Расчетное сопротивление песка: 5.5.2. Расчетное сопротивление грунтов основания

Содержание

Расчетное сопротивление грунта под основание фундамента: что такое, определение

Несущей способностью называют качество почвенного слоя, позволяющее в той или иной степени противостоять нагрузкам извне. Расчетное сопротивление грунта определяют средним давлением на границе подошвы фундамента и земли, в результате которого не возникают сдвиги и просадки строения. Способность выдерживать нагрузку бывает расчетная, фактическая и допустимая.

Содержание

Что такое несущая способность грунта
Определение параметра перед возведением фундамента
Как определить тип грунта самостоятельно
Несущие способности глинистых и песчаных грунтов по СНиП

Что такое несущая способность грунта

Перед тем как заливать фундамент, рекомендуется проверить несущую способность грунта

Предел несущей способности должен быть больше действующей нагрузки на основание. Условный расчет делают на выбранную единицу площади так, чтобы не происходили деформации в почве и здании. Геологические изыскания проводят для определения вида грунта путем взятия проб из скважин на месте строительства.

Несущая характеристика зависит от обстоятельств и факторов:

типа почвы;
толщины слоя, глубины его залегания и напластования различных видов;
свойств нижнего пласта под исследуемым грунтом;
отметки стояния почвенной жидкости;
глубины, на которую промерзает земля;
плотности основания.

Грунтовая влага меняет свойства почвы, поэтому одну породу характеризуют по-разному в зависимости от насыщения жидкостью. Почва легко впитывает жидкость, и любые слои, контактирующие с водой, считаются напитанными влагой. Увеличивается показатель текучести и уменьшается значение сопротивления, исключение составляют крупнообломочные породы, крупные и средние пески.

Коэффициент плотности говорит о пористости грунта. Земля включает твердые элементы, между ними есть воздушные каверны, которые заполняются водой или воздухом при разных обстоятельствах. Наиболее прочными являются плотные почвенные слои с малым числом пустот.

Перед составлением проекта исследуют толщу земли ниже подошвы опоры строения. Плотность увеличивается с углублением, т.к. вверху располагаются рыхлые слои, а нижележащие породы старше, надежнее и компактнее.

Нельзя проводить стройку на границе двух разных типов грунта

Строительные правила (СП) закладки фундамента с учетом сопротивления:

не проектируют опоры на рубеже двух разных почвенных слоев или вблизи от них;
идеальной считают горизонтально расположенную полосу одной породы;
грунт не сможет нести большую нагрузку вблизи отметки грунтовой жидкости, на крутых склонах;
на местности с малыми показателями прочности проводят дополнительное увеличение несущей способности.

Характеристики повышают уплотнением и введением химических ингредиентов. Первый метод предусматривает вбивание небольших свай для повышения точности и уменьшения количества пустот. Второй способ предусматривает введение искусственных добавок для усиления связности между отдельными почвенными элементами.

Определение параметра перед возведением фундамента

Пробы грунта, добытые при бурении скважины

Строительные геодезисты исследуют грунт для определения характеристик земли, проектанты и конструкторы находят расчетное сопротивление грунта основания на базе полученных сведений. Образцы пород берут на срезе скважин, у нижнего конца сваи. В сложных случаях выполняют чертежи геологических разделов в области стройплощадки. Способ резания и выемки грунта определяют на основании поперечного плана.

Для нахождения несущей способности (R) применяют формулу: R = P · (1 + K · (B -100) / 100) · (H + 200) / 2 · 200 – для глубины меньше двух метров, и выражение R = P · (1 + K · (B -100) / 100) + K₂ · Y · (H – 200) – при погружении конструкций более двух метров, где:

P — сопротивление сжатию по центральной оси, находят в таблице, значение зависит от вида почвы;
K — коэффициент из таблиц, поправка на тип породы, 0,125 — для стабильных разновидностей (пески и крупнообломочные), 0,5 — для суглинков, супесей и глиноземов;
K₂— используется при расчётах в стабильных слоях;
Y — коэффициент, нужен, чтобы найти осредненное расчетное значение удельного веса грунтов от поверхности до низа фундамента;
B — ширина подошвы опорного элемента;
H — размер заглубления.

Если грунт имеет слабое сопротивление, необходимо поменять тип фундамента на более надежный

Находят фактическую способность к сопротивлению в кг/см² и сравнивают значение с требуемой величиной. Если второй показатель получается больше, меняют строение фундамента или его параметры, например, площадь подошвы или высоту заложения.

