Значения модулей деформации глинистых грунтов

Таблица 4. Нормативные значения модулей деформации глинистых грунтов (Е, кГ/см²)

Происхождение и возраст грунтов		Наименование грунтов и консистенция		При коэффициенте пористости е
				0,31-0,4	0,41-0,5	0,51-0,6	0,61-0,7	0,71-0,8	0,81-0,9	0,91-1,0	1,01-1,1
Четвертичные отложения	Аллювиальные	Супеси 0 ≤ В ≤ 1		-	320	240	160	100	70	-	-
	Делювиальные озерные	Суглинки	0 ≤ В ≤ 0,25	-	340	270	220	170	140	110	-
			0,25 < В ≤ 0,5	-	320	250	190	140	110	80	-
			0,5 < В ≤ 1	-	-	-	170	120	80	60	50
	Озерно-аллювиальные	Глины	0 ≤ В ≤ 0,25	-	-	280	240	210	180	150	120
			0,25 < В ≤ 0,5	-	-	-	210	180	150	120	90
			0,5 < В ≤ 1	-	-	-	-	150	120	90	70
	Флювиогляциальные	Супеси	0 ≤ В >≤ 1	-	330	240	170	110	70	-	-
		Суглинки	0 ≤ В ≤ 0,25	-	400	330	270	210	-	-	-
			0,25 >< В ≤ 0,5	-	350	280	220	170	140	-	-
			0,5 < В ≤ 1	-	-	-	170	130	100	70	-
	Моренные	Супеси Суглинки	В ≤ 0,5	750	550	450	-	-	-	-	-
	Юрские отложения оксфордского яруса			При коэффициенте пористости е
				0,91-1,0		1,01-1,1		1,11-1,3	1,31-1,5		1,51-1,7
		Глины	-0,25 ≤ В ≤ 0	270		250		220	-		-
			0 < В ≤ 0,25	240		220		190	150		-
			0,25 < В ≤ 0,5	-		-		160	120		100

При значениях коэффициента пористости е, коэффициента консистенции В и коэффициента водонасыщенности G меньших, чем их нижние пределы, указанные в таблицах, характеристики с, φ и Е в запас надежности допускается принимать по соответствующим нижним пределам е, В и G. Однако более экономичное решение фундаментов можно получить при определении характеристик с, φ и Е по данным испытаний образцов грунта или специальных испытаний в полевых условиях.

Коэффициент консистенции В вычисляется из выражения

где W — естественная влажность грунта в %;

W_р — предел раскатывания в %;

W_n — число пластичности.

Для отдельных районов и площадок строительства, характерных в геологическом отношении, рекомендуется составить таблицы значений нормативных и расчетных характеристик грунтов, аналогичные табл. 2, 3 и 4. Однако при этом необходимо иметь большое количество результатов испытаний для обработки их методами математической статистики.

Деформационные характеристики — Мегаобучалка

Коэффициент сжимаемости m_o и модуль деформации Е

определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой по ГОСТ 12248–96.

 

 

Рисунок 2 – Принципиальная схема одометра

 

Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт.

При испытании прикладывается на образец грунта нагрузку Р₁ – произойдет уплотнение грунта, и коэффициент пористости станет е₁.

Затем прикладывается нагрузку

Р₂, получим е₂ и т.д. (4–5 ступеней).

Компрессионная кривая позволяет судить о сжимаемости грунта.

Сжимаемость грунтов характеризуется изменением коэффициента пористости е при изменении давления Р.

 

 

Рисунок 3 – Компрессионная кривая

 

Коэффициент сжимаемости вычисляется по формуле:

 

, МПа^-1

значения e₁ и e₂ принимаются по компрессионной кривой для конкретного грунта при Р₁ = 0,1 МПа (100 кПа) и Р₂ = 0,3 МПа (300 кПа).

 

· m_o<0,005 – грунт малосжимаемый.

· m_o=0,005÷ 0,05 – грунт среднесжимаемый.

· m_o>0,05 – грунт сильносжимаемый.

