Слой 4 – пески

Плотность сухого грунта p_d, вычисляем по формуле (ГОСТ 5180-84 п.9.2):

p_d = p_n / (1 + 0.01 * W) = 2.06 т/м³ / (1 + 0.01 * 17.8) = 1.75 т / м³

где, р_п - плотность грунта, т / м³;

W — влажность грунта, %.

Пористость n определяется по формуле:

n = (1 – p_d / p_s) * 100 % = (1 – 1.75 т/м³ / 2.69 т/м³) = 34.9 %

Коэффициент пористости e, определяется по формуле (ГОСТ 25100-2011 А.6):

e = (p_s – p_d) / p_d = (2.69 т/м³ - 1.75 т/м³) / 1.75 т/м³ = 0.54

где, p_d - плотность сухого грунта, т/м³;

p_s — плотность частиц грунта, т/м³.

Коэффициент водонасыщения S_r, определяются по формуле (ГОСТ 25100-2011 А.2):

S_r = W * p_s / e * p_w = 0.178 * 2.69 т/м³ / 0.54 * 1 т/м³ = 0.89

где, W - природная влажность грунта;

p_s — плотность частиц грунта, т/м³;

e — коэффициент пористости;

p_w — плотность воды, т/м³.

Расчетное значение удельного веса и удельного веса твердых частиц:

γ_I ⁽⁴⁾ = p_I * g = 2.01 т/м³ * 9.81 м/с² = 19.72 кН/м³

γ_II ⁽⁴⁾ = p_II * g = 2.04 т/м³ * 9.81 м/с² = 20.01 кН/м³

γ_s = p_s* g = 2.69 т/м³ * 9.81 м/с² = 26.39 кН/м³

γ_w = p_w * g = 1.0 т/м³ * 9.81 м/с² = 9.81 кН/м³

где, p_i — плотность твердых частиц грунта, т/м³;

р_W — плотность воды т/м³;

g — ускорение свободного падения, м/с².

Удельный вес песков, расположенных ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, вычисляем по формуле:

γ_sb⁽⁴⁾ = (γ_s – γ_w) / (1 + е) = (26.39 кН/м³ - 9.81 кН/м³) / (1 + 0.54) = 10.76 кН/м³

где, γ_s — удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ_w — удельный вес воды, кН/м³;

e — коэффициент пористости.

Удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды) вычисляем по формуле:

γ’_II = (γ_II ⁽²⁾ * d_w + γ_sb⁽²⁾ * (h₁ - d_w) + γ_sb⁽³⁾ *h₂)/ (h₁ + h₂) = (18.84 кН/м³ * 0.75 м + +9.7 кН/м³ * (3.9 – 0.75) + 9.75 кН/м³ *1.4 м / (3.9 м +1.4 м) = 11.01 кН/м³

где, γ_sb⁽³⁾ — удельный вес суглинка, расположенного ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³;

d_w - глубина расположения уровня подземных вод, м;

γ_II ⁽²⁾ - удельный вес глины без учета взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³.

d₁ - условная глубина заложения фундаментов, м.

Условное расчетное сопротивление грунта основания R, кПа, определяем по формуле (СП 22.13330.2011 п.5.6.7 с учетом d_b = 0):

R_усл. = γ_с1 * γ_с2 * (М_γ * к_z * b * γ_sb⁽⁴⁾ +M_q * (h₁ + h₂) * γ’_II + M_c * c_II) / к =

= 1.4 * 1.12 * *(0.36 *1 * 1 м * 10.76 кН/м³ +

+ 2.43 * (3.90 м + 1.4 м) *11.01 кН/м³ + 4.99 * 16) / 1.0 = 404.12 кПа

где, γ_с1, γ_с2 – коэфф. условий работы;

к — коэффициент, принимаемый равным единице, т.к. прочностные характеристики грунта (ф_II и с_II) определены непосредственными испытаниями;

М_γ, M_q, M_c — коэффициенты, в зависимости от угла трения ф_II = 16˚;

к_z = 1 — коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м;

b = 1 м — условная ширина подошвы фундамента, м;

γ_sb⁽⁴⁾ — удельный вес песков, расположенных ниже уровня подземных вод, с учетом взвешивающего действия воды для расчета по II группе предельных состояний, кН/м³;

γ’_II - удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

c_II = 16 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

h₁ + h₂ = 5.3 м - условная глубина заложения фундаментов, м;

d_b= 0 - глубина подвала, м.

Полное наименование грунта 4 слоя по ГОСТ 25100-2011 – пески средней крупности, плотные, водонасыщенные. Этот грунт может быть использован, как естественное основание, поскольку имеет достаточную прочность, (R_усл = 404,12 кПа, Е = 40 МПа - малосжимаемый).

Таблица 7. Показатели свойств и состояний грунтов (вычисляемые)

№ слоя	Ip, %	pd, т/м3	n, %	e	Sr	IL	γI (i)/ γII (i), кН/м3	γS, кН/м3	γSB(i), кН/м3	R усл., кПа
2	13.0	1.57	42.1	0.73	0.91	0.55	18.64 / 18.84	26.59	9.70	211.9
3	2.9	1.42	47.8	0.92	0.73	0.90	16.87 / 17.07	26.68	9.75	211.2
4	-	1.75	34.9	0.54	0.89	-	19.72 / 20.01	26.39	10.76	404.1

Слой 2 – суглинок мягкопластичный, малосжимаемый;

Слой 3 – суглинок текучепластичный, среднесжимаемый;

Слой 4 – пески средней крупности, плотные, водонасыщенные, малосжимаемые.