Отметку промерзания принимают по справочным таблицам для каждого региона строительства в отдельности. Подразделение по категориям приводится в ГОСТ 25.100-2011 «Грунты. Классификация». Глубину закладки опор устанавливают на уровне стабильного пласта, ниже точки замерзания.

Тип почвы можно выяснить самостоятельно. Основные грунты:

глинистые;
крупнообломочные;
песчаные;
скальные.

Подробное нахождение расчетного сопротивления описывается в СП 22.133.30-2016 «Основания зданий и сооружений». В этом документе есть требуемые коэффициенты для проведения расчета.

Как определить тип грунта самостоятельно

Если после бурения скважина не наполняется водой в течение 5 — 7 дней, можно строить дом без отвода жидкости

На территории России преобладают глины и пески, в болотистых регионах есть торфяные грунты с большим показателем просадки, а в горах строительство ведут на скальных породах. Первоначально бурят скважину во время наибольшей влажности, например, весной или в период дождей. Применяют винтовой бур для максимального сохранения структуры.

Для дома делают стволы по плану конверта — 4 открывают по углам и один ставят в центре. Для сложного строения выбирают точное расположение под несущими элементами и в центре каждого крыла дома. Заглубляют инструмент на 0,6 м ниже горизонта промерзания. По ходу бурения берут пробы из каждого встречающегося пласта.

Определяют влажность земли на глаз. Пробуренную скважину закрывают пленкой и ждут 5 – 7 суток. Если во всех выработках нет воды, уровень почвенной влаги находится ниже – можно строить здание без предварительного отвода жидкости.

Если на дне появляется вода, уровень почвенной жидкости почти рядом, слой относят к водонасыщенным категориям. Пластичность и влажность глинистой породы определяют по вхождению лопаты. Если лезвие легко втыкается и глина прилипает к поверхности, грунт считают влажным и пластичным. Если лопата не пробивает почву, глину относят к сухим видам.

Плотность не является постоянным показателем. Глубокие слои всегда более плотные, чем образцы, полученные извлечением из скважины. При расчете пласты, которые находятся ниже отметки 1,0 м, принимают за плотные слои. Геологические изыскания не всегда имеют место в условиях частного строительства, поэтому несущую способность для упрощенных вычислений принимают на уровне 2 кг/см².

Связность грунта проверяют в шурфе высотой на глубину фундаментной подошвы во время отстаивания выработок для проверки влаги. Срезают наклонно почву и смотрят, когда прекратится осыпание стенок. Угол меньше 45° говорит об устойчивой категории, а больше — о плывучести грунта.

Показатель текучести породы особенно важен для глин и суглинков, т.к. они часто проседают под действием воды.

Несущие способности глинистых и песчаных грунтов по СНиП

На ощупь легко отличить глину и песок. В чистом песке отчетливо видны песчинки, они же прощупываются при растирании. В песках крупной фракции частицы достигают размера 0,25 – 5 мм, средней — 2 мм. В супеси присутствует до 10% глины, сухая порода крошится, а скатанный шарик рассыпается в пыль. Суглинок включает 10 – 30% глины и является пластичным по сравнению с супесью. Наиболее пластичной выступает глина, при этом скатанный шарик при надавливании становится лепешкой без трещин по краям.

Глина склонна к пучению, поэтому может вытолкнуть фундамент и привести к его разрушению

В СНиП приводится такая нормативная несущая способность почвенных слоев в кг/см²:

гравелистый песок крупной фракции — плотный 6, среднеплотный 5;
средняя фракция песка по крупности — 5 и 4, соответственно;
мелкий сухой песок — 4 и 3;
мелкий влажный песок — 3 и 2;
сухая супесь — 3 и 2,5;
влажные и пластичные супеси — 2,5 и 2;
сухие суглинки — 3 и 2;
влажные суглинки — 3 и 1;
сухая глина — 6 и 2,5;
пластичные глины — 4 и 1.

Скалистые породы являются камнем, который сопротивляется влаге и замерзанию. Такие грунты могут служить фундаментом для частных строений, если они возводятся в соответствующей области. Пески промерзают на меньшую глубину, чем влагонасыщенные слои, т.к. не накапливают влагу, а проводят ее. Они отлично уплотняются методом трамбовки и предотвращают намокание опор.

