сотрудник с 01.01.2000 по настоящее время
Пенза, Пензенская область, Россия
студент с 01.09.2018 по 01.09.1920
Пенза, Пензенская область, Россия
Сахарная индустрия считается одной из самых технологичных, тяжелых и капиталоемких секторов экономики. Однако вложения в данную область продолжают повышаться. Значительные поставки сахара из-за границы стимулируют наше правительство в наращивании импортозамещения в этой отрасли и поддержании отечественной сахарной индустрии – финансировании, модернизации и реконструкции заводов за счет субсидий из госбюджета. Замена устаревшего оснащения на современное ведется в данный момент буквально на всех работающих заводах, правда с различным успехом. Цель работы: исследование возможности уменьшения глубины заложения подошвы фундаментов диффузионного отделения Каменского сахарного завода с 4,25 м до 2,5 м.
Материалы и методы
Данное исследование проведено на основании имеющихся материалов:
– задания администрации СУ ТЭЦ-1 на обследование грунтов основания строительной площадки диффузионного отделения Каменского сахарного завода;
– отчёта по инженерно-геологическим работам на промплощадке Каменского сахарного завода Пензенской области, выполненных ГПИ Гипросахпромом;
– рабочих чертежей диффузионного отделения Каменского сахарного завода, разработанных ЗАО Гипросахпром;
– натурного обследования грунтов основания строительной площадки диффузионного отделения;
– визуального обследования состояния несущих и ограждающих конструкций главного корпуса Каменского сахарного завода, к которому пристраивается диффузионное отделение;
– лабораторных испытаний образцов грунтов, отобранных с площадки строительства диффузионного отделения из шурфов с определением физико-механических характеристик, необходимых для расчета несущей способности грунтов основания;
– поверочных расчётов фундаментов диффузионного отделения Каменского сахарного завода по полученным в результате испытаний характеристикам грунтов.
Натурное обследование
Для натурного обследования состояния грунтов основания и отбора образцов грунтов для лабораторных исследований были отрыты два шурфа на площадке строительства диффузионного отделения завода. План расположения шурфов приведен на рис. 1. Шурфы были отрыты на глубине 3,2÷3,3 м. Виды грунтов и характер напластования слоёв грунта примерно соответствует отчёту по инженерным изысканиям, выполненным ГПИ Гипросахпром. Разрез грунтовой толщи в шурфах показан на рис. 2 и рис. 3.
По инженерно-геологическим колонкам скважины 16, находящейся в пределах застройки диффузионного отделения и скважин 10, 11 и 15, находящейся в непосредственной близости от площадки застройки диффузионного отделения, построены два геологических разреза, которые приведены на рис. 4 и рис. 5 [1, 2]. По этим разрезам следует, что слои грунтов площадки строительства имеют выдержанное практически горизонтальное расположение, грунтовые условия в соответствии с СП 22.13330.2016 пунктом 5.6.52 соответствуют табл. 5.11, что допускает не выполнять расчёт деформаций основания, если среднее давление по подошве фундаментов не превышает расчётного сопротивления грунтов основания.
Осмотр грунтовых условий в шурфах 1 и 2 показал, что на поверхности залегает насыпной мощностью 2,0÷2,2 м, что позволяет из условия заглубления в несущий слой фундамента на глубину не менее 0,2 м предварительно назначить возможную глубину заложения подошвы фундаментов диффузионного отделения 2,5 м, т.е. исходя из инженерно-геологических условий площадки строительства [3]. Других факторов, влияющих на глубину заложения подошвы фундамента, не имеется.
Определение физико-механических характеристик грунтов основания
Природная влажность. Природная влажность определялась весовым методом путём высушивания навески влажного грунта в сушильном шкафе. Всего было отобрано семь образцов грунта: четыре образца из шурфа 1 и три – из шурфа 2. Получены следующие результаты:
Таблица 1
Определение природной влажности грунта
|
№ выработки |
Частные значения природной влажности,Wi,% |
Среднее значение природной влажности, W, %. |
|
Шурф 1. |
15,3 |
14,6 |
|
15,3 |
||
|
13,7 |
||
|
14,1 |
||
|
Шурф 2. |
13,2 |
14,3 |
|
15,5 |
||
|
14,2 |
Плотность грунта. Плотность грунтов определялась методом режущего кольца. Всего было отобрано 13 образцов грунта – 6 образцов из шурфа 1 и 7 образцов из шурфа 2. Результаты испытаний следующие:
Таблица 2
Определение плотности грунта в ненарушенном состоянии
|
№ выработки |
Частные значения природной плотности грунта, |
Среднее значение природной плотности грунта, |
|
Шурф 1. |
2,05 |
2,05 |
|
2,06 |
||
|
2,02 |
||
|
2,04 |
||
|
2,07 |
||
|
2,07 |
||
|
Шурф 2. |
2,16 |
2,13 |
|
2,18 |
||
|
2,11 |
||
|
2,09 |
||
|
2,13 |
||
|
2,13 |
||
|
2,13 |
Характеристики грунтов определялись только для несущего слоя грунта, которым с глубины 2,0 м является песок мелкий.
Плотность минеральных частиц. Учитывая, что этот показатель меняется в незначительных пределах, он определяется по данным изысканий ЗАО «Гипросахпром», равным 2,65 г/см3.
Прочностные характеристики. Угол внутреннего трения и удельное сцепление определялись по результатам испытания грунтов на сдвиг.
Для испытания было отобрано 22 образца грунта и испытано 13 образцов на срезном приборе из полевой лаборатории Литвинова с площадью образца 25 см2 и 9 образцов на срезном приборе Гидропроекта с площадью образца 40 см2.
Таблица 3
Результаты испытаний грунта в сдвиговом приборе Литвинова
|
Вертикальное (уплотняющее) давление |
Горизонтальное (сдвигающее) давление |
|
0,50 |
0,36 |
|
1,00 |
0,70 |
|
1,00 |
0,75 |
|
1,50 |
1,10 |
|
2,00 |
1,50 |
|
2,00 |
1,45 |
|
2,50 |
1,90 |
|
3,00 |
2,20 |
|
3,00 |
2,20 |
|
0,50 |
0,37 |
|
1,50 |
1,10 |
|
2,50 |
1,80 |
|
2,00 |
1,60 |
Таблица 4
Результаты испытаний грунта в сдвиговом приборе Гидропроекта
|
Вертикальное (уплотняющее) давление |
Горизонтальное (сдвигающее) давление |
|
2,00 |
1,425 |
|
2,00 |
1,45 |
|
1,00 |
0,875 |
|
1,00 |
0,675 |
|
1,00 |
0,725 |
|
3,00 |
2,20 |
|
3,00 |
2,35 |
|
2,00 |
1,55 |
|
3,00 |
2,30 |
Основные выводы и рекомендации
1. Выполненные исследования свойств грунтов основания и поверочные расчёты фундаментов показывают, что при уменьшении глубины заложения подошвы фундаментов диффузионного отделения до 2,5 м требования строительных норм и правил по проектированию оснований и фундаментов выполняются и препятствий для устройства фундаментов на такой глубине не имеется.
2. При рытье котлованов под фундаменты в случае попадания подошвы фундамента в насыпной грунт, последний должен быть пройден, и фундаменты заглублены в несущий слой под бетонкой на глубину не менее 200 мм.
3. При устройстве фундаментов все требования по безопасности ведения работ, предусмотренные проектом ЗАО Гидросахпром по диффузионному отделению, должны быть выполнены.