 

Модуль общей деформации грунта Е₀ – характеризует упругие и остаточные деформации. Модуль общей деформации может быть определен следующим выражением:

m_ν– коэффициент относительной сжимаемости

β - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле:

где ν - коэффициент поперечной деформации, допускается принимать:

0,30-0,35- для песков и супесей;

0,35-0,37-для суглинков;

для глины:

0,2-0,3 при IL < 0;

0,3-0,38 при 0 ≤ IL≤ 0,25 ;

0,38-0,45 при 0,25 ≤ IL≤ 1,0

 

Значения модуля деформации E определяют по результатам компрессионных испытаний, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов m_k, приведенных в таблице 10 (из СП 22.13330.2011 ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

Таблица 10

 

 

E= m_k ·E_o

Модуль деформации Е при отсутствии лабораторных испытаний определяется по таблицам 11 и 12 ( из приложения Б СП 22.13330.2011). Для грунтов с промежуточными значениями

e допускается определять значения Е по интерполяции.

 

Таблица 11 - Нормативные значения удельного сцепления сn, кПа, угла внутреннего трения φn, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений

 

Таблица 12 - Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых нелессовых грунтов

 

В качестве естественного основания не могут быть использованы: § пески рыхлые; § пылевато-глинистые грунты в текучем состоянии; § грунты с расчетным сопротивлением R0<100 кПа; § грунты с модулем деформации Е<5 МПа

 

СТО 36554501-020-2010 Деформационные и прочностные характеристики юрских глинистых грунтов Москвы

Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский центр «Строительство» ОАО «НИЦ «Строительство»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Деформационные
и прочностные характеристики
юрских глинистых грунтов Москвы

СТО 36554501-020-2010

Москва

2010

Предисловие

Сведения о стандарте:

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией электротехнических технологий (зав. лабораторией - канд. техн. наук Х.А. Джантимиров) НИИ-ОСП им. Н.М. Герсеванова - института ОАО «НИЦ «Строительство» вед. науч. сотр., канд. техн. наук О.И. Игнатовой

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИНЯТИЮ секцией механики грунтов и исследования свойств грунтов НТС НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО «НИЦ «Строительство» от 10 февраля 2010 г. № 27

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

В связи с интенсивным развитием в последние годы строительства в Москве зданий повышенной этажности и высотных с глубокой подземной частью и подземных сооружений возникла необходимость в оценке строительных свойств грунтов, залегающих на больших глубинах. К этим грунтам относятся грунты юрского, мелового и каменноугольного периодов.

Оценка характеристик этих грунтов на основе статистического обобщения накопленных архивных данных инженерно-геологических изысканий является актуальной задачей.

Для выполнения работы был проведен сбор архивных материалов лабораторных и полевых испытаний дочетвертичных грунтов Москвы из отчетов по инженерно-геологическим изысканиям 40 организаций, проводящих изыскательские работы на территории города, поступивших в институт по конкретным объектам проектирования.

В настоящем стандарте приводятся результаты исследований для юрских J₃ глинистых грунтов.

Собраны результаты лабораторных испытаний грунтов на

13.1.2. Исходные данные для проектирования

Исходными данными для проектирования уплотнения грунтов, а также для проектирования оснований и фундаментов на уплотненных грунтах являются: необходимая степень уплотнения грунтов, деформационные и прочностные характеристики уплотненных грунтов, расчетные их сопротивления.

Необходимая степень уплотнения грунтов устанавливается в зависимости: от назначения уплотненных грунтов и нагрузок, передаваемых на них от фундаментов и других конструкций; от возможностей изменения температурно-влажностного режима уплотненного грунта; от диапазона изменения природной влажности грунтов, используемых для возведения обратных засыпок; от принятых и возможных технологических схем производства работ по отсыпке уплотняемого грунта и применяемого грунтоуплотняющего оборудования; от климатических условий производства работ; от производственных возможностей строительных организаций и пр. [7].