Глины разжижаются во влажной среде и промерзают на значительную глубину, поэтому вспучиваются и выталкивают фундамент вверх. Супеси ведут себя при намокании и промерзании в зависимости от процентного содержания песчаных или глиняных вкраплений.

Торфяные породы не подходят для строительства зданий, т.к. содержат много жидкости, уровень почвенной влаги стоит высоко. Для них применяют только сваи глубокого заложения.

1.

3. Определение расчетных сопротивлений нескальных грунтов

Расчетное сопротивление основания из нескальных грунтов осевому сжатию определяется по формуле

где -условное сопротивление грунта, кПа;

, — коэффициенты, принимаемые по табл.11;

— ширина (меньшая сторона или диаметр) подошвы фундамента, м;

— глубина заложения фундамента, м;

— осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта,

расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учета

взвешивающего действия воды;

допускается принимать =19,62 кН/м³.

При определении расчетного сопротивления глубину заложения фундамента следует принимать для промежуточных опор мостов — от поверхности грунта у опоры на уровне срезки в пределах контура фундамента, а в русле рек – от дна водотока у опоры после понижения его уровня на глубину общего и половину местного размыва грунта при расчетном расходе.

Расчетные сопротивления, вычисленные по формуле (24) для глин и суглинков в основаниях фундаментов мостов, расположенных в пределах постоянных водотоков, следует повышать на величину, равную 14,7·, кПа,- глубина воды от наинизшего уровня межени до дна водотока

Величины условных сопротивлений грунтов определяются по СНиП 2.05.03-84 [3] (табл.9,10) в зависимости от типа, вида и разновидности для песчаных грунтов и типа, значения коэффициента пористостие и показателя текучести для пылевато-глинистых грунтов. Для промежуточных значений е и величины определяются интерполяцией. При значениях числа пластичности

в пределах 5-10 и 15-20 следует принимать средние значения , приведенные соответственно для супесей, суглинков и глин. Для плотных песковследует увеличивать на 60%, если их плотность определена по результатам лабораторных испытаний грунтов. Для рыхлых песчаных грунтов и пылевато-глинистых в текучем состоянии (> 1)илис коэффициентом пористости е > е_max (где е_max – максимальное табличное значение коэффициента пористости для данного типа грунта) условное сопротивление не нормируется.

Данные грунты относятся к слабым, которые без специальных мероприятий не могут быть использованы в качестве естественного основания.

Таблица 1.3.1. – Извлечение из табл.1 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Грунты	Коэффициент пористости е	Условное сопротивление R₀, пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов основания, кПа в зависимости от показателя текучести
Грунты	Коэффициент пористости е	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
Спеси при ≤5	0,5	343	294	245	196	147	98	—
Спеси при ≤5	0,7	294	245	196	147	98	—	—
Суглинки при 10 ≤ ≤ 15	0,5	392	343	294	245	196	147	98
	0,7	343	294	245	196	147	98	—
	1,0	294	245	196	147	98	—	—
Глины при ≥20	0,5	588	441	343	294	245	196	147
	0,6	490	343	294	245	196	147	98
	0,8	392	294	245	196	147	98	—
	1,1	294	245	196	147	98	—	—

Таблица 1. 3.2. – Извлечение из табл.2 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Песчаные грунты и их влажность	Условное сопротивление R₀песчаных грунтов средней плотности в основаниях, кПа
Гравелистые и крупные независимо от их влажности	343
Средней крупности: маловлажные влажные и насыщенные водой	294
Средней крупности: маловлажные влажные и насыщенные водой	245
Мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой	196
Мелкие: маловлажные влажные и насыщенные водой	147
Пылеватые: маловлажные влажные насыщенные водой	196
	147
	98

Таблица 1. 3.3. – Извлечение из табл.4 прил.24 СНиП 2.05.03-84

Грунт	Коэффициенты
Грунт	, м^-1	, м^-1
1. Гравий, галька, песок гравелистый, крупный и средней крупности	0,10	3,0
2. Песок мелкий	0,08	2,5
3. Песок пылеватый, супесь	0,06	2,0
4. Суглинок и глина: твердые и полутвердые	0,04	2,0
5. Суглинок и глина: тугопластичные и мягкопластичные	0,02	1,5

Пример 1.3.1. Определить расчетное сопротивление осевому сжатию основания из маловлажного песка средней крупности под подошвой фундамента мелкого заложения промежуточной опоры автодорожного моста, если дано: ширина фундамента глубина его заложения осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, =19,6 кН/м³.

