Инженерно-геологические условия строительства

Инженерно-геологические условия

В геологическом строении территории города Ирбита принимают участие вулканогенные и осадочные метаморфизированные породы, представленные гнейсами, гранито-гнейсами, амфиболитами и серпентинитами. Палеозойский фундамент перекрыт чехлом осадочных пород мезо-кайнозоя, представленных песчаниками, аргиллитами, опоками, алевролитами палеогена и неоген-четвертичного времени. В верхних горизонтах эти отложения представлены глинистыми диатомитами, трепелами, опоковидными и трепеловыми глинами.

Палеогеновые отложения перекрываются аллювиальными, делювиальными и озерно-болотными отложениями четвертичного возраста значительной мощности.

Вскрытый разрез рассматриваемой площадки представлен отложениями палеогенового возраста, перекрытых четвертичными аллювиальными, озерно-аллювиальными и делювиальными грунтами.

Палеогеновые отложения (Pg) представлены глинами ирбитской свиты голубовато-серого и серого цвета текучепластичной и мягкопластичной консистенции, с содержанием органического вещества, вскрытыми на глубине 9,2 – 10,2 м, их вскрытая мощность составила 4,8 – 5,8 м.

Аллювиальные отложения в разрезе участка представлены суглинками, реже глинами, кустанайской свиты (aQ). В верхней части слоя грунты имеют незначительное количество песчаного материала, в основном, в виде линз, тогда как с глубиной количество песка и гравия в них увеличивается и представлено в виде прослоев различной крупности от 20 до 30 – 40% по мощности. Суглинки серовато-зеленого цвета, текучепластичной и мягкопластичной консистенции, участками с содержанием органического вещества. Аллювий вскрыт на глубине 6,0 – 6,7 м мощностью 3,2 – 3,8 м.

Выше по разрезу залегает слой озерно-аллювиальных (laQ) слабозаторфованных суглинков и глин серовато-коричневого и серого цвета тугопластичной и полутвердой консистенции, вскрытый на глубине 1,8 – 2,4 м мощностью 3,8 – 4,6 м.

Озерно-аллювиальные отложения перекрыты делювиальными глинами (dQ) темно-коричневого цвета твердой консистенции, вскрытыми под почвенно-растительным слоем на глубине 0,2 м мощностью 1,6 – 2,2 м.

 

Гидрогеологические условия

В гидрогеологическом отношении исследуемый район располагается в западной части Западно - Сибирского артезианского бассейна, относится к Ирбитско - Камышловскому району провинции подземных вод Зауралья.

Гидрогеологические условия района определяются существованием водоносных горизонтов четвертичных отложений, эоценовых опок, кварцевых песков, трещиноватых алевролитов мела и вулканогенно-осадочных пород палеозоя.

В естественных условиях питание водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков на площади водосборных бассейнов, в основном, в период весеннего снеготаяния и осенних затяжных дождей. Летние осадки практически полностью расходуются на поверхностный сток, испарение и транспирацию, успевая проникнуть только в верхние горизонты зоны аэрации. Рыхлый покров пылевато-глинистых отложений, находящийся в зоне аэрации, выполняет роль фильтрационного экрана, регулирующего питание подземных вод. На застроенных территориях в питании подземных вод участвуют и техногенные утечки из водонесущих коммуникаций

Самый низкий уровень воды наблюдается в конце зимнего периода (март-апрель), самый высокий – в период весеннего половодья (май-июнь).

На рассматриваемой площадке и прилегающей к ней зоне развиты подземные воды четвертичных отложений, приуроченные к озерно-аллювиальным и аллювиальным грунтам.

В ходе настоящих изысканий в июле месяце подземные воды установились на глубине 5,0 – 5,4 м, что соответствует отметкам 70,38 – 72,60 м. Приведенные уровни в годовом плане относятся к минимальным. Амплитуда сезонного колебания уровня подземных вод составляет 1,0 - 1,5м.

Согласно данным определения химического состава подземные воды, отобранные в ходе настоящих изысканий, имеют гидрокарбонатный анионный и кальциевый катионный состав. Минерализация подземных вод составляет 0,78 г/л, рН 7,0.

 

Конструктивные решения подземной части здания

Фундамент – ленточный из сборных железобетонных плит по [8] ГОСТ 13580-85;

Стены подвала – из блоков ФБС по [9] ГОСТ 13579-78*.

Ограждающие конструкции подвала – бетонные блоки по [9] ГОСТ 13579-78*.

Утепление перекрытия над подвалом – «Rockwool Флор Баттс» толщиной 60 мм.

Утепление стен подвала – «Rockwool Флор Баттс» толщиной 50мм.

Плиты перекрытия – железобетонные пустотные безопалубочного формования производства ЗАО «Завод ЖБИ «Бетфор» по [12] серия 0-453-04; ТУ 5842-065-05800538-03.

Наружные стены выше планировочной отметки и до отметки минус 0.370 выполнить из полнотелого керамического кирпича пластического формования КОРПо 1НФ/100/2,0/25/ [10] ГОСТ 530-2007, на растворе марки М100 с укладкой арматурной сетки из высоколегированной коррозионностойкой стали диаметром пять миллиметров Вр-I с ячейкой 50х50 мм через два ряда кладки по всей длине. У обреза, кладку на высоту не менее 600 мм и по всей ее толщине армировать сеткой из стали диаметром пять миллиметров ВрI с ячейкой 50х50 в каждом ряду кладки (согласно [40] СНиП II-22-81 п.6.65, 6.34).

