текучести J_L:

0,17,

где W – природная влажность грунта ИГЭ-5, W = 25% (п.3, табл. № 47).

Так как 0 < J_L = 0,17< 0,25, то, согласно прил. 1, табл.1.3 настоящего учебного пособия, глина полутвердая.

5.3. Определяем значение коэффициента пористости e:

,

где _s = 2,68 г/см³ (п.2, табл. № 47);  = 2,0 г/см³ (п.1, табл. № 47); W = 25% (п.3, табл. № 47).

5.4. Определяем степень влажности S_r:

0,882.

По прил. 3, табл.3 [1] или прил. 2, табл.2.3 настоящего учебного пособия начальное расчетное сопротивление грунта ИГЭ-2 равно R₀  397,40 кПа.

ВЫВОД: ИГЭ-5 – грунт – глина полутвердая с модулем деформации E₀ = 25 МПа (п.14, табл.№ 47), начальное расчетное сопротивление R₀  397,40 кПа.

Для систематизации и удобства обработки, результаты определения производных и классификационных характеристик грунтов записываем в сводную табл.1.1.

Таблица 1.1

Таблица производных и классификационных характеристик грунтов

№ ИГЭ	Усл. обозначение	Наименование грунта и его состояние	Мощ-ность слоя, hi, м	Число пластичности, JPi, %	Показатель текучести, JLi	Коэффициент пористости, ei, б.р.	Степень вла-жности, Sri, б.р.	Модуль деформации, E0i, кПа	Расчетное сопротивление грунта, R0i, кПа
ИГЭ-1		Суглинок тугопластичный, просадочный	4,0	15	0,27	0,870	0,730	12000	227,77
ИГЭ-2		Супесь пластичная, непросадочная	2,0	6	0,33	0,608	0,882	20000	264,00
ИГЭ-3		Песок средней крупности, средней плотности, влажный	4,0	–	–	0,667	0,675	30000	400,00
ИГЭ-4		Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой	5,0	–	–	0,710	0,970	15000	100,00
ИГЭ-5		Глина полутвердая, непросадочная	5,0	23	0,17	0,675	0,993	25000	397,00