Решение. Для маловлажного песка средней крупности по табл. 1.3.2 находим R₀=294 кПа,а по табл.1.3.3 – значения коэффициентов =0,10 м^-1и =3,0 м^-1

Расчетное сопротивление грунтового основания определим по формуле

=кПа.

Пример 1.3.2. Определить расчетное сопротивление осевому сжатию основания из тугопластичного суглинка под подошвой фундамента из опускного колодца промежуточной опоры автодорожного моста, расположенной в постоянном водотоке, если дано: ширина фундамента глубина его заложения показатель текучести суглинка число пластичности=0,12,коэффициент пористости =0,55,осредненное по слоям расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, =19,6 кН/м³,глубина воды от наинизшего уровня межени=5 м.

Решение. Из табл. 1.3.2 интерполяцией находим условное сопротивление тугопластичного суглинка при и=0,55.

кПа.

Из табл.1.3.3 – значения коэффициентов =0,02 м^-1и =1,5 м^-1.

С учетом пригрузки пласта суглинка водой расчетное сопротивление грунтового основания определим по формуле

Проектирование и квалификация нового противоэрозионно-стойкого грохота для удаления песка | Ежегодная техническая конференция и выставка SPE

Skip Nav Destination

Цитировать
- Посмотреть эту цитату
- Добавить в менеджер цитирования
Делиться
- MailTo
- Твиттер
- LinkedIn
Получить разрешения
Поиск по сайту

Citation

Мальбрел, Кристоф и Эдвард Блэкберн. «Проектирование и квалификация нового противоэрозионно-стойкого экрана для контроля песка». Документ представлен на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Хьюстон, Техас, США, октябрь 2022 г. doi: https://doi.org/10.2118/209951-MS

Скачать файл цитаты:

Ris (Zotero)
Менеджер ссылок
EasyBib
Подставки для книг
Менделей
Бумаги
КонецПримечание
РефВоркс
Бибтекс

Расширенный поиск

Проблема эрозии сита является сложной проблемой, которая не очень легко поддается моделированию и компьютерному проектированию, особенно когда речь идет о ситах из металлической сетки. Взаимодействия между твердым веществом и жидкостью (осаждение/взвесь), а также между твердыми частицами и материалом экрана (закупорка) являются сложными и развиваются с течением времени из-за износа и колебаний, связанных с многофазным потоком, или других изменений, связанных с резервуаром, в течение срока службы скважины. В результате разработку экрана лучше всего выполнять с помощью пилотных испытаний для имитации скважинных условий и оптимизации конструкции. В связи с этим очень важно установить стандартные тесты производительности.

Недавно проведенная серия испытаний на эрозию сетчатых экранов показала преимущества защиты экрана от перфорации базовой трубы для повышения эрозионной стойкости. Эта новая функция обеспечила несколько улучшений эрозионной стойкости сетчатого грохота и была реализована в новой конструкции грохота. Он заключается в размещении частично перфорированного внутреннего кожуха под обычным фильтрующим элементом с точно расположенными слепыми зонами над отверстиями базовой трубы, чтобы предотвратить прямую видимость потока и снизить локальную скорость за счет рассеивания потока по всей площади экрана.

Расширенное непрерывное испытание на эрозию использовалось для проверки конструкции и квалификации металлических сеток, а механические испытания в соответствии с новым стандартом API19ss для экранов для предотвращения пескопроявления были проведены для квалификации нового экрана и демонстрации его надежности.

Сравнение характеристик сита новой конструкции с ситами аналогичной конструкции подтвердило, что добавление нового диффузионного кожуха не оказывает неблагоприятного воздействия на механические характеристики сита, в то же время придавая ситу улучшенную эрозионную стойкость.

Ключевые слова:

добыча нефти и газа, контроль песка, выставка, строительство, завершение монтажа и эксплуатации, саван, патрон, представлен, Описание теста, эрозионная стойкость

Темы:

Выбор экрана, Завершение установки и эксплуатации, Контроль песка, Завершение операций

Вы можете получить доступ к этой статье, если купите или потратите загрузку.

У вас еще нет аккаунта? регистр

Просмотр ваших загрузок