В течение последних 10 лет в г. Белгороде ведется интенсивное многоэтажное строительство, в том числе и в центральной части города, расположенной в поймах рек Везёлка и Северский Донец.
Сложные геоморфологические и инженерно-геологические условия рассматриваемой территории обусловлены наличием в разрезе (рисунок):
- рыхлых песчано-глинистых насыпных грунтов, состоящих из неравномерной смеси чернозема, суглинка, песка и строительного мусора (инженерно-геологический элемент (ИГЭ) №1);
- структурно-неустойчивых аллювиальных отложений четвертичного возраста, залегающих под насыпными грунтами, представленных глинами, водонасыщенными суглинками, мелко- и среднезернистыми водонасыщенными песками (ИГЭ-2);
- рыхлым мелом (K2), залегающим под аллювиальными грунтами, водонасыщенным, в кровельной части разрушенным процессами выветривания (ИГЭ-5).
Геологический разрез пойменной части реки Везёлка, в районе БелГУ Мощность каждой из перечисленных выше толщ изменяется в достаточно широких пределах, в зависимости от удаления от ложа рек и может достигать на отдельных участках 9 м (кроме насыпного грунта, мощность которого составляет 2,8-4 м). Насыпной грунт предназначен для исключения затопления поймы и планирования полого-наклонного к руслу рек рельефа пойм. Общая мощность неустойчивых грунтов составляет 20 м.
Так как на рассматриваемой территории имеется достаточно плотная застройка, в настоящее время в этом районе широко применяется точечная застройка, представленная жилыми домами из 3-6 каркасных железобетонных секций переменной этажности (8-17 этажей).
Толща грунтов, слагающая участок до глубины 20,6 м, характеризуется неоднородностью состава и состояния и в ее пределах выделяется 5 ИГЭ грунтов.
Основные расчетные значения физико-механических свойств грунтов, которыми рекомендуется пользоваться при расчетах оснований фундаментов по деформациям и несущей способности приведены в таблице.
Анализ результатов инженерно-геологических изысканий позволил разработать рекомендации по применению обоснованных технологических решений при проектировании оснований фундаментов.
Исходя из инженерно-геологического строения участка, для проектируемого жилого дома возможно применение как фундаментов в виде монолитной железобетонной плиты. Так и свайных фундаментов из буронабивных свай диаметром 500-600 мм или забивных железобетонных свай сечением 30×30 см. Выбор типа фундамента должен производиться проектной организацией на основании технико-экономического сравнения их вариантов.
Естественным основанием для плитных фундаментов будут служить грунты различных ИГЭ (пески ИГЭ-2а и ИГЭ-2б, суглинки ИГЭ-3, пески ИГЭ-4а, ИГЭ-4б, ИГЭ-4г), обладающие различными физико-механическими характеристиками, поэтому, в случае использования фундаментов такого типа, рекомендуется под подошвой фундаментов частично заменить грунты ИГЭ-3 на песок средней крупности, укладываемый в котлован с послойным уплотнением. При этом, подошву фундамента рекомендуется закладывать как можно дальше от кровли мела ИГЭ-5а, с целью уменьшения величин возможных осадок основания фундаментов.
|
Номер ИГЭ |
Номенклатурный вид грунта |
Плотность, т/м3 |
Модуль деформации, МПа |
Параметры среза |
|
|
Удельное сцепление, кПа |
Угол внутреннего трения, о |
||||
|
1а |
Насыпной грунт |
1,65 |
- |
- |
- |
|
1 |
Почва |
1,71 |
- |
- |
- |
|
2а |
Песок мелкий средней плотности |
1,73/1,71 |
-/22 |
2/1 |
30/28 |
|
2б |
Песок мелкий плотный |
1,83/1,81 |
-/29 |
3/2 |
35/31 |
|
3 |
Суглинок легкий туго-пластичный |
1,93/1,92 |
-/15 |
19/18 |
20/17 |
|
4а |
Песок средней крупности средней плотности |
1,73/1,71 |
-/30 |
1/0 |
34/31 |
|
4б |
Песок средней крупности плотный |
1,88/1,85 |
-/41 |
2/1 |
37/33 |
|
4в |
Супесь пластичная |
2,00/1,90 |
-/22 |
12/10 |
26/23 |
|
4г |
Песок пылеватый плотный |
1,85/1,80 |
-/30 |
6/4 |
35/32 |
|
5а |
Мел глиноподобный |
1,80/1,80 |
-/10 (интервал нагрузок 0,0-0,15 МПа); -/8,4 (интервал нагрузок 0,0-0,2 МПа); -/4,4 (интервал нагрузок 0,0-0,4 МПа) |
19/15 |
20/17 |
|
5б |
Мел дресвяно- щебенистый |
1,77/1,76 |
-/14 |
21/18 |
20/17 |
Насыпные грунты ИГЭ-1а и почву ИГЭ-1 использовать в качестве естественного основания не допускается.
При применении фундаментов в виде монолитной плиты, в проекте рекомендуется предусмотреть комплекс конструктивных мероприятий для предупреждения возможных неравномерных осадок различных частей зданий. При этом необходимо учесть, что модуль деформации мела ИГЭ-5а при нагрузках от 0,15 до 0,40 МПа имеет переменные значения и изменяется соответственно от 10 до 4,4 МПа.
Если проектной организацией будет принят свайный тип фундамента, в качестве естественного основания для нижних концов буронабивных свай и забивных железобетонных свай рекомендуется использовать мел ИГЭ-5а и ИГЭ-5б.
Расчет несущей способности забивных железобетонных свай рекомендуется производить согласно СП 50-102-2003, используя результаты статического зондирования. Для более точного определения несущей способности свай необходимо выполнить испытания натурных свай вертикальными статическими нагрузками в количестве 4-5 штук.
Песок ИГЭ-2а, ИГЭ-4а и ИГЭ-4б имеет удельное сопротивление грунта проникновению конуса зонда более 20 МПа и сваи в данный песок забить будет невозможно. Поэтому для погружения свай до проектных отметок рекомендуется предусмотреть повышенную марку бетона свай, по сравнению с обычными грунтами, а также рекомендуется под сваи предусмотреть бурение лидерных скважин диаметром 250 мм, глубиной до кровли мела с засыпкой их рыхлым глинистым грунтом, который будет препятствовать обрушению песка при забивке свай.
Работа представлена на Электронную заочную конференцию «Студенческий форум-2011 г.». Поступила в редакцию 18.01.2011