Марка бетона по морозостойкости для монолитных и сборных бетонных конструкций принята:

- для конструкций, не защищенных от воздействия осадков – F75;

- для конструкций, находящихся в грунте – F50;

- для плит покрытия – F50;

- для внутренних конструкций – F35.

 

Исходные данные

 

 

Нагрузки на подошву фундамента приведём в таблицу 4.1

 

Таблица 4.1 - Принятые нагрузки

№ п/п	Наименование нагрузки	Норма- тивная нагру- зка, кг/м^2.	Коэфф. надежности по нагрузке, γf.	Расчет-ная нагруз- ка, кг/м^2.
	Постоянная нагрузка от кровли
	Металлочерепица	5,5	1,3	7,2
	Обрешетка 100х32 γ=800кг/м^3 шаг 300 мм	7,7	1,3	10,0
	Ветрозащитная пленка Ютакон Н140 ВС	0,2	1,3	0,3
	Контробрешетка брус 50х50(h) γ=800кг/м^3		1,3
	Стропильные ноги 2 бруса 75х2=150х220(h) γ=800кг/м^3 шаг 800 мм	52,8	1,3	68,6
	Итого	106,2		138,1
	Временная нагрузка
	Снег для III района по СНиП 2.01.07-85*	126,0		180,0
	Всего	232,2		318,1
	Постоянная нагрузка от чердачного перекрытия
	Утеплитель – базальтовая вата γ=160кг/м^3 t=250мм		1,3
	Пароизоляция	0,2	1,3	0,3
	Цементно-песчаный раствор γ=1600кг/м^3 t=30мм		1,3	62,4
	Ж/б плита перекрытия	350,00	1,1
	Итого	473,2		499,7
	Временная нагрузка
	Полезная от людей и оборудования		1,3
	Всего	543,2		590,7
	Постоянная нагрузка от пола второго этажа
	Паркетная доска t=20мм		1,3	16,9
	Цементно-песчаный раствор γ=1600кг/м^3 t=40мм		1,3	83,2
	Пенопласт γ=40кг/м^3 t=40мм	1,6	1,3	2,1
	Ж/б плита перекрытия	350,00	1,1
	Итого	428,6		487,2
	Временная нагрузка
	Полезная от людей и оборудования		1,3
	Всего	628,6		747,2
	Постоянная нагрузка от пола первого этажа
	Керамическая плитка γ=2400кг/м^3 t=10мм		1,3	31,2
	Клей γ=1600кг/м^3 t=20мм		1,3	41,6
	Цементно-песчаный раствор γ=1600кг/м^3 t=40мм		1,3	83,2
	Пенопласт γ=40кг/м^3 t=80мм	3,2	1,3	4,2
	Ж/б плита перекрытия	350,00	1,1
	Итого	473,2		545,2
	Временная нагрузка
	Полезная от людей и оборудования		1,3
	Всего	673,2		805,2
	Постоянная нагрузка от наружной стены
	Слой из облицовочного кирпича γ=1400кг/м^3 t=120мм		1,1	184,8
	Утеплитель – базальтовая вата γ=160кг/м^3 t=180мм	28,8	1,3	37,4
	Стена кирпичная γ=2000кг/м^3 t=380мм		1,1
	Итого	956,8		1058,2
	Постоянная нагрузка от стены подвала
	Утеплитель – базальтовая вата γ=160кг/м^3 t=50мм		1,3
	Блоки ФБС γ=2500кг/м^3 t=600мм		1,1
	Итого

Нормативные и расчетные характеристики грунтов приведены в таблице 4.2

Геологический разрез изображен на рисунке 4.1

Колонки по скважинам изображены в приложении В.

Подошва фундамента проектируемого дошкольного образовательного учреждения располагается в слабозаторфованном озёрно-аллювиальном суглинке серовато-коричневого цвета, полутвердой консистенции. Нормативные характеристики грунта:

- нормативное значение удельного веса грунта g = 1,81 т/м³;

- нормативное значение угла внутреннего трения φ = 19 ⁰;

- нормативное значение удельного сцепления с = 38 кПа;

- модуль деформации Е = 10 МПа

Расчетного сопротивления грунта [42] (по СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»:

g_с1, g_с2 - коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3;

g_с1 = 1,25; g_с2 = 1,0;

k = 1,0 - прочностные характеристки грунта, определены непосредственно испытанием грунтов;

М_g = 0,43, М_q = 2,73, M_c = 5,31 - при φ^II = 18^о (по табл. 4);

k_z = 1,0 - коэффициент при b < 10 м;

b = 1,0 м - ширина подошвы фундамента;

g_II =17,66 кН/м³ - осредненное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвы фундаментов;

g’_II =16,78 тс/м³ - то же, залегающего выше подошвы фундаментов;

с_II = 36 кПа - значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;

d₁ = 0,74 м - приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, м

d_b = 1,95 м - глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом глубиной свыше 2 м принимают равным 2 м)

На данных грунтах возможно устройство свайных фундаментов, плитных фундаментов и ленточных фундаментов.

Учитывая расчетное сопротивление грунта, анализируя вышесказанное, учитывая сжатые сроки строительства, а также учитывая график производства работ, сроки выполнения работ по устройству фундаментов в котором приходятся ноябрь - декабрь месяц, в целях снижения затрат по устройству фундаментов, снижение сроков строительства, повышение качества работ - принимаем ленточный фундамент из сборных железобетонных плит и бетонных блоков мелкого заложения на естественном основании.

Выполним расчет фундаментов по оси четыре под внутренние стены и по оси А под наружные стены на осадку основания.