Для определения необходимой степени уплотнения грунтов с учетом приведенных выше факторов выполняется комплекс лабораторных исследований, включающий изучение уплотняемости грунтов (стандартное уплотнение), а также прочностных и деформационных характеристик уплотненных до различной степени плотности грунтов. По результатам стандартного уплотнения (см. рис. 13.2) определяются максимальная плотность ρ_d.max, оптимальная влажность ω₀, а также плотность сухого грунта при уплотнении его до различного коэффициента уплотнения и соответствующие диапазоны допускаемого изменения влажности.

По данным сдвиговых и компрессионных испытаний уплотненных до различной степени плотности грунтов строятся графики зависимости сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации от плотности грунта или от коэффициента уплотнения грунтов (рис. 13.3). На основе этих графиков в соответствии с необходимыми значениями сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации уплотненных грунтов назначается требуемая степень уплотнения грунтов.

Рис. 13.3. Зависимости с, φ (а) и E (б) от коэффициента уплотнения и плотности сухого уплотненного грунта

При отсутствии данных описанных выше исследований необходимые значения степени уплотнения грунтов принимаются по табл. 13.2.

ТАБЛИЦА 13.2. НЕОБХОДИМАЯ СТЕПЕНЬ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ

Назначение уплотненного грунта	Коэффициент уплотнения kcom
Для оснований фундаментов зданий, сооружений и тяжелого технологического оборудования, а также полов с равномерной нагрузкой более 0,15 МПа	0,98—0,95
То же, среднего оборудования, внутренних конструкций, полов с нагрузкой 0,05—0,15 МПа	0,95—0,92
То же, легкого оборудования, полов с нагрузкой менее 0,05 МПа, отмостки у зданий	0,92—0,9
Незастраиваемые участки	0,9—0,88

При возможном изменении температурно-влажностного режима уплотненных грунтов за счет их периодического промерзания и оттаивания приведенные в табл. 13.2 значения k_com целесообразно повышать на 0,01—0,02.

Модули деформации грунтов, уплотненных до различной степени плотности, должны приниматься, как правило, по результатам испытания их штампами. При отсутствии данных непосредственных испытаний значения модулей деформации допускается принимать по табл. 13.3.

Коэффициент изменчивости сжимаемости уплотненных грунтов α_com, обусловливаемый различной степенью уплотнения, переменной влажностью, неоднородностью состава грунта и представляющий собой отношение максимального значения модуля деформации к его возможному минимальному значению, допускается принимать: α_com = 1,2 при k_com = 0,92, α_com = 1,35 при k_com = 0,95 и α_com = 1,5 при k_com = 0,98.

ТАБЛИЦА 13.3. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МОДУЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Грунты	Е, МПа
	при влажности уплотнения равной		в водонасыщенном состоянии
	kcom = 0,92	kcom = 0,95	kcom = 0,92	kcom = 0,95
Лессовидные супеси	20	25	15	20
Лессовидные суглинки и глина	25	30	20	25
Крупные пески	30	40	–	–
Средние пески	25	30	–	–
Мелкие пески	15	20	–	–

Прочностные характеристики уплотненных до различной степени плотности грунтов определяются путем испытания их на срез в условиях завершенной консолидации с получением зависимости сцепления с и угла внутреннего трения φ от коэффициента уплотнения. Для предварительных расчетов нормативные значения прочностных характеристик уплотненных лессовых грунтов рекомендуется принимать по табл. 10.4.

Расчетные сопротивления уплотненных грунтов определяются с учетом прочностных характеристик грунтов и размеров фундаментов. При отсутствии прочностных характеристик, а также для предварительного назначения размеров фундаментов допускается пользоваться условными значениями расчетных сопротивлений R₀ уплотненных насыпных грунтов (табл. 13.4).

ТАБЛИЦА 13.4. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ИЗ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВ

Грунты	R0, МПа, при коэффициенте уплотнения kcom
	0,92	0,95	0,97
Супеси Суглинки Глина Крупные пески Средние пески Мелкие пески	0,2 0,25 0,3 0,3 0,25 0,2	0,25 0,3 0,35 0,4 0,3 0,25	0,28 0,32 0,4 0,5 0,4 0,3

Руководство по устройству обратных засыпок котлованов с подготовкой оснований под технологическое оборудование и полы на просадочных грунтах